【正文】 形成過程。 鉛有可能是通過降低鋅液中的結(jié)晶中心的數(shù)量來加大鋅花尺寸，也可能是延長鋅液凝固時(shí)間，而減少了枝晶生長過程中的阻力，從而加大了鋅花尺寸。 2） 鋅液凝固過程的冷卻速度 當(dāng)鋅液中含有足夠的鉛時(shí)，鋅液凝固過程中的冷卻速度越快，鋅花尺寸越小，冷卻速度越慢，鋅花尺寸越大，這一點(diǎn)被用來獲得小鋅花以及控制正常鋅花的尺寸。反之，如果要獲得正常鋅花，則要避免鋅液在冷卻速度快的區(qū)域凝固。如果有專用鋅鍋，也可能通過控制鋅液中的鉛含量來獲得小鋅花。 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝及其改進(jìn) 1 熱鍍鋅工藝 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝有森吉米爾法、改良森吉米爾法和美鋼聯(lián)法 3種。美鋼聯(lián)法在退火爐前設(shè)置清洗段，采用電解脫脂，可將鋼帶表面油污完全除掉，另外，該工藝采用全輻射管還原爐加熱帶鋼，因而鍍鋅層的表面質(zhì)量較好。 現(xiàn)代冷軋鋼帶連續(xù)熱鍍鋅的典型工藝流程為：上料 → 開卷 → 夾送、矯直 → 焊接 → 清洗 → 入口活套 → 退火 → 鍍鋅 →( 合金化 )→ 冷卻 → 中間活套 → 平整 → 拉矯 → 后處理 → 出口活套 → 檢查卷取。另外，生產(chǎn)表面粗糙度要求嚴(yán)格的鍍鋅產(chǎn)品時(shí)，需要經(jīng)常更換平整機(jī)工作輥，也有必要使用中間活套。熱軋鋼帶連續(xù)熱鍍鋅的典型工藝流程為：熱軋酸洗來料 → 焊接 →清洗 → 入口活套 → 退火 → 鍍鋅 → 平整 → 拉矯 → 鈍化 → 出口活套 → 卷取。其發(fā)展趨勢(shì)是朝短流程、低能耗、高效益方向發(fā)展，另外在線酸洗也是 1 個(gè)發(fā)展的方向。 冷軋板的熱鍍鋅工藝流程大體如下圖： 鍍鋅工藝流程圖 生產(chǎn)時(shí)用吊車將鋼卷吊放到鍍鋅機(jī)組入口段的受料臺(tái)上，再由 1上卷小車或 2上卷小車氣刀 開卷機(jī) 焊機(jī) 入口活套 爐子 鋅鍋 光整 拉矯 鈍化 出口活套活套 檢查臺(tái) 涂油機(jī) 卷取 907 將鋼卷送到 1開卷機(jī)或 2開卷機(jī)上。焊機(jī)將第一卷帶尾與第二卷帶頭焊接起來，然后帶鋼進(jìn)入入口活套，快速充滿入口活套。 經(jīng)冷卻塔冷卻后帶鋼經(jīng)光整機(jī)光整，拉矯機(jī)矯直，再經(jīng)鈍化處理，然后進(jìn)入烘干機(jī)，帶鋼烘干后進(jìn)入出口活套，而后帶鋼進(jìn)入水平檢查臺(tái)進(jìn)行表面質(zhì)量檢查，再進(jìn)入涂油機(jī)進(jìn)行涂油，出涂油機(jī)后進(jìn)行分剪，夾送輥?zhàn)詣?dòng)將帶鋼頭部引入卷取機(jī)，助卷器自動(dòng)開進(jìn)。 為了解決熱軋帶鋼連續(xù)熱鍍鋅過程中因原板中含Ｓｉ而導(dǎo)致的漏鍍點(diǎn)多、 鍍層附著性差和表面光滑度欠佳等問題，韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司開發(fā)了一種稱為無酸洗熱軋鋼帶連續(xù)熱鍍鋅的工藝，即熱軋鋼帶不經(jīng)過酸洗直接進(jìn)入還原爐，并將還原爐溫度提高到 650～ 750℃ ，保溫時(shí)間增長至 120～ 400ｓ，保護(hù)氣體氫氣含量提高至 10%以上。 2 清洗工藝 清洗通常 包括堿液刷洗和電解脫脂，它可清除冷軋鋼板表面上的鐵屑和油污等雜質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)高表面質(zhì)量和鍍層結(jié)合力要求高的鍍鋅產(chǎn)品至關(guān)重要。