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摘要：镀锌成品质量主要包括四个方面：尺寸、板形、性能和表面质量。随着国内汽车工业和家电行业的不断发展，各汽车及家电厂家已不再仅仅满足镀锌板的机械和力学性能，对表面质量同样提出了更高的要求。本文主要研究如何消除热镀锌生产线中常见的表面质量缺陷-沉没辊印，从而提升产品质量，提高产品市场竞争力，进而增加产品创效能力。
关键词：热镀锌；沉没辊印；工艺优化
Abstract: The quality of galvanized products mainly includes four aspects: size, shape, performance and surface quality. With the continuous development of the domestic automobile and household electrical appliances industry, the automobile and household appliance manufacturers have not only met the mechanical properties of the galvanized strip, but also put forward higher requirements for the surface quality. This paper mainly studies how to eliminate the common surface quality defects in the hot-dip galvanizing line - sink roll print, so as to improve the quality of the product, as well as the competitiveness of the product market, and then increase the efficiency of the product.
Keywords: hot dip galvanizing; sink roll print; process optimization
1、沉没辊印的形成原因
由于热镀锌生产工艺的需要，锌锅中沉没辊表面都带有均匀的周向沟槽，用于疏通多余的锌液。在连续热镀锌过程中，由于锌液与带钢长时间接触，因此锌液中的铁元素含量也会逐渐增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当锌液中的铁元素含量达到一定程度时，在锌液所处的温度条件下，锌、铝、铁三种元素之间就会形成一系列的金属间化合物，由于这些化合物的熔点较高，因此它们会在锌液中以固相的形式存在，并被统称为锌渣。锌渣附着在沉没辊辊面上，并在上述凹槽内沉积并形成不均匀的结瘤。随着沉没辊服役时间的延长，沉积的结瘤也在逐渐增多。当结瘤增长到一定程度时，就会在带钢表面形成印痕，即沉没辊印缺陷。
2、影响沉没辊印的因素
1）锌液温度对沉没辊印的影响
研究发现，温度对铁元素在锌液中的溶解度有重要影响，而铁在锌液中的溶解度则决定了锌渣的生成量，进而影响沉没辊印缺陷发生的频率。实践证明，适当地提高锌液温度，能够增加铁在锌液中的溶解度并减少锌渣产生，因此带入沉没辊沟槽中的锌渣量也就相应减少，沉没辊印缺陷发生的频率也会随之降低；当锌液温度从高到低变化时，由于铁的溶解度下降，锌液中过饱和状态的铁元素就会与锌、铝元素结合形成锌渣，增加沉没辊印缺陷发生的频率。这是锌液温度对沉没辊印缺陷的影响规律及其原因所在。
2）张力对沉没辊印的影响
由于沉没辊本身属于被动辊，其受力和转动情况取决于重力、锌液浮力、支架反作用力、带钢张力以及静摩擦力等因素的共同作用。其中，带钢与沉没辊之间的传动摩擦力，很大程度上取决于机组工艺段的张力，且传动摩擦力的大小与张力大小成正比。由于不同规格的带钢，镀锌时采用的张力也不相同，张力值越大，沉没辊表面的结瘤对带钢的影响就越明显。
3）带钢入锌锅温度对沉没辊印的影响
沉没辊印缺陷随带钢入锌锅温度的不同而变化，其原因在于带钢入锌锅温度对铁元素溶解和锌渣产生量存在影响。若带钢进入锌锅时的温度过高，那么带钢携带的热量将会使其附近位置的锌液温度上升，同时也会加快带钢表面的铁元素在锌液中的溶解并使锌液中的铁含量增加，从而加速锌渣的产生并引起比较严重的沉没辊印缺陷。因此带钢入锌锅温度应该保持在合理范围内，温度过低会加剧锌液温度波动，过高则会加速锌渣的产生而引起沉没辊印缺陷。在实践和对比的基础上，作者认为高于锌液温度10～15℃范围，是带钢进入锌锅的合理温度。
4）锌液成分对沉没辊印的影响
锌液中的铝元素除了能提高镀层附着力外，还可以将难以去除的底渣转化为易于去除的浮渣，一般情况下w(Al)≥0.18%时，锌液比较干净，较少生成锌渣，自然沉没辊辊印就会减轻。锌锅中的铁含量也必须要严格控制，铁含量的增加容易造成锌锅中锌渣增加，产生沉没辊辊印。实践表明，如果将铁的质量分数控制在0.015%以下，同时锌锅中Al、Fe质量分数保持适中配比，则不会增加锌渣的生成量，进而有助于预防沉没辊印缺陷。
3、改进工艺参数，消除沉没辊印
在上述分析的基础上，为消除沉没辊印缺陷，提出了以下改进方案：
1）带钢速度应合理降低：带钢运行速度越高，沟槽内吸引力越大，锌渣被吸入的概率将会加大，因此易产生沉没辊印；但速度过低，会产生锌云纹等缺陷，所以应根据不同的带钢厚度来确定适宜的带钢速度。根据经验，若生产2.0mm厚带钢，可在50m/min的速度基础上进行小幅度调节。
2）适当提高锌液中的铝含量，同时降低铁含量：根据生产积累数据可知，铁含量大于0.012%时，相应的板带表面产生轻微沉没辊印缺陷，并且随着铁含量的增加，辊印越来越明显；铁含量小于0.01%时，辊印变轻或近似消失。通过生产跟踪，发现铝含量控制在0.22~0.23%范围内较为合适。
3）带钢张力、入锌锅温度及光整工艺优化：对锌锅段带钢张力适当下调，会一定程度上减轻辊印产生；提高带钢入锌锅温度，带入更多热量，锌锅感应加热器将会减少工作频率和幅度，避免由于感应加热器工作导致底渣在锅内的剧烈运动，从而抑制锌渣粘附辊面；加大光整机的轧制力和延伸率，可将辊印压平，从而减轻辊印外观程度和手感。
4、结论
通过上述工艺参数优化和调整之后，沉没辊印基本消除，镀锌板表面质量得到明显改进，产品质量由此得到了较大提升，满足了客户对产品表面质量的要求。
参考文献
[1]李九岭.带钢连续热镀锌[M].北京:冶金工业出版社, 1995.
[2]冯冠文, 胡吟萍, 杨芃, 等. 热镀锌钢带沉没辊辊印缺陷成因分析及控制方法[J]. 钢铁研究, 2010, 38(4): 57-59.
[3]孙力等. 唐钢涂镀产品的开发[J] 河北冶金 2012,(9).
[4]周建申, 唐源亮. 热浸镀锌层质量缺陷及控制[J]. 造船技术, 2008(3):22-23.
论文作者:梁红影
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：带钢论文; 温度论文; 缺陷论文; 含量论文; 表面论文; 质量论文; 元素论文; 《防护工程》2018年第20期论文;