連續(xù)熱鍍鋅鋼帶鋅渣缺陷的分類及形成機(jī)理

王永

摘 要：本文根據(jù)成因不同對(duì)冷軋鋼帶熱鍍鋅時(shí)產(chǎn)生的鋅渣缺陷進(jìn)行了分類，并分析了各類鋅渣的形貌、形成機(jī)理及酸洗后基板的形貌，最后提出了消防措施。

關(guān)鍵詞：連續(xù)熱鍍鋅；鋅渣；冷軋鋼帶

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.019

1 概述

連續(xù)熱鍍鋅是目前主要的鋼帶熱鍍鋅工藝之一。利用該工藝生產(chǎn)冷軋鋼帶時(shí)，鋼帶一般先進(jìn)行清洗、退火，然后經(jīng)爐鼻入鋅鍋浸鍍，最后利用氣刀精確控制鋅層厚度。在浸鍍環(huán)節(jié)產(chǎn)生的鋅渣缺陷是熱鍍鋅主要缺陷之一，其成因復(fù)雜，整改效果差，一直困擾著熱鍍鋅生產(chǎn)者。如能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確分類，明確各類鋅渣缺陷的形貌、形成機(jī)理及產(chǎn)生工序，就能做到有的放矢及時(shí)，有效控制減少缺陷量。

2 鋅渣缺陷的分類及形成機(jī)理

2.1 基板氧化物型

此類缺陷指鍍鋅基板在熱軋時(shí)板面存在較大氧化物，酸軋時(shí)氧化物溶解板面出現(xiàn)腐蝕性凹坑，浸鍍時(shí)因板面凹坑產(chǎn)生的鋅突起。基板氧化物型鋅渣缺陷表面光滑，與正常部位鋅層的顏色相近，表面無(wú)鋅花，拉矯后鋅渣缺陷邊緣圓滑。因這類鋅渣缺陷一般突起高度較小，拉矯時(shí)缺陷部位基板變形不大，拉矯后鋼帶另一面的缺陷對(duì)應(yīng)處無(wú)明顯突起。如用鹽酸清洗，鋅渣快速溶解，缺陷部位鋼基出現(xiàn)明顯的腐蝕性凹坑（非壓入型）。

（1）形成機(jī)理。如熱軋鋼帶存在較大氧化物，冷軋酸洗時(shí)氧化物溶解，板面出現(xiàn)凹坑。如凹坑較深，冷軋壓下率較小，凹坑就不易被壓平，冷軋后依然存在。軋制時(shí)凹坑內(nèi)聚集乳化液及軋制油，表面不與軋輥接觸，軋制后凹坑內(nèi)部粗糙度較大。浸鍍時(shí)粗糙度越大，越容易在凹下部分形成致密的δ1相及薄的ζ相，突出部分形成裂開的δ1相及疏松的、體積很大的網(wǎng)狀ζ相。這樣生成的鐵-鋅結(jié)晶體的海綿狀組織形成了結(jié)晶的粗糙表面，它比其它部位的光滑鐵-鋅合金層帶出較多的鋅液。再者ζ相最易在棱角上形成，因?yàn)榇植诒砻娴睦饨遣课煌怀?，所以ζ相很發(fā)達(dá)，從而生成較厚的鋅鐵合金層，最終發(fā)達(dá)的合金層和純鋅層便導(dǎo)致了凹坑處的鋅層厚度增加[1]。其次因?yàn)榇植诙仍酱?，鋼帶的?shí)際表面積就越大，根據(jù)嚙合原理，凹坑處的合金層與鋅液的結(jié)合力就越強(qiáng)，氣刀吹掃時(shí)，鋅液越不容易被吹薄。氣刀吹掃后，凹坑處粗糙大，形核表面大，形核率高，在其它條件不變的條件下，鋅液凝固速度就越快，這樣凝固速度較慢部位的鋅液還會(huì)向凹坑處補(bǔ)充，最后導(dǎo)致該處鋅層突起。

（2）消防措施。熱軋時(shí)通過適當(dāng)降低鋼坯加熱溫度、減少加熱時(shí)間、保證除磷機(jī)優(yōu)良狀態(tài)等方法減少熱軋卷氧化物殘留。對(duì)于存在氧化物的熱軋鍍鋅原料板，在冷軋軋制時(shí)可通過調(diào)整計(jì)劃，增加壓下率的方法減少乃至消除凹坑缺陷。如鋅渣清洗后發(fā)現(xiàn)有碳狀物殘留時(shí)可通過提高清洗段堿洗電導(dǎo)電率及刷洗功率來(lái)增加清洗效果，降低缺陷影響。