也有人提出將來清洗段的發(fā)展方向應(yīng)該是開發(fā)利用其它領(lǐng)域廣泛使用的超聲波清洗或高壓清洗。清洗段通常布置在入口活套前，也可以放在入口活套后，以實(shí)現(xiàn)恒速清洗。退火工藝是雙相鋼等高強(qiáng)鋼熱鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵，對(duì)Ｍｎ、Ｓｉ等元素在鋼板表面的富集有很大影響，進(jìn)而會(huì)影響到高強(qiáng)鋼的可鍍性及其表面質(zhì)量。利用加熱廢氣預(yù)熱帶鋼不僅能夠節(jié)約燃料，而且可以避免因帶鋼升溫速度太快而引起帶鋼變形，對(duì)薄規(guī) 格產(chǎn)品的板形非常有利。有些廠家在冷卻段之后還設(shè)置了均衡段，目的是在鍍鋅與冷卻段之間提供一個(gè)緩沖區(qū)域，從而使帶鋼具有更佳的板形和更均勻的溫度進(jìn)入鋅鍋鍍鋅，提高鍍鋅質(zhì)量。在帶鋼入口處設(shè)一對(duì)密封輥，可減少爐內(nèi)空氣向爐內(nèi)倒灌。 由于明火段采用欠氧燃燒，煙氣中有較多的可燃成份，因此在爐外設(shè)了一個(gè)后燃燒段，煙氣在后燃燒段混合少量空氣后繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生的熱量用來預(yù)熱明火段的燃燒空氣，提高明火段的熱效率，同時(shí)防止在風(fēng)道中蓄積易爆混合物以及將 CO直接排放到大氣中。 2)明火加熱段 F1 F1 是爐子的第二個(gè) PASS，采用焦?fàn)t煤氣做為燃料，空氣使用熱空氣，通過直接火焰幅射、對(duì)流 對(duì)帶鋼進(jìn)行快速加熱。 F1 共有 32 個(gè)燒嘴，每個(gè)區(qū)有 8 個(gè)燒嘴，燒嘴被設(shè)計(jì)成長火焰型，當(dāng)每區(qū)的煤氣流量達(dá)到480Nm3/h，即區(qū)燃燒率達(dá)到 60%以上時(shí)，火焰長度可達(dá) 2 米，這時(shí)帶鋼寬度方向上的受熱非常909 均勻。 當(dāng)生產(chǎn)線停車時(shí)，控制系統(tǒng)斷開燒嘴并引進(jìn)氮?dú)庖钥焖俅祾?，排?CO 以及使?fàn)t子快速降溫，避免帶鋼因高溫而造成的瓢曲，這種瓢曲最易在生產(chǎn)線再次開車時(shí)造成斷帶。 連接喉段 :通過一個(gè)連接喉直接將預(yù)熱爐連接到幅射管加熱爐上。除了限制了喉部的高度，還設(shè)置了氮?dú)饽弧? 在該階段，為了保持帶鋼表面化學(xué)上的清潔條件以保證在以后的工藝中獲得良好的鍍層質(zhì)量，需要?dú)錃夂偷獨(dú)?，在氣氛中保持低露點(diǎn)是非常重要的。在正常操作期間，這些是用隔熱材料填上并蓋有蓋板，蓋板焊在爐殼的法蘭上。輻射管垂直布置，上方是燒嘴，下方是換熱器，通過煙氣的熱量預(yù)熱燃燒空氣，以提高熱效率。 由于輻射管屬間接加熱，爐溫變化緩慢，一般需要把輸出設(shè)定在較大的數(shù)值上，比如 95%，當(dāng)帶鋼規(guī)格或工藝速度發(fā)生變化時(shí)，主要通過調(diào)節(jié) F1 的帶鋼溫度來達(dá)到快速適應(yīng)的目的。 4)保溫 /慢冷爐 H/SC 保溫 /慢冷爐是爐子的第 6個(gè) PASS。 保溫 /慢冷段配備有空氣管以便冷卻，和電氣電阻加 熱元件，何時(shí)投入空冷管以及何時(shí)投910 入電加熱，主要是根據(jù)工藝要求。在生產(chǎn) IF鋼時(shí)，電加熱的輸出達(dá)到最大，可以使晶粒進(jìn)一步長大，有利于提高帶鋼的沖壓性能。