第２４卷第１期 安徽冶金科技职业学院学报 Ｖｏ１．２４．Ｎｏ．１ ２０１４年１月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊａｎ．２０ｔ４ 热镀锌ＧＩ锌锅的铝含量稳定控制研究 李德超，韦加利，刘 强，崔 磊 （马钢汽车板推进处安徽马鞍山２４３ｏｏ３） ．摘 要：结合马钢第四钢轧总厂１ 和２ 镀锌线投产四年来的生产实践，对热浸镀锌的锌锭添加控制现状进行了分析，重 点探讨了辟锅铝含量的消耗及其影响因素，分析了国内外的锌锭添加方法，提出在实际生产中从工艺和操作上采取措施进 行控制，合理添加锌锭。减少了ＧＩ锌锅的成分波动。 关键词：热镀锌；铝含量；锌锅 中图分类号：ＴＧ３３５．２：ＴＧ３３５．５ ５文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—９９９４（２０１４）０１—０００１ —０３ 随着社会和科技的进步，汽车、家电企业对镀 果铝含量过多，则带钢溶解到锌锅中的铁易与铝反 锌板表面质量的要求也越来越高，尤其是汽车板、 应，将产生大量的锌渣，进而造成锌渣缺陷。此外， 冰箱面板，空调、洗衣机外板等要求表面不能存在 锌锅中添加少量的铝有利于减少底渣，促使底渣转 影响涂装的细微缺陷，这对镀锌板表面质量提出了 变成顶渣，便于清除。因此，在实际生产中，ＧＩ锌 很高的要求…。锌锅铝含量是镀锌汽车板生产关 锅中都添加适量的铝。 键工艺参数之一，铝含量的较大波动，直接导致带 １．２锌锅中铝元素的存在方式 钢锌层表面质量的不稳定性，从而成为影响产品质 热镀锌机组锌锅中铝含量以两种方式存在：游 量的一个瓶颈。 离态的铝（俗称有效铝）；化合态的铝。游离态的 此前，马钢的锌锅铝含量容易产生波动，其波 铝可以直接参与镀锌时的反应，当带钢人锌锅时， 动范围为０．１６％一０．２５％。马钢为了减少锌锅成 首先形成Ｆｅ：Ａｌ 铁铝合金层。而化合态的铝则不 分波动，对锌锅铝含量波动的原因进行了系统分析 与带钢反应。 和研究，提出相应控制方法，提高了锌锅铝含量控 １．３锌锅铝含量的消耗及其主要影响因素 制水平。 锌锅中铝的消耗则存在以下几个方面： １锌锅铝含量 （１）保护性铁铝合金层Ｆｅ：Ａ１ 。如前文所述， 铝与带钢表面产生了保护性铁铝合金层，该合金层 １．１锌锅中加铝的重要性 必然消耗一定量的铝。 有学者研究 Ｊ，纯锌锅中的锌与带钢迅速反 （２）锌渣。带钢及带钢上未清除干净的铁粉 应，并形成铁一锌合金相。铁一锌合金相附着性比 等铁元素溶解到锌液中，并与铝反应生产的锌渣。 较差，不利于加工成型。而如果在锌锅中添加少量 铁铝合金层的铝元素消耗量主要取决于带钢 的铝元素，则不会生成铁一锌合金相，提高了镀锌 的浸锌时间、带钢成分及带钢及锌锅温度等因素； 层的附着性。其原理为添加铝元素抑制铁一锌反 锌渣的铝元素消耗量主要取决于锌锅铁含量、铝含 应。 量浓度波动及锌液温度波动等因素。因此，影响锌 如果锌锅铝含量过少，则抑制层较薄，易发生 锅铝含量消耗的主要因素有以下几个方面 ］： 铁一锌反应，进而表面形成斑点、小黑点等缺陷；如 （１）锌锅中的铁含量。锌锅中铁含量越多，则 收稿日期：２０１３—１１—１８ 铝与铁反应生成的锌渣就越多，致使有效铝逐渐减 作者简介：李德超（１９８１一），男，马钢汽车板推进处，工程师。硕士 少。 研究生，毕业于哈尔滨工业大学，主要从事轧钢工艺技术研究。 （２）镀层重量。镀层中的铝主要在合金层中， ・２・ 安徽冶金科技职业学院学报 ２０１４年第１期 此合金层的厚度并不因镀层重量提高而增大。因 此，当镀层重量提高时，镀层中的铝的平均百分含 量相对降低。 （３）锌锅温度和钢带温度。提高锌锅温度会 增大合金层厚度，因而会增大镀层中铝含量。同 铝含量及其锌锭补加速度。 宝钢也进行了锌锭添加方法的摸索和研 究 ，该套锌锭添加方法有效的提高了锌锅铝含 量控制精度。 样，提高钢带人锅温度也有同样的作用。 （４）钢带品种。