镀锌板表面锌渣缺陷和产生的原因
(2010-08-06 16:12:15)
镀锌板锌渣缺 陷是指在镀锌板生产 中,镀锌
带钢表面 由锌渣引起的呈点状及块状突起、 大小不等、 颗粒象米粒状、 表面粗糙不平的缺陷, 它严 重影响了热镀锌产品的外观质量。锌渣是由于带钢进入镀锌锅时, 带钢表面残留一定的铁粉粒子被带入锌液中,
铁原子与锌液发生反应, 形成锌铝与铁原子的化合物锌渣 。锌渣按其形态可分为底渣 、 自由渣 、
浮渣。自由渣和浮渣在带钢运行中易粘附到带钢上, 形成锌渣缺 陷。镀锌板表面锌渣缺陷主要是悬浮在锌液 中的 自由渣产生的,
主要形成以下四种缺陷 : ( 1 ) 渣带 : 在镀锌层 中沿纵向形成的分布不均的条带状夹杂物, 其成因是炉鼻处的锌灰或钢带带
出的细小颗粒状锌渣 。( 2 ) 粗渣粒: 粗渣粒表现为镶嵌在锌层中尺寸为 0 . 5 ~ 2 .
0 mm的渣粒 , 它是由底 渣、 锌液
中悬浮渣和面渣沉积于钢带表面引起的。( 3 ) 细渣粒 : 是指在锌层中呈条状或聚积状分布的细小渣粒( 尺寸小于0 .
5 mm) . 此缺陷是 由锌液面渣 、
悬浮渣及底渣沉积于钢带表面而形成 。( 4 ) 渣斑 : 这是指在锌层 中嵌入的大颗粒 ( 大 于
2 mm) 的渣粒 , 是粗大
的面渣附着于钢带表面引起的。主要存在于厚的镀锌层或较厚的钢带表面。
在 4 5 0 ℃时 F e在锌液中的溶解度为 0 . 0 2 左右, 当锌液的F e 含量高于它的溶解度时, F e 就 要与 Al
或 Z n反应 生成锌 渣, 锌液中铁含量越高, 生成的锌渣越多。底渣的生成量随锌液铝含量 的增加而减少 , 浮渣 的生成是随着铝含量
的增加而增加。少 量底 渣可采用 向锌锅 内加入锌铝锭 , 使锌液中铝含量提高 到 0 . 2
5 , 并提高锌液温度到 4 8 0 ℃, 向锅底通人氮气,
使底渣浮起与锌液 中铝结合生成浮渣而 清除, 底 渣 F e Z n 与 Al 反应方程式如下 : 2 Fe Zn 7 + 5 Al
:Fe 2 Al 5 + 1 4Zn 减少锌渣必须具备两个条件
, 一是要有充分的铝含量, 二是底渣要在充分搅拌 中上浮到表面并时捞渣 , 只有这样才能使底渣逐渐减少。锌渣主要是 F e — A 1
化合物 F e : A1 颗粒和 F e — Z n化合物
Fe Z n 。 颗粒。在镀锌线中, Al
含量>0 . 1 6 ,
锌锅中主要是 Fe : A1 颗粒 , 锌渣的颗粒数量和形态与 Al 含量、 锌液温度波动 、 添加锌锭及表面浮渣清除操作 、
产品品种过渡等因素有关 。随着锌液温度的降低 和 Al 含量 的增加 , 锌渣颗粒 的数 量和尺寸会提高, 这不利于形成良好
的板面质量。 锌渣颗粒的直径在 1 5 ~6 5 m。F e : A
1 锌渣浮到锌锅表面速度很慢 , 大部分 F e :
A1
锌渣在锌锅中形成不规则形状的大颗粒并附着在锌锅设备面。
1 .
锌
中铝含量对锌渣的影响
在热镀锌生产 中, 铝是锌液最重要添加元素 , 它可以提高锌层 的表面光洁度 , 抑制锌铁合金层的影响, 减少锌液氧化 ,
提高锌液流动性 。锌液中添加少量 Al 后 , 由于 Al 比 F e活泼 , 与 F e形成的化合物阻碍 了 Z n — Fe化合物
的形成 。Al 含量也不是越高越好 , Al 含量过高将影响镀锌产品的焊接性和涂装性, Al 含量过低 , 将形成 Z n — F
e合金层 , 增加了锌渣量, 易产生锌渣缺陷。锌液 中铝含量在 0 .
