CN110408875A

CN110408875A - 一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法

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Publication number: CN110408875A
Application number: CN201910819445.5A
Authority: CN
Inventors: 王野; 陈统; 王学伦; 郑志刚; 周成; 赵俊胜; 何宇
Original assignee: Rizhao Baohua New Material Co Ltd
Current assignee: Rizhao Baohua New Material Co Ltd
Priority date: 2019-08-31
Filing date: 2019-08-31
Publication date: 2019-11-05

Abstract

本发明公开了一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，属于一种钢铁生产工艺，采用热基板酸洗镀锌钝化工艺：热轧原料→破磷→酸洗→平整→感应加炉加热(带钢未发生再结晶)→镀锌锅内镀锌→拉矫→钝化处理→烘干→卷取。与现有技术相比较，在确保产品技术效果的基础上降低了生产成本。

Description

一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种钢铁生产工艺，特别是一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，以酸洗热轧基板镀锌，采用三价铬钝化液原液，通过辊涂的方式控制钝化膜耐蚀性。

背景技术

钝化膜厚度及均匀性是影响镀锌产品耐蚀性的重要因素之一。过厚的钝化膜会造成原料的浪费，过薄的钝化膜又达不到耐蚀性的要求。目前很多钢厂镀锌后的工艺钝化使用六价铬或三价铬的钝化液原液和水配置混合溶液进行钝化成膜。且现有技术中镀锌钝化的基板为冷轧基板，即热轧带钢经过酸洗后再经过轧机大压下轧制，带钢发生严重的加工硬化成为冷轧基板，该过程中带钢表面粗糙度均匀，然后在镀锌炉内加热发生退火再结晶，使带钢强度降低；钝化过程采用辊涂的方式进行钝化成膜。

随着基于ESP产线生产技术的推进，使以热代冷的产品厚度范围扩大到0.8-4.0mm。这种以热代冷的生产模式带来的镀锌产品钝化工艺存在了以下难点：①对于酸洗热轧基板，经酸洗后不经过冷轧处理直接进行镀锌，由于其未经轧机大压下轧制，带钢表面粗糙度不均匀，遗传了原料表面粗糙度；②现有冷轧基板镀锌钝化工艺所针对的带钢厚度均≤2.0mm，对于＞2.0mm的基板钝化，现有技术存在技术空白，尤其以热代冷工艺中带钢进入镀锌炉内加热不发生再结晶退火，加热过程中带钢内部原子等扩散作用使带钢时效效果增强，造成带钢强度增加，相对薄板，厚板板形控制差，而带钢在炉内的时效作用造成强度增加，两者叠加使带钢更容易发生翘曲，造成带钢与涂覆辊接触受力不均匀，造成钝化膜不均匀，因此厚板镀锌钝化比薄板镀锌钝化工艺控制难度更大；③现有工艺酸洗热镀锌板钝化后面的辊系腐蚀严重，钝化膜厚度不均匀，影响镀锌产品的耐蚀性性能，中性72小时烟雾实验不合标准要求。

如何在减少冷轧轧机大压下轧制和不经过镀锌机组炉内再结晶退火的工序下，降低生产成本，同时仍然能有良好的镀锌钝化效果，并且能够满足0.8-4.0mm的全系产品厚度，控制酸洗热镀锌产品钝化膜的耐蚀性，是该领域急需解决的一个技术问题，而目前国内还没有公开相关的技术工艺和参数报道。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，以期在确保产品技术效果的基础上降低生产成本。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：其工艺步骤包括：

(1)热轧原料；

(2)破磷；

(3)酸洗；

(4)平整；

(5)感应加炉加热：此工序带钢未发生再结晶；

(6)镀锌锅内镀锌；

(7)拉矫；

(8)钝化处理、烘干：选用PH值1.2～2.5的三价铬钝化液；钝化辊涂压力控制为辊间压力0.70～1.3KN；烘干机温度控制在200～230℃，钝化后带钢表面温度70℃以上。

其中，步骤(1)中的热轧原料厚度为0.8-4.0mm。

其中，所述三价铬钝化液Cr3+浓度为1.8～2.6％，PH值1.2～2.5。

其中，控制破鳞、平整、拉矫总延伸率在2.7～2.9％。

其中，感应加炉加热温度为460～480℃，镀锌锅内镀锌加热温度为460±5℃。

优化方案中，在所述的镀锌和拉矫工序之间，增加了光整工序。控制破鳞、平整、光整、拉矫总延伸率在3.1～3.5％。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、通过工艺改进，酸洗后不经过冷轧处理直接进行镀锌钝化处理，节省了工艺时间，降低了生产成本；

