連續熱鍍鋅工藝進展與展望

王衛遠

摘 要：隨著科技進步經濟發展，連續熱鍍鋅技術已經在各行業中被廣泛應用。文章對連續熱鍍鋅工藝的發展現狀進行介紹，對比國內外近年來連續熱鍍鋅工藝的進展及差距，主要包括熱鍍鋅工藝方法、工藝流程。為了改進提高連續熱鍍鋅工藝，針對目前熱鍍鋅工藝存在的能源消耗量大的關鍵問題，提出相應的幾點改進方法，優化連續熱鍍鋅工藝，促進熱鍍鋅行業發展。

關鍵詞：連續熱鍍鋅；工藝過程；設備；優化

引言

目前，在世界市場上對于鍍鋅帶鋼的的需求量越來越多，我國對于熱鍍鋅鋼的需求也是相當大的，市場上熱鍍鋅鋼供不應求，這種市場需求極大地推動了連續熱鍍鋅技術的出現和發展。現在，較為落后的單張鍍鋅已經遠遠不能滿足經濟發展的需求，技術成熟的連續熱鍍鋅不僅工藝穩定，而且使用壽命長，成本低，具有遠遠優于單張鍍鋅的鍍層性能，在各大領域被廣泛應用。

1 連續熱鍍鋅工藝及發展現狀

1.1 連續熱鍍鋅的工藝方法及工藝流程

目前，帶鋼連續熱鍍鋅主要有三種工藝方法，其中森吉米爾法和改良森吉米爾法加熱都直接采用火焰進行的，對于帶鋼表面質量有一定影響，但這兩種工藝方法的工藝簡單，產品成本低。美鋼聯法能夠將鋼帶表面的油污全部去除，同時加工出來的帶鋼表面鋅層質量較好，但這一工藝方法工藝復雜，同時熱效率較低。相比較而言，為了提高帶鋼質量，目前更多的是采用美聯鋼法。

目前，現代冷軋鋼帶連續熱鍍鋅的典型工藝流程為：上料—開卷—夾送、矯直—焊接—清洗—入口活套—退火—鍍鋅—（合金化）—冷卻—中間活套—平整—拉矯—后處理—出口活套—檢查卷取。這里，中間活套的作用是在平整機更換工作輥時能夠使機組工藝段正常運行，在保證產量的同時，恒定的機組速度還能夠有助于控制鍍層厚度，保證其均勻性。另外，中間活套在平整機工作輥更換時也很有使用必要。

1.2 國內外發展狀況

現在國際上具有500多條的大型寬帶鋼連續熱鍍鋅線，其總生產能力能夠達到1到2億噸的產量。隨著科技進步，連續熱鍍鋅工藝發展的越來越完善，新近投產的熱鍍鋅機組或舊熱鍍鋅機組改造后的生產能力都進一步提高了，產品質量也越來越高，我國的在連續熱鍍鋅工藝方面還需進一步學習發展，目前我國的幾條主要熱鍍鋅生產線基本上是從國外引進的。

在國外，熱鍍鋅板在汽車工業及其他行業中都已經得到普遍應用，而國內熱鍍鋅方面起步較晚，與國外相比具有一定差距。相比于國外先進的鍍鋅技術，我國的熱鍍鋅機組還有許多不足。第一，機組不具備預清洗設備，對于鍍鋅鋅層的表面質量不能完全保證；第二，我國現有的光整機大多都是較為簡單的兩輥式的，這對于帶鋼力學性能的改善不利，尤其是帶鋼的深沖性能；第三，目前我國大部熱鍍鋅鋼板的生產廠家的主要用戶是建材、輕工、交通等行業，以我國目前的熱鍍鋅設備條件、工藝技術以及原板性能方面的限制，能夠生產出供汽車制造業使用的鍍鋅板的廠家很少，這方面鍍鋅板的產量也很少。

2 熱鍍鋅技術的發展趨勢

隨著近十幾年經濟及科技的快速發展，現在鍍鋅板在整個市場上的需求大大增加，同時對鍍鋅板的質量要求也大幅度提升了。在市場的驅使下，原有工藝及裝備已不能滿足市場要求，鍍鋅板生產廠家紛紛對其進行改造，建立全新的大型高速熱鍍鋅生產線以滿足生產需求，生產線以高產和節能為發展目標。但大量的改造資金以及還原質量的不確定性，都是改造設備的風險，尤其是還原質量，還原不好對鋼帶的鍍層性能有很大影響。因此，為了高效節能增加效益，應該制定出滿足鍍鋅層性能要求的鍍鋅臨界工藝參數。

第一，合理的退火工藝。熱鍍鋅在連續退火過程中，當再結晶未能充分進行時，鋼基組織大部分會仍為冷軋態組織，導致成型型差。為了保證再結晶過程的充分進行，改變帶鋼在退火爐內加熱及冷卻時間是最為有效的方法。而實際退火時間取決于機組生產速度的大小，當然，退火溫度對再結晶時間也有一定影響，退火溫度越高，提供的驅動力越大，再結晶完成時間越短。然而在實際生產中，提高退火溫度會消耗大量能源，造成能源浪費。因此，制訂合理的退火工藝，使得在盡量地降低退火溫度，提高機組速度的情況下保證再結晶充分進行。

第二，控制還原段氣氛。還原作為熱浸鍍鋅過程中最為重要的一步，對產品質量有著重要影響。為了利用H與帶鋼表面的氧化薄膜發生還原反應將其還原成純鐵，爐內氣氛需要控制為還原性氣氛，從而大大增強了基體與鋅液的結合力，提高鍍層性能，為了保證還原段氣氛的還原能力，應該調整出合適的H與N的比例。

第三，確定還原時間。H還原的時間不易確定，因為在無氧化段中鋼帶形成的氧化薄膜厚度難以確定。在實際的生產過程中，還原時間過短會導致原材料表面的氧化膜未被完全還原，從而導致熱鍍鋅層的結合力降低，影響熱鍍鋅板的質量；還原段時間過長卻會增大能源消耗降低生產率。因此，為了判斷氧化和還原程度，研究鍍鋅過程中鋼帶氧化還原的動力學模型，有助于進一步優化工藝。

3 結束語

文章介紹了近十幾年來國內外連續熱鍍鋅的技術的發展狀況，將我國熱鍍鋅工業與國外進行對比，雖然我國熱鍍鋅工業已經有了很大進展，但與國外相比仍差距較大，還需進一步發展提升，采取合適的方法提高鍍鋅層性能。

參考文獻

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