由在爐子側(cè)壁上懸掛的 HH2（ %Ni， 26%Cr）的合金管支承著擋板。 5)噴射冷卻段 由 4臺(tái)設(shè)備按 2個(gè)垂直通道布置的該噴射 冷卻段的目的是快速地將帶鋼的溫度降到規(guī)定的鍍鍋入口的溫度上。 在面對(duì)帶鋼的每一側(cè)，每臺(tái)噴射冷卻設(shè)備有一系列的爐底風(fēng)冷盤室，布置的交叉的噴射開口在移動(dòng)帶鋼的兩側(cè)分配高速冷卻的氣體。從盤管，冷卻的氣體進(jìn)入到一個(gè)離心風(fēng)機(jī)中，從風(fēng)機(jī)在壓力下通過風(fēng)道返回到爐底風(fēng)冷盤室，以在移動(dòng)的帶鋼上循環(huán)。 圖 爐子簡易圖 1預(yù)熱段； 2明火加熱段； 3輻射管加熱段； 4緩冷 /保溫段； 5快冷段； 6下溜槽； 7上行風(fēng)冷； 8水淬槽。 911 另外，退火爐爐輥輥型設(shè)計(jì)、爐內(nèi)退火氣氛和露點(diǎn)控制、爐內(nèi)張力控制和退火爐爐輥表面噴涂也是熱鍍鋅退火工藝研究的重點(diǎn)，薄帶鋼的板形和高強(qiáng)鋼的通板穩(wěn)定性也需要深入研究。影響合金化的因素主要有鋅液有效鋁含量、鋅鍋溫度、帶鋼入鋅鍋溫度、合金化溫度、帶鋼速度、基板化學(xué)成分及鍍層厚度等。這需要選擇合適的合金化鍍層退火工藝，對(duì)加熱速率、均熱時(shí)間和冷卻速率進(jìn)行嚴(yán)格控制。 合金化熱鍍鋅板 (GAGalvaneal) 鍍鋅板從鋅鍋中出來之后，在一個(gè)特制的加熱爐中進(jìn)行加熱，是純鋅層全部轉(zhuǎn)化為 FeZn合金層。但是其在腐蝕前期出紅銹，因而限制了其用途，目前只在日本系的轎車行業(yè)等少量涂漆后使用的場合應(yīng)用。 鋁 鋅鍍層鋼板（ GLGalvalume） 20世紀(jì) 70年代，美國伯利恒鋼鐵公司研制了鋅 鋁鍍層鋼板 ，鍍液中含鋁 55%，含鋅 %，含硅 %。該鍍層品種約占世界鍍鋅總量的 5%左右，國內(nèi)寶鋼、攀鋼、無錫新大洲具備生產(chǎn)該鍍層品種的能力。 Galfan板的優(yōu)點(diǎn)是鍍層塑性和附著性很好，變形前后的耐腐蝕性不變，耐大氣腐蝕是常規(guī) 熱鍍鋅板的2~3 倍，犧牲陽極性能與鍍 鋅板相當(dāng)。該鍍層品種約占世界鍍鋅總量的 5%左右，國內(nèi)尚無該鍍層的帶鋼生產(chǎn)能力。 其它合金化鍍層 在爐前或鋅鍋上方，通過電鍍或離子濺射的方法在帶鋼表面沉積一層其它金屬，如鎳、鋁、鎂等，即可以增加鍍層 品種，又不需要增加鋅鍋裝置，還可以獲得傳統(tǒng)熱浸鍍條件下難以獲得的鍍層成份。 5 平整工藝 為消除帶鋼的屈服平臺(tái)，獲得良好的帶鋼平直度和合適的帶鋼表面粗糙度，要對(duì)熱鍍鋅板進(jìn)行平整。在改善板形和提高帶鋼表面質(zhì)量方面四輥平整機(jī)明顯優(yōu)于二輥平整機(jī)。 鍍鋅板表面粗糙度控制是高品質(zhì)鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之 一，目前主要是對(duì)平整輥輥面毛化方式及其參數(shù)和平整工藝參數(shù)等進(jìn)行研究，另外平整機(jī)工作輥輥徑大小以及輥面粗糙度等也對(duì)產(chǎn)品表面粗糙度有影響。另外，平整輥粘鋅問題一直是困擾高表面質(zhì)量鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)的難題，需要對(duì)平整機(jī)設(shè)備進(jìn)行必要的改進(jìn)，也可在平整脫鹽水中添加清洗劑。通過鈍化處理，可以改善鍍鋅層的表面結(jié)構(gòu)和光澤，提高鍍鋅層的耐 蝕性能及使用壽命，并能改善涂層與基體金屬的結(jié)合力。