因为ＩＦ钢比低碳钢对铝有较 大的反应性，有学者试验表明，在相同的镀层重量 ２分析与讨论 为了抑制Ｆｅ—Ｚｎ合金反应，在锅中必须保持 适当的铝含量。铝含量过低则抑制效果差，过高则 下，ＩＦ钢的镀层铝含量比ＣＱ钢多１５％一２５％的 铝。 （５）钢带线速度。提高钢带运行速度，则镀层 中铝含量稍有下降。这是因为提高钢带线速度会 降低钢带浸镀时间，因而缩短了与铝反应时间，合 金层减薄，导致镀层铝含量下降。 上述因素中，镀层重量是至关重要的，充分认 识到不同锌层厚度的产品的耗铝量，有助于合理添 加锌锭，减少铝含量波动。 １．４锌锅中铝的添加 一般，锌锅中加铝的方法主要有以下三种，其 中大多数钢铁公司都选用第三种锌锭添加方式： （１）添加纯铝锭。普遍认为这种方法不利于 控制锌液中的铝浓度，较少使用。 （２）添加铝含量较高的小锌锭。该小锌锭的 铝含量一般为８％一１５％。在加锌时将纯锌锭和 该小锌锭按照生产线需要，以不同比例同时加入锌 锅。 （３）添加含铝的大锌锭。锌锭生产商生产出 不同铝含量的锌锭合金，其中锌锭的铝含量与锌锅 中要求的铝含量为同一个数量级。镀锌线根据不 同生产需要，添加不同类型的锌锭或锌锭组合。 １．５国内外镀锌企业的加铝方法 在不同的加铝方法中，以加含铝的大锌锭为精 确，但仍需要经常对锌液中铝含量进行化验，并且 根据分析结果及时采取相应的锌锭补充措施。 加拿大Ｓｔｅｌｃｏ钢铁公司采用一种改进的加铝 方法，可较为精确的控制锌锅中铝含量。添加的锌 锭为铝含量较高和较低的锌锭混合，其加入的速率 取决于锅中锌的消耗。 日本川崎钢铁公司用模拟法研究了锌锭中铝 含量和补加速率对锌渣形成的影响，进而得出了最 佳锌锭铝含量和补加速率。川崎钢铁公司根据研 究出的Ｆｅ Ａｌ 平衡溶解度曲线，摸索出最佳锌锭 不仅造成铝的浪费，而且会引起镀层产生缺陷；不 利于其焊接性和磷化性。 各钢铁公司采用的锌锅铝含量不尽相同，但锌 锅铝含量的控制范围都比较窄。精确控制有助于 提高镀锌产品质量。为此，研究锌锅铝含量消耗的 影响因素，并正确控制锌锅铝元素的添加量是生产 高等级热镀锌产品的前提和必要条件。 结合生产实践经验，本文提出以下几个观点： （１）减少锌液取样分析反馈时间，保证锌液分 析结果最快反馈生产机组，便于机组合理调节锌锅 铝含量。 （２）合理选择锌锭类型，少用纯锌锭及铝含量 非常高的锌锭。 （３）为了精确控制锌锅铝含量，必须把握好锌 锅的耗铝量及加铝量。在影响锌锅耗铝量的众多 因素之中，镀层重量是至关重要的，因此，马钢应首 先摸索不同镀层重量镀锌产品的锌锭添加方法。 ３生产改进 马钢生产部门、分析部门及取样人员进行详细 的沟通和交流，制定了明确的取样时间和反馈时 间，保证在２小时内反馈锌液取样的分析结果，缩 短了分析反馈时间。 合理管理锌锭库存，ＧＩ锌锅多使用Ｂ／Ｃ／Ｄ型 号的锌锭及锌锭组合，少使用Ａ／Ｅ／Ｆ型号的锌锭。 马钢不同型号锌锭详见表ｌ。 表１ 马钢不同型号锌锭的Ａｌ含量对比 壁壁型呈 垒 曼． ．兰 ！ 大 含量０ ０．２ ｏ．５５ ｏ．８ ５．０ １５ 对相同镀层重量的镀锌产品进行集批生产，摸 索单面镀层重量为４０、６０、９０、１３７．５的锌锭添加方 法，详见表２。 经过长时间的积累和摸索，马钢铝含量波动有 总第６３期 李德超韦加利等：热镀锌ＧＩ锌锅的铝含量稳定控制研究 ・３・ 后铝含量波动情况如图１所示羹竺 少了４４％。改善前４结语 。 。 表２马钢ＧＩ锌锅锌锭添加初步规律 马钢结合生产实践经验，摸索出不同锌层重量 所需添加的适宜锌锭组合，加快锌液分析反馈速 度，有效的减少了锌锅铝含量的波动，进而保证了 镀锌汽车板的稳定生产。由于稳定控制锌锭铝含 量涉及到锌锅中的复杂反应，截至目前，热镀锌工 作者还没有完全掌握它的规律，仍需要进行深入的 研究。而且，马钢第四钢轧总厂产品钢种多、规格 跨度大、镀层厚度变换频繁，锌锅铝含量仍有一定 程度的波动。为了进一步减少ＧＩ锌锅铝含量波 注：Ｂ锭为含铝０．２０％一０．２５％锌锭；Ｃ锭为含铝０．