CN114645231A - 一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，该制备方法主要包括如下步骤：将热基板依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却和光整工序，得到所述热基板双面锌层镀锌板；其中，所述热基板的厚度为2.0～4.0mm，所述退火工序在退火炉中进行，所述退火炉内氢气通入量为65～75m3/h，所述退火炉的加热温度为600～700℃；所述气刀吹扫工序的产线速度为40～80m/min。通过本发明的制备方法对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面镀锌，可以制备得到双层锌层厚度之和为720～750g/m2的热基板双面锌层镀锌板，该镀锌板的钢基体与镀锌层结合紧密，锌层厚度均匀，表面质量良好，耐腐蚀性优良。

Description

一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法。
背景技术
超厚锌层镀锌产品具有良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于地下管廊、光伏支架、高速公路护栏、冷却塔水箱等抗耐腐蚀性强的领域。众所周知，锌层越厚镀锌板抗腐蚀能力越强，通过厚锌层可增加产品的抗腐蚀性能，延长钢基材的使用寿命。
目前市场上的超厚锌层镀锌产品均采用连续热镀锌法，此类镀锌方法是将加工完成的结构件浸泡在助镀剂中除去结构件钢基体表面的氧化铁皮等杂质，再将结构件浸泡在高温锌锅里进行镀锌。连续热镀锌法更适用于0.8～2.0mm的普通厚度的热基板的厚镀锌，但若采用连续热镀锌法对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面镀锌，将很难得到较厚的锌层，并且采用连续热镀锌法对厚热基板进行双面镀锌还存在着钢基体与镀锌层结合不紧密等问题，导致镀锌后的产品耐腐蚀性能不稳定。因此，研发一种新的热基板双面锌层镀锌板的制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，通过本发明的制备方法对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面镀锌，可以制备得到较厚的锌层，并且制备得到的热基板双面锌层镀锌板的钢基体与镀锌层结合紧密，耐腐蚀性优良，克服了现有技术的缺陷。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：将热基板依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却和光整工序，得到所述热基板双面锌层镀锌板；其中，所述热基板的厚度为2.0～4.0mm，所述退火工序在退火炉中进行，所述退火炉内氢气通入量为65～75m3/h，所述退火炉的加热温度为600～700℃；所述气刀吹扫工序的产线速度为40～80m/min。
本发明提供的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，通过对退火工序的退火炉的加热温度和气刀吹扫工序的产线速度进行控制，可以对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面厚镀锌，双面锌层之和可达到720g/m2～750g/m2。通过控制退火工序的退火炉中的氢气通入量，可以保证钢基体表面的氧化物被充分还原，形成蓬松的待镀锌组织，该钢基体表面的待镀锌组织可以与锌液中的Al形成致密的合金，增强钢基体对锌层的粘附性，使钢基体与镀锌层紧密结合，使锌层更加持久可靠，进而增强镀锌产品的耐腐蚀性能。通过以上制备方法各工序的相互衔接和配合对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面镀锌，可以制备得到双面锌层之和为720g/m2～750g/m2的锌层，并且本发明的制备方法可以增强钢基体对锌层的粘附性，使钢基体与镀锌层紧密结合，使锌层更加持久可靠，耐腐蚀性优良，克服了现有技术的缺陷。
优选地，退火炉内氧含量：15～30ppm，露点温度：-20～-30℃。
优选地，退火工序依次包括无氧化加热处理、辐射管加热处理、电均热加热处理和喷射冷却处理。
优选地，无氧化加热处理的温度为660～700℃；辐射管加热处理的温度为660～700℃；电均热加热处理的温度为600～650℃；喷射冷却处理的温度为450～470℃。
本发明通过控制退火工序中退火炉内的氧含量和露点温度以及控制退火工序各阶段的温度，可以消除带钢残余应力，既保证了带钢入锌锅反应所需的激活能，又避免了温度过高造成的能源浪费，降低了生产成本。
优选地，镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.18％～0.22％，Fe：0.14％～0.21％，余量为Zn。
优选地，镀锌工序的锌液温度为450～460℃。
通过控制镀锌工序的锌液成分和镀锌温度可以保证镀后带钢表面质量，过高和过低的铝含量都会导致带钢表面缺陷。
优选地，气刀吹扫工序的气刀距离为30～40mm、气刀喷吹压力为30～50mabr、气刀高度为90～180mm、气刀角度为0°～-1°。
通过控制气刀吹扫工序中的各项参数不仅可以控制锌层的厚度，还可以保证锌层厚度的均匀性。
优选地，镀后冷却为将镀锌板冷却至220～250℃。
通过对镀后冷却工序的冷却温度进行控制，可以保证带钢均匀的冷却，有效减轻带钢出锌锅后边部冷却过快造成边厚、锌层不均等缺陷。
优选地，光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3～3.5μm，轧制力为2500～3500KN。
通过对光整工序中辊面粗糙度进行控制可有效降低镀锌板表面的反射率，通过对轧制力进行控制可有效消除镀锌后表面的云纹，锌流纹等缺陷，提升了镀锌卷的表面质量，还可以消除加工硬化和改善版型。