在鈍化液中添加一些活化劑，如氟化物、磷酸或硫酸等，使得鈍化后得到較厚的鉻酸鹽膜。對(duì)建筑用熱鍍鋅鋼板，日本ＮＫＫ公司開發(fā)了具有極佳耐蝕性和耐黑銹性的特殊鉻酸鹽鈍化涂層。鉬酸鹽是其中的一種，其毒性低于鉻酸鹽，但鈍化后的耐蝕性只與低Ｃｒ鈍化相當(dāng)。盡管文獻(xiàn)報(bào)道了各種不同的無鉻鈍化工藝，但目前還沒有一種無鉻鈍化工藝能夠完全代替鉻酸鹽鈍化工藝。但無鉻鈍化取代鉻酸鹽鈍化已是大勢(shì)所趨。而家電外板采用經(jīng)過磷化處理 的熱鍍鋅鋼板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電鍍鋅鋼板既可以延長產(chǎn)品壽命，又降低材料成本，因此可以預(yù)見，機(jī)組在線預(yù)磷化還是非常具有發(fā)展?jié)摿Φ摹Ａ硗?，為提高熱鍍鋅產(chǎn)品沖壓零件的成型性能，除對(duì)防銹油，包括固態(tài)、半固態(tài)防銹油進(jìn)行研究外，熱鍍鋅產(chǎn)品無機(jī)潤滑膜和有機(jī)潤滑膜也是研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)正常生產(chǎn)時(shí)，感應(yīng)體處于低功率加熱方式，鋅鍋的熱平衡主要通過調(diào)節(jié)帶鋼的入鋅鍋溫度與速度來維持。高功率分有更細(xì)檔位，可根據(jù) 生產(chǎn)情況自行調(diào)整。它主要包括兩部分，其一是感應(yīng)體，其二是 PCU控制柜。 鍋感應(yīng)體 :鋅鍋感應(yīng)體由冷卻風(fēng)機(jī)、二次電感線圈、耐火材料、隔熱銅套四部分組成。永久保持感應(yīng)體內(nèi)耐火材料溫差的傾斜度，防止耐火材料由 于高溫破裂。 914 （ 2）二次電感線圈相當(dāng)于變壓器的一次測，而在感應(yīng)體通道內(nèi)流動(dòng)的鋅液相當(dāng)于變壓器的二次測。 （ 3）耐火材料的作用是保護(hù)電感線圈，防止其受高溫侵蝕，并給鋅液流動(dòng)提供通道。 （ 4）銅套也是保護(hù)電感線圈并提供測量電感線圈溫度的工具。檢測元件主要使用各種類型的接近開關(guān)。螺旋千斤頂?shù)拿總€(gè)螺帽上有四個(gè)檢測螺帽旋轉(zhuǎn)的接近開關(guān)。另外還安裝了溫度、磨損接近開關(guān)。對(duì)螺旋千斤頂起到了保護(hù)的作用。 （ 2）平臺(tái)移行 平臺(tái)移行比較簡單，主要靠接近開關(guān)來檢測鋅鍋所到達(dá)的的位置：平臺(tái) 位置、存儲(chǔ)位置，并由鎖銷電機(jī)來鎖定鋅鍋。 鋅渣是鐵鋅鋁的金屬間化合物，粘附到鍍層表面就形成鋅渣缺陷，它是熱鍍鋅產(chǎn)品的主要缺陷之一。同時(shí)生產(chǎn)高表面質(zhì)量純鋅和合金化熱鍍鋅產(chǎn)品的新建熱鍍鋅機(jī)組通常采用雙鋅鍋系統(tǒng)，分別生產(chǎn)純鋅產(chǎn)品和合金化熱鍍鋅產(chǎn)品，以減少采用單個(gè)鋅鍋系統(tǒng)在進(jìn)行產(chǎn)品切換時(shí)產(chǎn)生的大量鋅渣缺陷，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量，同時(shí)也有利于鋅鍋溫 度和鋁含量的穩(wěn)定控制。 鋅鍋內(nèi)鋅液的流動(dòng)規(guī)律會(huì)直接影響鋅渣、鋅灰嵌入鍍層的行為，從而影響最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量。Ｓ Ｊ Ｌｅｅ等利用帶有感應(yīng)加熱器、刮刀和折流板的 1:5透明水模擬器模擬鋅鍋流場，915 研究了鋅液的流動(dòng)特性和沉沒輥對(duì)流場的影響。