５５％一０．６０％ 动，马钢将会对钢带钢种、生产线速度等因素对锌 锌锭；Ｄ锭为含铝Ｏ．７８％一０．８５％锌锭。 锅铝含量控制的影响做进一步研究。 参考文献 ［１］ 徐秀清等．连续热镀锌工艺进展与展望［Ｊ］．表面技 术，２００７．２ ［２］ 许秀飞．钢带热镀锌技术问答［Ｍ］．北京：化学工业 出版社，２００７ 曼春霜＝薯雩眷叠 ０ 舞象盎蕊量 ［３］ 张启富，刘邦津，黄健中．现代钢带连续热镀锌 马钢ＧＩ锌锅铝含量改善前后效果对比 ［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００７ ［４］ 张海尉．热镀锌机组锌锅有效铝含量精确控制技术 ［Ｊ］．宝钢技术，２００９．１ Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ＧＩ Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｔ Ｄｉｐ Ｇａｌａｖａｎｉｚｉｎｇ Ｌｉｎｅ ＬＩ Ｄｅ—ｃｈａｏ，ＷＥＩ Ｊｉａ—ｌｉ，ＬＩＵ Ｑｉａｎｇ，ＣＵＩ Ｌｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ＣＧＬ Ｎｏ．１ ａｎｄ Ｎｏ．２ ｏｆ Ｍａ ｓｔｅｅｌ Ｎｏ．４ Ｓｔｅｅｌ Ｍａｋ・ ｉｎｇ＆Ｒｏｉｌｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａ１．ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｗａｙ ｏｆ ｆｅｅｄｉｎｇ ｉｎｇｏｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｔ ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇ ｌｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎａ・ ｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ Ａ１ ｏｕｔｐｕｔ ａｎｄ ｈｔｅ Ａ１ ｌｏｓｔ ｉｎ ｔｌ１ｅ ＧＩ ｐｏｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ａ１ ｉｎ ｔｈｅ ＧＩ ｐｏｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐａｎｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｈｔｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍａ ｓｔｅｅｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｅｅｄｉｎｇ ｉｎｇｏｔｓ ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ ａｃ。 ｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄ ｏｆ ｚｉｎｃ ｈｅｌｐｓ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｔ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎ ａ ｎａｒｒｏｗ ｒａｎｇｅ・ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｏｔ ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇ；Ａｌｕｍｉｎｕｍ；Ｚｉｎｃ ｐｏｔ