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连续热镀锌带钢表面缺陷原因分析及解决措施

热浸镀锌是应用很广泛的防腐蚀技术之一,可以大幅度提高钢铁材料的耐大气腐蚀性能。连续镀锌带钢由于生产效率高、产品质量好,市场求量大,产品广泛应用于汽车、家电和建筑领域。与连续电镀锌带钢相比,热镀锌带钢成本较低,近年来热浸镀锌市场份额不断提高,如汽车覆盖件、电视机背板等,这些产品对于热镀锌带钢表面质量的要求尤为严格。

渣缺陷

锌渣主要是铁与锌或铝形成的金属间化合物。锌渣的形成原理是:带钢在进入锌液后,其表面的铁原子同时发生溶解和冶金反应。当进入锌液的铁低于锌液中铁的饱和溶解度时,铁主要以溶解状态存在于锌液中;当进入锌液的铁超过锌液中铁的饱和溶解度时,铁便会与锌或铝形成金属间化合物析出。

锌渣的组成与锌液温度及其有效铝含量有关。在常用的锌液温度下,当锌液中有效铝含量低于0.135%时,锌渣的主要成份为FeZn7,该锌渣密度较锌液密度大,称为底渣;当锌液中有效铝含量高于0.135%时,锌渣的主要成份为Fe2Al5,该锌渣密度较锌液密度小,称为浮渣。

在连续生产过程中,当锌液中有效铝含量发生变化时,底渣可以转化成浮渣,反应式为:2FeZn7+5Al=Fe2Al5+14Zn

锌液中铁的饱和溶解度与锌液温度成正比,与锌液有效铝含量成反比。在加入锌锭时,由于锌锭熔化消耗大量热量,会造成局部锌液温度的降低,铁的饱和溶解度降低,从而会析出锌渣。

当从GA向GI转换时,需要增加锌液中的有效铝含量,此过程锌液中铁的饱和溶解度降低,会析出大量锌渣。当入炉前带钢表面清洗不彻底时,带钢表面残留的铁粉会随着带钢进入锌液,这些铁粉从带钢表面脱落后可快速形成锌渣。当带钢入锌锅温度过高时,带钢表面的铁原子溶解速度和反应活度较大,会增加锌渣数量。图1为附着在带钢表面的锌渣缺陷。

气刀条痕缺陷

由于气刀的唇部有损伤缺口或气刀缝隙处堵塞,都会在带钢的相应位置产生凸起的带痕,称之为气刀条痕缺陷。在气刀的喷吹压力很大且气刀距锌液液面很近时,锌液的飞溅会引起喷嘴的堵塞。

漏镀缺陷

漏镀产生的主要原因:

(1)带钢原板面上粘附一些未被清洗干净的异物,这种漏镀缺陷呈块状斑痕分布没有规律。

(2)炉内气氛比例不合理,氢气含量低,残氧量偏高时,带钢表面附着一些无规律分布的片状针孔黑点氧化物。

(3)炉鼻子内部锌液面上有积灰,或炉鼻子内部的结渣。在带钢运行时,尤其是在带钢增速、减速或有焊缝通过,导致带钢在此处产生振动,锌灰或锌渣粘附在带钢表面上而产生漏镀。

划伤缺陷

镀前划伤

在热镀锌之前带钢板面上的划伤,称为镀前划伤,这种划伤有可能来自原料板面,如在冷轧机出口,上下导板划伤;冷轧或者热轧轧辊划伤;热镀锌生产线锌锅前入口导板台、入口矫直机辊面结瘤划伤;带钢在入口活套跑偏,被托辊划伤;原料板形不好,在退火炉通道内划伤;摆动炉鼻子清理,炉鼻子内结渣时,摆动幅度过大被炉鼻子划伤及沉没辊划伤等等原因。镀前划伤都是基板受损,在镀锌之后,划伤颜色发暗,而且板料冲压后往往更加明显。

镀后划伤

这种划伤一般都只是使锌层表面受损,打磨后不明显。对后续冲压,喷漆表面影响较小。镀后划伤可能来自锌锅之后的辊面,或者导板台上异物划伤。

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