鍍鋅板鋅渣生成與控制

盧禹龍 孟靜

摘 要：本文針對(duì)鍍鋅板發(fā)生的鋅渣缺陷，通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)跟蹤及理論分析，發(fā)現(xiàn)了鋅渣產(chǎn)生的原因和規(guī)律。結(jié)合熱鍍鋅生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)工藝流程，分析了鋅渣的主要影響因素，并在生產(chǎn)各工序制定了鋅渣生成、控制的對(duì)策，取得了較好的控制效果。

關(guān)鍵詞：熱鍍鋅；鋅渣；鋅液；鋅鍋；Al含量

1 概述

隨著熱鍍鋅板代替電鍍鋅板不斷進(jìn)入家電板市場(chǎng)，用戶(hù)對(duì)家電鍍鋅板的表面質(zhì)量要求也不斷提高，鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量成為各鍍鋅板廠家競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。沙鋼同信鍍鋅機(jī)組采用的是改良森吉米爾法工藝，產(chǎn)品定位于建筑板和家電板。由于鍍鋅家電板產(chǎn)量不斷提高，鋅渣不良品缺陷一直比較高，占到不良品率的20%以上。為了解決鍍鋅板鋅渣表面質(zhì)量缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量所造成的影響，本文對(duì)鍍鋅家電板鋅渣缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，提出解決鍍鋅板表面鋅渣缺陷的控制方法。

2.2 鋅渣的分類(lèi)

鋅鍋中Zn含量在99%以上，由表一可知，F(xiàn)e2Al5、ZnO、Al2O3密度低于Zn（7.3）降上浮；FeZn7、Fe5Zn21、FeZn13由于密度接近或超過(guò)Zn密度，這三種物質(zhì)將懸浮或下沉。故鋅鍋中的鋅渣可大致分為三種，浮渣Fe2Al5、ZnO、Al2O3；懸浮渣FeZn7；底渣Fe5Zn21、FeZn13。

由上述可知，鋅渣的生成與鋅鍋中的Fe有直接關(guān)系，如果鋅鍋中沒(méi)有Fe或者Fe含量較低，那么鋅渣的生成會(huì)大大降低。控制鋅渣生成的關(guān)鍵還是控制鋅鍋中Fe的含量。

2.3 鋅鍋中Fe的產(chǎn)生

鋅鍋中Fe產(chǎn)生有原材料Fe粉殘留、鋅鍋中設(shè)備的腐蝕、帶鋼入鋅鍋發(fā)生的反應(yīng)等。但就帶入量而言，主要還是帶鋼入鋅鍋是Fe的鐵損（如圖四所示）。

Fe的溶出影響因素有：POT溫度、成分、材質(zhì)、入POT帶鋼溫度。

首先，F(xiàn)e2Al5層的以極快的速度形成，阻止Fe進(jìn)一步的析出。

其次，溶出的Fe與POT中的Al、Zn發(fā)生反應(yīng)生成dross。影響因素有：局部產(chǎn)生成分偏差，溫度的變化，F(xiàn)e的溶解度變化。

最后，Dross附著。影響因素有：POT內(nèi)的流動(dòng)性、ROLL的轉(zhuǎn)動(dòng)、INGOT的投入、dross的撈取、inductor的運(yùn)轉(zhuǎn)、帶鋼的表面狀態(tài)等。

2.4 鋅渣產(chǎn)生原因分析（詳見(jiàn)圖八）

鋅渣的產(chǎn)生無(wú)外乎Fe的進(jìn)入與FeZn合金的析出。

3 鋅渣的附著

鋅渣產(chǎn)生是無(wú)法避免的，我們只能按圖八，控制其產(chǎn)生的多少。另一個(gè)關(guān)鍵的控制就是要控制其在帶鋼表面的附著。分析鋅渣附著在帶鋼表面的原因有大致兩點(diǎn)：帶鋼與鋅鍋輥系的接觸時(shí)鋅渣壓入、帶鋼與鋅液接觸時(shí)鋅渣進(jìn)入（詳見(jiàn)圖九）。