國內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋅鍋流場的研究，改進(jìn)鋅鍋的加熱方式和鋅錠的加入位置。熱鍍純鋅時(shí)，在鋅液中加入 %～ %的Ａｌ，可顯著提高熱鍍鋅層的光亮性，減少鋅液表面氧化。在帶鋼連續(xù)熱鍍鋅時(shí)，鋅鍋中鋁含量通?？刂圃?%～ %。但鋅鍋鋁含量的穩(wěn)定控制一直是生產(chǎn)中的難點(diǎn)，需對(duì)鋅鍋內(nèi)有效鋁含量的在線檢測及控制、鋅鍋物流平衡進(jìn)行深入的研究?，F(xiàn)有的先進(jìn)熱鍍鋅生產(chǎn)線多采用熔溝式陶瓷鋅鍋，內(nèi)置 1個(gè)沉沒輥和 2個(gè)穩(wěn)定輥 (或稱矯正輥 )。另外，沉沒輥及其軸承壽命短一直是熱鍍鋅生產(chǎn)的難題，應(yīng)從沉沒輥輥面噴涂和封孔劑等方面進(jìn)行研究。另 外，無芯鋅鍋和預(yù)熔鋅鍋也已發(fā)展得較為成熟。根據(jù)電磁移動(dòng)場形成磁流體動(dòng)力學(xué)封閉 (ＭＨＤ )的原理而設(shè)計(jì)出垂直型鋅鍋，可使鋼帶直接從鋅鍋內(nèi)的鋅液中穿過，不會(huì)造成磨損，鋅鍋內(nèi)也無任何易腐蝕部件，而且可以實(shí)現(xiàn)高速鍍鋅，節(jié)約能源。 高強(qiáng)鋼熱鍍鋅技術(shù) 高強(qiáng)鋼的可鍍性一直是研究的重點(diǎn)。日本通過化學(xué)成分的調(diào)整，特別是Ｍｏ元素的添加，實(shí) 現(xiàn)了雙相鋼合金化熱鍍鋅的商業(yè)生產(chǎn)。高Ｓｉ含量的高強(qiáng)鋼依然是目前研究的主要方向之一，這需要對(duì)退火爐爐內(nèi)氣氛和爐內(nèi)露點(diǎn)控制進(jìn)行研究，對(duì)基板進(jìn)行預(yù)處理也可解決Ｓｉ等元素的 表面富集問題。最近日本ＪＦＥ鋼鐵公司又成功開發(fā)出了更高強(qiáng)度級(jí)別合金化熱鍍鋅雙相鋼。但傳統(tǒng)的高Ｓｉ含量ＴＲＩＰ鋼不適合在現(xiàn)有的熱鍍鋅生產(chǎn)線上生產(chǎn)，這同樣是由于Ｓｉ的富集易導(dǎo)致鍍層出現(xiàn)漏鍍?nèi)毕?。另外，其等溫轉(zhuǎn)變 溫度由于受到鋅鍋溫度的限制而太高，從而無法得到足量的殘余奧氏體。但由于Ａｌ元素的添加，給煉鋼和熱軋工藝帶來了許多問題，如何解決這些問題是ＴＲＩＰ鋼熱鍍鋅研究的重點(diǎn)之一。 鍍層耐蝕性和表面質(zhì)量研究 耐蝕性能好是熱 鍍鋅產(chǎn)品的最大優(yōu)點(diǎn)，但人們對(duì)熱鍍鋅產(chǎn)品的耐蝕性能要求越來越高。 (2)合金化，以獲得鋅鐵合金鍍層，這種鍍層的耐蝕性明顯比純鋅鍍層強(qiáng)， 7μ ｍ厚的合金化鍍層相當(dāng)于 10μ ｍ厚的純鋅鍍層。通過改善鋅液配方，已開發(fā)出耐蝕性比傳統(tǒng)鍍層高 18 倍的高耐蝕鍍層，并已投入工業(yè)化生產(chǎn)。其中合金化，也叫鍍層擴(kuò)散退火處理，發(fā)展較早。而Ｇａｌｖａｌｕｍｅ產(chǎn)品近年發(fā)展很快，其鍍層耐蝕性能更高，表面美觀，主要應(yīng)用于建筑方面。 鋼板表面質(zhì)量應(yīng)包含表面缺陷狀態(tài)、清潔度及表面形貌 3個(gè)部分，是衡量板帶質(zhì)量水平的重要方面，它的優(yōu)劣直接影響到汽車外板的涂裝質(zhì)量和鮮映性。鍍層表面質(zhì)量除與鍍層表面各種缺陷相關(guān)917 外，也與氣刀及其噴吹的介質(zhì)密切相關(guān)。 近年來，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝技術(shù)取得了很大的進(jìn)步