马钢2^

32 ANHUI METALLURGY 2007年第 1期 马钢 2#热镀锌机组和热镀锌汽车板的生产概况 刘 劫 赵云龙 陈德春 (马鞍山钢铁股份有限公司) 摘 要 详细介绍了热镀锌汽车内外板的~xa．-5钢 2 热镀锌机组的主要技术参数、工艺、生产设备 和热镀锌汽车内外板的生产情况。 关键词 热镀锌 汽车板 工艺 设备 The Preduction of Auto Plate Oil Masteel No．2 CGL Liu Jie Zhao Yunlong Chen Dechun (Maanshan Iron& Steel Co．Ltd．) Abstract The requirements of hot-dip galvanized auto inner and outer panels are presented in details．The major technical parameters，process flow，equipment and current production situation of auto inner and outer panel plates of Masteel No．2 CGL are introduced． Key words hot-dip galvanizing auto sheet process equipment 0 前言 随着我国汽车工业的迅猛发展，高品质热镀锌 汽车板，特别是汽车外板的需求量逐年上升。国内 能生产高品质热镀纯锌汽车外板或合金化热镀锌外 板的钢厂只有少数几家，大部分仍然依赖进品。众 所周知，汽车外板用热镀锌钢板是高附加值产品，各 种要求都很高，马钢在已有 2条热镀锌机组的情况 下，又新建 2条先进的热镀锌机组，以满足国内对热 镀锌汽车、家电和建筑板的需求。 1 汽车用热镀锌内外板的要求 (1)力学性能 在减重、节能的要求下，汽车内外板厚度在不断 减薄的同时，要求有优良的深冲性能、良好的抗凹陷 能力和足够的强度，以适应复杂断面的成 型加工要 求，避免在制造和使用中产生凹陷，并有一定的防冲 撞能力。要求的主要力学性能有：高的塑性应变比 值、高的应变硬化指数、高的延伸率、低的屈强比 os／ob、低的时效指数(AI—O)和适当的烘烤硬化值 (约BH一40MPa)等r】]。为满足这些要求，目前常 用的钢种有 IF钢、BH钢、双相钢和TRIP钢。 (2)焊接性能 热镀锌汽车内外板要求镀层有良好的焊接性， 在一定的焊接条件内，必需达到规定的连续焊点数， 且焊点周边材料的强度和性能不发生大的变化，保 证材料的有效连接。纯锌层的焊接性能差，合金化 镀层的焊接性能明显优于纯锌镀层，并且焊极寿命 也高出许多倍。 (3)表面处理和涂装性能 热镀锌汽车板，特别是汽车外板可能要经过除 油、清洗、活化、鳞化、干燥、电泳和烘烤等表面处理， 并要求镀层具有优良的涂装性能和涂漆后的鲜映 性。这就对板形和粗糙度有严格的要求。 (4)镀层的附着性和成型性 热镀锌汽车板要求镀层与基体的附着性强，并 要求镀层均匀，延展性好，在冲压成型时，无开裂、颈 缩、起皱、拉毛、麻点等缺陷，纯锌镀层不发生剥落， 合金化镀层的粉化量要少。另外，对防锈油的要求 也高，除了具有良好的防锈和脱脂性能外，还要具有 优良的润滑性能。 (5)表面质量 热镀锌汽车板特别是汽车外板要求单面无任何 作者简介：刘 劫，工程师，安徽省马鞍山市(243000)马钢第一钢轧总厂 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第 1期 安 徽 冶 金 33 影响使用的表面缺陷，达到O5板表面质量要求。纯 锌镀层表面不得有锌灰、辊印、漏镀、云状缺陷、擦划 伤、沉没辊条纹、气刀条纹等影响使用的缺陷。合金 化热镀锌板表面不得有辊印、漏镀点、擦划伤、锌渣、 沉没辊条纹、合金化条纹等影响使用的缺陷。对没 有清洗设备的冲压生产线还要求板面清洁，不得有 铁屑、皮带屑等脏物。 (6)耐腐蚀性能 一 些国家的汽车板要求 1O年耐穿孑L腐蚀，5年 耐外观腐蚀[2]，这也促使各汽车厂改用镀锌板。纯 锌镀层的耐蚀性主要与镀层厚度有关，合金化镀层 的耐蚀性还与镀层成分和相结构有关。目前各生产 厂家主要通过提高镀层厚度、改善镀层配方和合金 化等方法达到耐蚀性能的要求 。 2 马钢 2#热镀锌机组概况 2．1 产品和主要技术参数 (1)产品方案 钢种：软钢 (CQ、DQ、DDQ、EDDQ、SEDDQ)； 高 强 钢 (CQ HSS，DQ～HSS，DDQ-HSS，BH， DP600)。 钢种材料的种类：铝镇静钢、IF钢等。 带钢规格如表 1所示。 表 1 带钢规格 mm 产品镀层类别：(a)纯锌镀层(GI)：60～450g／ 121。(双面)；差厚镀层：3O～150g／m。(单面)，最大差 厚率 l：3；锌花：零锌花(无铅工艺)。(b)合金化镀 层(GA)：6O～180g／m。(双面)，无差厚。 (2)主要技术参数 机组主要技术参数如表 2所示。 2．2 生产工艺流程 生产工艺流程：入口钢卷小车一拆捆一入 口钢 卷运输车上料一开卷一夹送矫直一双切剪切头(尾) 一 焊接一入口活套一清洗一连续退火一热镀锌一合 金化(生产 GA产品时)一冷却一中间活套一光整一 拉矫一后处理一出口活套一切边一检查一卷取一打 捆称重一入库。 表 2 主要技术参数 项 目 参考值 生产能力／万 t·a 35 人 口段 230 工艺段 GI内板 180 ⋯ ⋯ 一 工艺段GI外板 130 机组最高速度 三 雷 14o m肿 -rZa GA外板 130 ／ I 平整段 220 出 口段 250 2．3 机组装备 (1)入 口设备 入口设备包括入口钢卷小车、入口钢卷运输车、 开卷机、夹送矫直机、双切剪和入口废料处理装置 等。 (2)焊机 选用窄搭接辊压缝焊机：(a)采用 PAD(parallel adjustment device)对中系统。该系统对中效果好， 可以减少焊接时出现前后两卷带钢中心线不平行和 带钢中心线偏离机组中心线的情况，从而保证机组 稳定通板，降低带钢断带和在退火炉内发生热瓢曲 的几率。另外，该对中系统对中精度高(±2ram)， 即使是薄带钢也不会损坏带钢边缘。(b)采用焊缝 自动诊断技术。该技术对焊接电流、压力等实行自 动监视判断，如果发现焊接参数异常，马上进行报 警，基本上可以实现无需人工进行检查焊缝的好坏。 (c)带有自动焊功能。该功能使重焊操作变得简单， 大大减少重焊操作时间，可保证机组高速运行。 (3)清洗 清洗质量的好坏直接影响带钢的表面质量和镀 层的附着性。本机组的清洗包括碱液浸洗、碱液刷 洗、电解清洗、热水刷洗、热水漂洗、清洗挤干和热风 干燥。通过该清洗可把带钢表面的残油和残铁总量 控制在 18mg／m。以下(单面)，以达到热镀锌汽车外 板对清洗质量的要求。 (4)退火炉 维普资讯 http://www.cqvip.com 34 ANHUI METALLURGY 2007年第 l期 采用全辐射管加热立式退火炉，它包括预热 段、辐射加热段、均热段、缓冷段、快冷段和均衡段。 预热段可利用加热段的废气把带钢预热到 200~C左 右，一方面达到节能的目的，另一方面，可减少退火 炉人口带钢对炉辊的热冲击和炉温对带钢的热冲 击，减轻炉辊变形和带钢加热的不均匀性。冷却段 采用先缓冷后快冷的 2段冷却方式，可有效防止带 钢从高温快冷后造成的板形不良现象。另外，采用 先进的辊型和炉辊室，并辅以张力模型控制，保 证带钢板形和防止跑偏；炉内设置热张紧辊保证快 冷段带钢运行的稳定性和镀锌段的高张力需要；采 用高速喷射冷却技术，能满足双相钢等高强钢的冷 却速度要求；炉辊采用耐高温材料，炉鼻子浸入镀液 部分采用耐锌液腐蚀的陶瓷喷涂材料，用以提高设 备寿命，保证带钢表面质量；采用适当的炉内纠偏系 统和 ITV监视系统，保证通板的稳定性；炉鼻子内 设置氮气充人系统和密封挡板，抑制锌液蒸发和防 止锌蒸气进入炉内，通过合理控制炉鼻子内露点值， 也能抑制锌液的蒸发；整个退火炉炉壁、炉底和炉喉 等全部用不锈钢板保护，有效防止炉内灰尘聚积后 落到带钢表面，保证带钢的表面质量。 (5)锌锅 采用 2个独立的大容量(300t)可移动电磁感应 加热锌锅，分别用于生产纯锌镀层产品和合金化热 镀锌产品，可减少生产合金化板时底渣附着到带钢 上的几率。离线锌锅带有锌锅保温盖，以减少热量 散失。对锌锅中的沉没辊采用特殊沟槽设计，并带 有气缸驱动伸缩的刮刀，可有效解决带钢的沉没辊 辊印和沉没辊粘锌问题。锌锅内设置 1对稳定辊， 用于稳定带钢和调节沉没辊与顶辊之间的带钢张 力。锌锅旁有预热装置，用于沉没辊和稳定辊及其 固定装置投入使用前的预热，减少它们与锌锅之间 的热冲击。采用自动锌锭加入装置，能有效地 自动 控制锌液液面高度和锌液温度。 (6)气刀 采用高压低流量锐角气刀。使用氮气或压缩空 气，将带钢表面的融锌吹扫到规定的镀层厚度。气 刀装置包括带辅助喷嘴的喷嘴单元、边部挡板、接触 辊、提升机构、移出机构和旋转机构。使用辅助喷嘴 可有效防止带钢边部镀层增厚，使用边部挡板有利 于控制镀层厚度的均匀性，也可减低气刀噪音。接 触辊为 l对水冷接触辊，安装在气刀装置的出口侧， 用于合金化镀层生产时稳定上行带钢，从而减少带 钢抖动，基本消除合金化热镀锌产品表面振动纹缺 陷。它还可以减少板形不良对镀层均匀性的影响， 对控制镀层厚度沿带钢横向的均匀性非常有利，从 而保证镀层均匀合金化。提升装置用来调节气刀高 度，配合移动装置和旋转装置，易于对气刀进行检 修。 (7)合金化炉 本机组采用感应加热和喷流冷却型合金化炉， 它由感应加热段、保温段和空气冷却段组成。带钢 经过气刀后，被感应加热段的感应加热器快速加热 到所要求的合金化温度，然后带钢进入合金化炉的 保温段，根据 GA加热工艺曲线的要求，带钢要在一 定的温度范围内维持一定时间，完成合金化过程。 为补偿低产量时的散热损失，在保温段的底部布置 可控硅连续控制的电阻辐射管加热器，并设有较好 的密封措施。经过空气喷吹冷却段，被冷却到工艺 处理曲线要求的带钢入水淬槽温度。另外，合金化 炉的感应加热段和移动保温段安装在移动小车上。 生产 GA产品时，它们才处于在线位置，其它时间移 动小车退到传动侧，处于离线位置，这样便于合金化 炉的维护 。 (8)光整与拉矫 光整与拉矫用于消除带钢的屈服平台、改善拉 伸强度及塑性变形范围、调整带钢表面粗糙度和改 善带钢板形等。本机组采用单机架 4辊平整机，主 要参数见表 3。该平整机配备两套工作辊径，并采 用低压脱盐水喷淋系统或光整液系统，并辅以可横 向移动的高压脱盐水清洗装置，保证辊面清洁，能够 有效防止光整辊粘锌，基本消除了平整辊辊印缺陷。 另外，该平整机采用快速抽拉换辊方式，对相同工作 辊径，在 90s内可完成换辊。中间活套的存储量足 以保证工艺段的高速运行，从而大大提高生产效率。 表 3 平整机主要参数 主要参数 数 值 最大轧制力／kN 最大延伸率／ 每边轴承最大弯辊力／kN 工作辊直径／mm 支撑辊直径／mm ∞ 0 舢 ㈣ 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第 1期 安 徽 冶 金 35 (9)钝化 本机组采用污染小、涂膜精度高的钝化辊涂机， 使用含有 SiO。铬酸盐溶液处理镀锌带钢，可显著提 高产品的耐蚀性。该辊涂机为两辊卧式辊涂机，单 面涂层厚度为 15～25mg／m。。 (10)出口段 出口段安装有带钢测厚仪、测宽仪、涂油机、出 口飞剪和张力卷取机等设备。卷取系统为双卷取 机，为了保证带钢卷取不产生尾部压痕，卷取机套筒 设有特殊形状的橡胶套筒，控制带钢头部卷入套筒 的特殊形状部位，可大大减少卷轴印缺陷。 3 马钢 2#热镀锌线汽车板生产的质 量控制 (1)马钢 2 热镀锌机组主要工艺控制项 目和指 标见表 4。 表 4 主要工艺控制项目和指标 (2)表面质量要求 汽车板要求无任何肉眼可见的表面缺陷，这就 要求原料没有辊印、结疤、孔洞、夹杂、划伤、斑迹及 氧化铁皮压人等缺陷，在热镀锌机组没有锌灰、色 差、板形不良、油污、边厚及设备调整造成的缺陷。 (3)汽车板生产的预防措施 (a)加强来料检查和验收，确保生产汽车钢板的 原料质量合格。 (b)提高带钢表面的清洗效果，跟踪刷辊的工 作状态，检查碱液的温度和电导率，确保带钢人炉的 表面清洁度。 (c)合理调整退火炉的温度、压力、气氛，防止带 钢在炉内氧化 。 (d)调整锌锅成分，定期清理锅内锌渣，防止锌 渣飞溅到带钢表面。 (e)光整、拉矫机采用湿法工艺，防止其工作辊 表面粘锌。 (f)带钢表面采用辊涂无铬钝化，生产环保产 品。 (g)质量检查台设置带有人工双面目视垂直检 查和磨石打磨水平检查，发现表面质量问题，及时通 知相应工序处理 ，并对钢卷进行封闭处理。 (h)不允许车辆在厂房内穿行，保证厂房内的 清洁度，提高钢板的表面质量。 4 马钢目前热镀锌汽车板的生产状况 相对国内某些制造厂家而言，马钢汽车板研发 才处于起步阶段。为调试目的，迄今在 2 热镀锌机 组 已成 功 调试 出力 学性 能优 良的 H220BD、 H340LAD、DX53D、DX54D、DX56D、DP600等热镀 锌产品，初步证明了马钢 2 热镀锌机组具备生产汽 车板的能力。相信马钢 2 热镀锌机组能为我国热 镀锌汽车板国产化做出自己应有的贡献。 参考文献 1 江 萍，宋晓冬 ．带钢连续热镀锌机组及汽车用镀锌板 生产 ．轧钢，2000，17(6)：25~29． 2 康永林 ．现代汽车板的质量控制与成形性 ．北京：冶金 工业出版社，1999：65． (收稿 日期 2O06一O9—28) 维普资讯 http://www.cqvip.com