3.1 與鋅鍋輥系的接觸

在鋅渣附著缺陷中有穩(wěn)定輥壓入鋅渣、沉沒(méi)輥壓入鋅渣。以沉沒(méi)輥鋅渣（圖十）為例，其產(chǎn)生原因就是在沉沒(méi)輥槽倒角處Al含量富積，生產(chǎn)大量的鋅渣，溝槽來(lái)不及排渣，與帶鋼接觸時(shí)，將鋅渣壓入帶鋼表面。

3.2 與鋅液的接觸

此類(lèi)鋅渣的附著成為一般鋅渣附著，但產(chǎn)生原因分為兩種。

①帶鋼與鋅液接觸時(shí)，由于溫度差、成分的波動(dòng)等原因，在接觸區(qū)域會(huì)產(chǎn)生鋅渣的析出（及接觸區(qū)域內(nèi)鋅渣含量較高），從而使鋅渣卷附著在鋼板表面。

②鋅液的晃動(dòng)也可能將原有鋅鍋內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的鋅渣，附著到帶鋼版表面。

故控制鋅渣的附著，除了控制鋅渣的產(chǎn)生外，還要注意沉沒(méi)輥如鋅鍋時(shí)的烘烤工藝；沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥的加工質(zhì)量、表面質(zhì)量；可根據(jù)各條鍍鋅線(xiàn)的實(shí)際特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試溝槽設(shè)計(jì)、鋅鍋沉沒(méi)輥輥面噴涂、封孔技術(shù)使沉沒(méi)輥輥面壽命得到了較大提高，同時(shí)減少了沉沒(méi)輥輥面的鋅渣粘結(jié)。盡一切可能減小鋅液的波動(dòng)，可采用液位自動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)加鋅、自動(dòng)鋅液泵抽取）；感應(yīng)體盡量低功率控制；撈取渣時(shí)標(biāo)準(zhǔn)方法等。

4 鋅渣的控制

①Al含量上升，POT溫度下降，F(xiàn)e溶出減少。可設(shè)計(jì)鋅鍋鋁含量0.18%-0.22%、入鋅鍋帶鋼溫度480±5度、鋅鍋溫度452±2度。但要注意隨著鋅液溫度的降低和Al含量的增加，鋅渣顆粒的數(shù)量和尺寸會(huì)提高，這不利于形成良好的板面質(zhì)量（浮渣：Fe2Al5；選浮渣：100μm以下 FeZn7、FeZn13、Fe5Zn21；底渣：100μm以上FeZn7、Fe5Zn21）。

②POT溫度與Al含量波動(dòng)最小化，F(xiàn)e析出減小。

③POT內(nèi)鋅液的流動(dòng)模式與帶鋼表面的狀態(tài)決定附著程度。鍍鋅附近流動(dòng)對(duì)小化與帶鋼表面均一化。

④檢修或停線(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，添加高鋁鋅錠，使用N2對(duì)鋅鍋進(jìn)行吹掃，讓鋁充分與FeZn合金進(jìn)行置換，生產(chǎn)浮渣上浮后再撈取，且沉靜3小時(shí)以上再投入生產(chǎn)。

⑤正常生產(chǎn)時(shí)浮渣中氧化鋅含量較多，F(xiàn)e2Al5含量較低，故Fe含量百分比下降。停線(xiàn)時(shí)吹掃后底渣轉(zhuǎn)化為浮渣較多，鋅渣中Fe2Al5合金較高，故鐵含量較高。

因此，上述說(shuō)明，停線(xiàn)后使用N2對(duì)鋅鍋進(jìn)行吹掃，能有效地降低鋅鍋中的Fe含量，凈化鋅鍋成分。

5 結(jié)論

通過(guò)以上措施，沙鋼同信鍍鋅板的產(chǎn)品表面質(zhì)量得到了有效的提升，成功開(kāi)發(fā)出家電用熱鍍鋅板，并為以后發(fā)展汽車(chē)用熱鍍鋅提供了有力的理論與實(shí)踐的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]李九嶺.帶鋼連續(xù)熱鍍鋅（第二版）[J].冶金工業(yè)出版社，1987：19-28.

[2]潘勛平.熱鍍鋅帶鋼鍍層鋅渣缺陷形成分析及改進(jìn)技術(shù)[J].寶鋼技術(shù)，2004（3）：24-27.

[3]游先政.攀鋼連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組無(wú)底渣鋅鍋的控制與實(shí)踐[J].實(shí)用測(cè)試技術(shù)，2002（5）：5-6.