2 以下时 , 铁 的溶解量 随铝含量 的增
高而降低, 当铝含量超过 0 . 2 时, 铁的溶解量随铝含量 的增加而迅速上升 , 铁损量的增加 ,
说明了铁与铝锌反应产生了浮渣和底渣 。
2.
带钢入锌锅温度与锌液温度对锌渣的影响
带钢人锌锅温度与锌液温度一般相差 1 0~ 1 5 ℃较好。这是因为高的带钢入锌锅温度有利于Fe z A1 s中间粘附相层的形成。但带
钢人锌锅温度不易过高, 因为铁在锌锅中的溶解主要发生在带钢刚人锌锅时, 过高的带钢温度会使锌液温度升高造成铁损量 的增 大,
使锌渣量增加。一般锌锅温度控制在 4 6 0 ~4 7 0 ℃, 如果 锌液温 度超过4 8 5 ℃, 则铁损量将呈抛物线关系增加 ,
当温度上升到 5 0 0 ℃时, 铁损量达 到最 大值 , 锌 液温度 在4 8 0 ~5 3 0 ℃范围内, 锌锅内锌渣的生成量最大
。
3. 原料方面对锌渣的影响
3 . 1化 学成分的影响
原料中的碳 , 硅等元 素对锌渣 的影响较大 。 带钢中含碳量越高 , 铁一锌反应就越剧烈 , 铁损量
越大 , 生成 的锌渣越多 , 同时钢 基参加反应越剧烈 , 铁 一锌合金层变得越厚 , 锌层的附着性越差 , 不但含碳量有影 响,
而且碳 的存在状态也有一定影响 , 钢中的碳以粒状珠光体和层 状珠光体存在时, 钢基 中铁在锌液中的溶解速度最快 ,
因此热镀锌通常选择含碳量低于 0 . 1 2 的低碳钢 ,
原料的硅含量应控制在 O . 1 5 以下
。
3 . 2表 面清洁度的影响
用于镀锌的原料通常采用经酸洗、 冷轧后的 带钢 , 原料表面的残 留物 主要 由油脂和微小 的固 体颗粒组成 , 油脂
的主要成分是轧制油 、 润滑油 、 液压油等, 固体颗粒的主要成分是冷轧后产生的
铁粉颗粒及周围环境 的灰尘 等, 通常将带钢表面 每平方米残 留物总量定义为带钢表面清洁度。带 钢表面清洁性越好 , 带
钢人锌锅时表面残 留物越 少 , 生成 的锌渣量越少, 原料表面轧制油过多 , 超 出了退火炉 的清洗能力 , 造成表面残碳 ,
导致锌渣 增 多。
3 . 3粗 糙度 的影 响
原料的粗糙度越大 , 相对表面积越大 , Fe — Z n
反应就剧烈 , 消耗的铁就越多。
4
炉内气氛对锌渣的影响
急升降速 、 炉 内空燃 比调节失灵、 漏水、 漏油 等都会对炉内气氛产生影响。氧含量偏高, 造成 炉内带钢氧化形成氧化铁,
进入锌锅中, 与锌液中 的铝发生反应 , 生成 F e和 Al : O。 , 导致锌渣增多。
5
锌锅加锭方式和锌锭杂质对锌渣的影响
锌锅中铝的添加方式应采用 Z n _ Al 合金的添 加方式, 目前鞍钢冷轧镀锌线主要使用 的锌锭种类
有 O . 4 5 A 1 大锭、 纯锌锭、 1 P b锭、
1 O Al 的高 铝锭。如果添加锌铝锭或含 1 0 %A l 高铝锭方式不 当, 易造成锌液成分波动, 导致锌液中形成大量的
铝铁化合物, 这种小于锌液比重的锌铝铁三元浮渣 或颗粒 , 悬浮在锌液表面形成所谓的浮渣, 且十分 粘稠, 易粘在钢板表面,
在生产速度较快或是生产深冲料时易产生锌渣缺陷。目前镀锌线对此主要
是采取增加捞渣频次的方法来进行控制。
相关:热浸镀锌 镀锌管
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