本发明提供的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，通过各工序的相互衔接和配合对厚度为2.0～4.0mm的热基板进行双面镀锌，可以制备得到双面锌层之和为720g/m2～750g/m2的锌层，本发明的制备方法可以增强钢基体对锌层的粘附性，使钢基体与镀锌层紧密结合，使锌层更加持久可靠，进而增强镀锌板的耐腐蚀性，本发明的制备方法还能使所得热基板双面锌层镀锌板的锌层厚度均匀，表面质量良好，耐腐蚀性优良，可代替连续热镀锌法，减少环境污染，降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：
热基板经过常规的紊流酸洗得酸洗板，将酸洗板依次经过退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、光整工序，得到热基板双面锌层镀锌板，其中：
热基板厚度为4.0mm，热基板成分：C：0.08％、Si：0.03％、Mn：1.06％、P：0.011％、S：0.002％、Nb：0.017％、Ti：0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质；
退火工序在退火炉中进行，退火炉内氢气通入量为65m3/h，氧含量：30ppm，露点温度：-20℃；退火工序中无氧化加热处理的温度为700℃，辐射管加热处理的温度为690℃，电均热加热处理的温度为650℃，喷射冷却处理的温度为455℃；
镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.22％，Fe：0.14％，余量为Zn，镀锌工序的锌液温度为455℃；
气刀吹扫工序的气刀距离为40mm、气刀喷吹压力为30mabr、气刀高度为90mm、气刀角度为-1°，产线速度为40m/min；
镀后冷却将镀锌板冷却至250℃；
光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3.5μm，轧制力为2500KN。
本实施例得到的热基板双面锌层镀锌板的厚度为4.0mm，双面锌层厚度之和为722.61g/m2，屈服强度为650MPa，抗拉强度为720Mpa。
实施例2
本实施例提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：
热基板经过常规的紊流酸洗得酸洗板，将酸洗板依次经过退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、光整工序，得到热基板双面锌层镀锌板，其中：
热基板厚度为3.5mm，热基板成分：C：0.08％、Si：0.02％、Mn：0.74％、P：0.008％、S：0.005％、Nb：0.012％、Ti：0.068％，余量为Fe和不可避免的杂质；
退火工序在退火炉中进行，退火炉内氢气通入量为75m3/h，氧含量：15ppm，露点温度：-30℃；退火工序中无氧化加热处理的温度为690℃，辐射管加热处理的温度为680℃，电均热加热处理的温度为640℃，喷射冷却处理的温度为458℃；
镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.18％，Fe：0.21％，余量为Zn，镀锌工序的锌液温度为457℃；
气刀吹扫工序的气刀距离为39mm、气刀喷吹压力为32mabr、气刀高度为95mm、气刀角度为-0.5°，产线速度为45m/min；
镀后冷却将镀锌板冷却至240℃；
光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3.0μm，轧制力为2700KN。
本实施例得到的热基板双面锌层镀锌板的厚度为3.5mm，双面锌层厚度之和为748.48g/m2，屈服强度为585MPa，抗拉强度为660Mpa。
实施例3
本实施例提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：
热基板经过常规的紊流酸洗得酸洗板，将酸洗板依次经过退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、光整工序，得到热基板双面锌层镀锌板，其中：
热基板厚度为3.0mm，热基板成分：C：0.08％、Si：0.04％、Mn：1.09％、P：0.015％、S：0.004％、Nb：0.017％、Ti：0.076％，余量为Fe和不可避免的杂质；
退火工序在退火炉中进行，退火炉内氢气通入量为70m3/h，氧含量：20ppm，露点温度：-25℃；退火工序中无氧化加热处理的温度为680℃，辐射管加热处理的温度为670℃，电均热加热处理的温度为630℃，喷射冷却处理的温度为460℃；
镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.20％，Fe：0.19％，余量为Zn，镀锌工序的锌液温度为458℃；
气刀吹扫工序的气刀距离为37mm、气刀喷吹压力为35mabr、气刀高度为100mm、气刀角度为-0.5°，产线速度为53m/min；
镀后冷却将镀锌板冷却至230℃；
光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3.3μm，轧制力为3000KN。
本实施例得到的热基板双面锌层镀锌板的厚度为3.0mm，双面锌层厚度之和为738.14g/m2，屈服强度为620MPa，抗拉强度为680Mpa。
实施例4
本实施例提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：
热基板经过常规的紊流酸洗得酸洗板，将酸洗板依次经过退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、光整工序，得到热基板双面锌层镀锌板，其中：
热基板厚度为2.5mm，热基板成分：C：0.08％、Si：0.05％、Mn：0.73％、P：0.016％、S：0.006％、Nb：0.012％、Ti：0.069％，余量为Fe和不可避免的杂质；
退火工序在退火炉中进行，退火炉内氢气通入量为73m3/h，氧含量：25ppm，露点温度：-27℃；退火工序中无氧化加热处理的温度为670℃，辐射管加热处理的温度为660℃，电均热加热处理的温度为620℃，喷射冷却处理的温度为465℃；
镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.19％，Fe：0.16％，余量为Zn，镀锌工序的锌液温度为459℃；
气刀吹扫工序的气刀距离为33mm、气刀喷吹压力为47mabr、气刀高度为120mm、气刀角度为0°，产线速度为64m/min；
镀后冷却将镀锌板冷却至220℃；
光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3.3μm，轧制力为3200KN。
本实施例得到的热基板双面锌层镀锌板的厚度为2.5mm，双面锌层厚度之和为732.96g/m2，服强度为595MPa，抗拉强度为635Mpa。
实施例5
本实施例提供一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，包括如下步骤：
热基板经过常规的紊流酸洗得酸洗板，将酸洗板依次经过退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、光整工序，得到热基板双面锌层镀锌板，其中：
热基板厚度为2.0mm，热基板成分：C：0.08％、Si：0.03％、Mn：0.95％、P：0.014％、S：0.002％、Nb：0.021％、Ti：0.078％，余量为Fe和不可避免的杂质；
退火工序在退火炉中进行，退火炉内氢气通入量为66m3/h，氧含量：18ppm，露点温度：-22℃；退火工序中无氧化加热处理的温度为660℃，辐射管加热处理的温度为660℃，电均热加热处理的温度为620℃，喷射冷却处理的温度为470℃；
镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.21％，Fe：0.20％，余量为Zn，镀锌工序的锌液温度为460℃；
气刀吹扫工序的气刀距离为30mm、气刀喷吹压力为50mabr、气刀高度为180mm、气刀角度为0°，产线速度为80m/min；
镀后冷却将镀锌板冷却至220℃；
光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3.0μm，轧制力为3500KN。
本实施例得到的热基板双面锌层镀锌板的厚度为2.0mm，双面锌层厚度之和为738.13g/m2，屈服强度为670MPa，抗拉强度为730Mpa。
试验例1
将实施例1～5制备的热基板双面锌层镀锌板进行锌层三点测定实验，检测结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003501960580000081
试验例2
对实施例1-5制备得到的热基板双面锌层镀锌板的进行腐蚀性试验，试验所用的溶液为氯化钠溶液(浓度为50g/L)，温度为36℃，pH值为6.5-7.0，耐盐雾试验箱的盐雾沉积率为80cm2·h，检测结果如表2所示：
表2
Figure BDA0003501960580000082
Figure BDA0003501960580000091
由以上数据可知：通过本发明的制备方法可以制备得到锌层厚度为720-750g/m2，屈服强度可达585MPa以上，抗拉强度可达660MPa以上的热基板双面锌层镀锌板，该热基板双面锌层镀锌板的钢基体与镀锌层结合紧密，锌层持久可靠，厚度均匀，表面质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将热基板依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却和光整工序，得到所述热基板双面锌层镀锌板；其中，所述热基板的厚度为2.0～4.0mm，所述退火工序在退火炉中进行，所述退火炉内氢气通入量为65～75m3/h，所述退火炉的加热温度为600～700℃；所述气刀吹扫工序的产线速度为40～80m/min。
2.如权利要求1所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述退火炉内氧含量：15～30ppm，露点温度：-20～-30℃。
3.如权利要求2所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述退火工序依次包括无氧化加热处理、辐射管加热处理、电均热加热处理和喷射冷却处理。
4.如权利要求3所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述无氧化加热处理的温度为660～700℃；所述辐射管加热处理的温度为660～700℃；所述电均热加热处理的温度为600～650℃；所述喷射冷却处理的温度为450～470℃。
5.如权利要求1所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述镀锌工序的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.18％～0.22％，Fe：0.14％～0.21％，余量为Zn。
6.如权利要求5所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述镀锌工序的锌液温度为450～460℃。
7.如权利要求1所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述气刀吹扫工序的气刀距离为30～40mm、气刀喷吹压力为30～50mabr、气刀高度为90～180mm、气刀角度为0°～-1°。
8.如权利要求1所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述镀后冷却为将所述镀锌板冷却至220～250℃。
9.如权利要求1所述的热基板双面锌层镀锌板的制备方法，其特征在于：所述光整工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为3～3.5μm，轧制力为2500～3500KN。
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国机械工程学会铸造分会组 编: "《汽车用先进高强板带钢》", 机械工业出版社, pages: 552 - 553 *

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