2.2 鋅渣粘附型

此類鋅渣缺陷是指底渣、浮渣、自由渣粘到鋼帶上形成的鋅渣缺陷。粘附型鋅渣缺陷表面可分為粗糙型和光滑型兩種。粗糙型鋅渣缺陷表面呈灰白色，無(wú)金屬光澤，經(jīng)拉矯輥擠壓后、鋅渣缺陷處鋼基下凹，鋅渣缺陷表面被壓平，四周棱角分明。光滑型鋅渣缺陷形態(tài)與氧化物型相同。缺陷部位經(jīng)鹽酸清洗時(shí)，小鋅渣部位的基板與正常部位無(wú)區(qū)別，大鋅渣，特別是表面粗糙型鋅渣的缺陷部位板面出現(xiàn)壓入型凹坑（非腐蝕性）。

（1）形成機(jī)理。粗糙型鋅渣缺陷一般由上浮的底渣粘附在鋼基上形成。由于底渣熔點(diǎn)高，在鋅液中呈固體形式存在，且呈多孔疏松狀，因此在鋅渣表面形成粗糙表面。光滑型鋅渣一般由浮渣及自由渣粘附在基板表面形成的。由于鋅渣的流動(dòng)性差，經(jīng)氣刀吹掃后未均勻覆蓋在基板表面，形成了突起的鋅渣缺陷。

（2）消防措施。要減少此類鋅渣缺陷的產(chǎn)生，一方面通過調(diào)節(jié)鋅鍋及鋼帶入鋅鍋溫度、降低清洗鋼帶的鐵殘余量及調(diào)節(jié)鋅液的中的鋁含量等措施來(lái)減少鋅鍋中產(chǎn)生量；另一方面通過及時(shí)清理鋅渣、減少鋅液擾動(dòng)、提高沉沒輥的排渣能力來(lái)降低鋅渣粘在鋼板上的幾率。

2.3 氣刀噴吹型

此類缺陷是指被氣刀噴吹飛散出來(lái)小的鋅顆粒飄浮到未凝固的鋼帶上形成的缺陷。這類鋅渣缺陷一般尺寸特別小，手感輕微，大面積分布，有時(shí)甚至?xí)紳M整個(gè)板面。

（1）形成機(jī)理。氣刀控制參數(shù)不合適時(shí)，鋼帶表面的部分鋅液會(huì)部分從鋼帶表面分離，凝固后形成了細(xì)小的塵狀鋅渣，飄散到出氣刀后，鋅液未凝固的鋼帶上形成的缺陷。此類缺陷的鋼板用鹽酸洗去鋅層時(shí)，基板表面無(wú)任何異常。此類一般出現(xiàn)在生產(chǎn)速度較快、鋅層較薄、氣刀噴吹壓力較大、刀唇間距較大、氣刀高度較高的情況下。鋅液飛濺的原因主要有：氣刀離液面過近、噴吹壓力過大、氣刀發(fā)生對(duì)吹。

（2）消防措施。出現(xiàn)此類缺陷時(shí)，先適當(dāng)提升氣刀高度，觀察效果，如改善不明顯可適當(dāng)減少刀唇間距，從而降低氣刀噴吹壓力，如還未消除可利用降低生產(chǎn)速度的方法降低噴吹壓力。

調(diào)整氣刀噴吹角度使刀唇微向下傾斜對(duì)減少洗液飛濺的效果也是很明顯的。

2.4 乳化液殘留型

這類缺陷指因鍍鋅基板冷軋時(shí)，軋機(jī)出口的乳化液未吹掃干凈，鍍鋅后乳化也殘留部位出現(xiàn)的鋅渣缺陷。此類鋅渣缺陷一般分布在一個(gè)延軋制方向的帶狀區(qū)域內(nèi)，鋅渣呈點(diǎn)狀或片狀。

（1）形成機(jī)理。冷軋軋機(jī)出口吹掃不良時(shí)，鋼帶表面就會(huì)存在乳化液殘留，如這些殘留物未清洗干凈，缺陷部位鋅層就會(huì)才出現(xiàn)異常鋅渣帶。點(diǎn)狀鋅渣經(jīng)鹽酸清洗基體暴露后鋅渣處有深色的黑斑。黑斑沒有厚度，表面粗糙度與周圍基板相當(dāng)。

（2）消防措施。出現(xiàn)此類缺陷時(shí)，可通過增加清洗段的清洗能力來(lái)緩解，但效果不太明顯，最根本的方法還是改善冷軋軋機(jī)出口的吹掃裝置，減少乳化液殘留。

3 結(jié)論

（1）熱鍍鋅鋅渣缺陷根據(jù)成因不同可分為：基板氧化物型、鋅渣粘附型、氣刀噴吹型、乳化液殘留型。

（2）鋅渣分類分析法是快速查找缺陷原因，及時(shí)消除或減少缺陷的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]程浩等.新編連續(xù)熱鍍鋅鋼板、鋼帶生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)與其性能檢驗(yàn)及缺陷分析實(shí)用手冊(cè)[S].北方工業(yè)出版社，2007.

[2]李九嶺.帶鋼連續(xù)熱鍍鋅[M].冶金工業(yè)出版社.