2、提高了镀锌产品钝化膜精度，提高镀锌产品的耐蚀性，按照每年减少镀锌产品的质量异议锈蚀50吨，按每吨废品和正品差距3000元，可创效15万元；

3、降低钝化膜厚度不符的改判率0.05％；按月产11万吨，正品与次品差距300元。一年可创造效益26.4万元。合计创效41.4万元；

4、将现有产品的厚度规格范围从≤2.0mm扩大到了0.8-4.0mm；锌层厚度双面从60-550g/m²扩大到了60-720g/m²，丰富了公司镀锌产品结构，增强公司镀锌产品的市场竞争力。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。为了剔除钝化液对于本工艺的技术影响，对照组和各个实施例均使用同样的市售钝化液，参数范围：三价铬钝化液原液Cr³⁺浓度：1.8％～2.6％，PH值1.2～2.5。其中对照组和实施例1组使用的为同一款同一批号钝化液，钝化液成分、浓度，钝化时间均相同。

对照组

采用现有技术的钝化工艺，也即传统冷轧基板镀锌工艺；热轧原料→破磷→酸洗→轧机大压下轧制→镀锌炉明火加热(带钢发生再结晶退火)→镀锌→拉矫→钝化处理→烘干→卷取。

轧机大压下轧制采用75％以上压下率，镀锌炉明火加热，带钢发生再结晶退火，退火温度700℃以上；光整延伸率0.8％；拉矫：0.2％～2.0％。冷轧基板镀锌工艺为本领域成熟工艺，因此其他的参数在此不一一罗列，未述及参数为本领域技术人员公知的常规参数。产品厚度为2.0mm。

其工艺流程为：

(1)钝化液的选择：使用三价铬钝化液，型号为DH-3223，其生产批号为190304。Cr³⁺浓度为2.0％，PH值1.6。

(2)钝化时间：钝化时间与带钢速度有关，本实施例中，镀锌线生产速度≤170m/min，2.0mm厚度，工艺速度65-95m/min。

(3)钝化辊涂压力：2.5～2.8KN。

(4)烘干机温度控制：110～135℃。

实施例1

本发明采用热基板酸洗镀锌钝化工艺：热轧原料→破磷→酸洗→平整→感应加炉加热(带钢未发生再结晶)→镀锌锅内镀锌→拉矫→钝化处理→烘干→卷取。产品厚度规格2.0mm。

1、热轧原料：ESP热轧原料，2.0mm，宽度1250mm；DX51D+Z。

2、破磷：破掉氧化铁皮，单体设备延伸率0.6％。

3、酸洗：具体参数如下

4、平整：单体设备延伸率1.3％。

5、感应加炉加热：加热温度T 460～480℃，此工序带钢未发生再结晶。

6、镀锌锅内镀锌：加热温度T 460±5℃。

7、拉矫：热基厚板镀锌钝化，厚板板形控制差，易造成涂覆辊和带钢接触力不均匀，造成钝化膜不均匀，影响镀锌板的耐腐蚀性能。为控制镀锌厚板板形，对产线平整、拉矫机组的延伸率进行优化。拉矫工序单体设备延伸率0.8％。控制破鳞、平整、拉矫总延伸率在2.7％。

此外，由于基板没经过轧机大压下轧制，因此带钢表面遗传了原料表面粗糙度，表面粗糙度较大且不均匀，在相同膜厚的情况下，随着钝化前镀锌基板粗糙度的增加，表面钝化膜厚度不均匀性加重，影响镀锌板的耐蚀性。为保证钝化前镀锌板表面粗糙度规范平整机和光整机的工作粗的粗糙度和更换周期。具体的控制为：平整机及光整机工作辊粗糙度，Ra:2.5-3.0μm；更换周期：常规工作辊更换周期≤150kM；镀铬毛化工作辊更换周期≤500KM。通过上述控制环节，可以将钝化前镀锌板表面粗糙度控制≤1.3μm。

8、钝化处理、烘干：通过控制辊涂压力，使钝化液覆盖到带钢表面。

(1)钝化液的选择：同对照组。三价铬钝化液，Cr³⁺浓度为2.0％，PH值1.6。

pH值是钝化过程中重要的因素：偏低，形成的钝化膜易溶解；偏高，满足不了膜层形成所需要的酸度，钝化膜无法形成，并且膜层颜色也会发雾。由于三价铬钝化液原液具有强酸性，当PH<1.2时，镀锌层溶解过快，同时对生产线上钝化设备后面的胶辊具有强腐蚀性，缩短胶辊的正常的使用周期，若PH过高，钝化时间过长，会导致不成膜。

(2)钝化时间：同对照组。

(3)钝化辊涂压力：钝化膜膜重跟涂覆辊与拾料辊的辊间压力成反比，厚规格带钢在低带速和高辊间压力的作用下造成钝化膜偏薄。并且，薄规格生产时驱动侧和操作侧存在较大的辊间压力波动，而辊间压力波动与钝化膜的均匀性正相关。本实施例中的具体参数如下表：

(4)烘干机温度控制：厚板厚锌层镀锌产品，加热温度慢，因此对钝化后烘干工序温度要求高，钝化后烘干工序温度控制在200～230℃，保证钝化后带钢表面温度70℃以上，本实施例为70～80℃，对镀锌产品的耐蚀性较好。

(5)涂覆辊周期控制：涂覆辊辊面表面老化，凹凸不平造成钝化膜厚度不均，影响耐蚀性，涂覆辊上线粗糙度1.2-1.6μm，硬度60-65HA，周期控制为5-6天。

实施例1未述及的步骤和参数对照组一致，也即和现有技术一致，属于公知常识，为本领域技术人员掌握，因此不再累述。

实施例1的技术方案通过工艺改进，酸洗后不经过冷轧处理、再结晶退火，而是直接进行镀锌钝化处理，其产品质量完全可以达到传统技术要求。同样的产品质量，但是节省了工艺步骤和时间，降低了设备购入和生产成本，具有重大的经济价值。

实施例2

传统的冷轧基板镀锌钝化工艺，带钢厚度均≤2.0mm；而本发明的原料是基于ESP产线生产，由于ESP产线成功开发，使以热代冷的产品厚度范围扩大到0.8-4.0mm。由于冷轧基板的厚度均≤2.0mm，因此对于厚度＞2.0mm的基板钝化，现有技术存在技术空白。实施例2的热轧原料为：ESP热轧原料，4.0mm，宽度1250mm；DX51D+Z。实施例2中的步骤与实施例1相同，其参数控制和三价铬钝化液选择见参数表。

实施例3

属于优化方案，在实施例1的镀锌和拉矫工序之间，增加了光整工序：热轧原料→破磷→酸洗→平整→感应加炉加热(带钢未发生再结晶)→镀锌锅内镀锌→光整→拉矫→钝化处理→烘干→卷取。产品厚度规格0.8mm。其参数控制和三价铬钝化液选择见参数表。

实施例4

属于优化方案，工序与实施例3相同。产品厚度规格3mm。其参数控制和三价铬钝化液选择见参数表。

各实施例延展参数表

辊涂压力范围参数表

各实施例三价铬钝化液参数表

组别	Cr<sup>3+</sup>浓度(％)	PH值
			实施例1	2.0	1.6
实施例2	2.6	1.2
			实施例3	2.2	1.6
实施例4	1.8	2.5

目前按此工艺生产的实施例1～4的热镀锌产品，平均单面膜厚度控制在50mg/m²左右，各实施例组中性72小时烟雾实验均合格，白锈面积均≤5％，可满足行业标准。

本发明申请的技术方案通过工艺改进，对于钝化前的基板工艺进行改良和参数配合，酸洗后不经过冷轧处理、再结晶退火，而是直接进行镀锌钝化处理，使用Cr³⁺浓度：1.8％～2.6％，PH值1.2～2.5的三价铬钝化液，通过控制钝化工艺参数，其产品质量完全可以达到传统技术要求。同样的产品质量，但是节省了工艺步骤和时间，降低了设备购入和生产成本，具有重大的经济价值。

需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：其工艺步骤包括：

(1)热轧原料；

(2)破磷；

(3)酸洗；

(4)平整；

(5)感应加炉加热：此工序带钢未发生再结晶；

(6)镀锌锅内镀锌；

(7)拉矫；

2.根据权利要求1所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：步骤(1)中的热轧原料厚度为0.8-4.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：所述三价铬钝化液Cr³⁺浓度为1.8～2.6％，PH值1.2～2.5。

4.根据权利要求1所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：控制破鳞、平整、拉矫总延伸率在2.7～2.9％。

5.根据权利要求1所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：感应加炉加热温度为460～480℃，镀锌锅内镀锌加热温度为460±5℃。

6.根据权利要求1所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：在所述的镀锌和拉矫工序之间，增加了光整工序。

7.根据权利要求5所述的一种控制酸洗热镀锌产品钝化膜耐蚀性的工艺方法，其特征在于：控制破鳞、平整、光整、拉矫总延伸率在3.1～3.5％。