现代钢带连续热镀锌工艺

现代钢带连续热镀锌工艺 现代钢带连续热镀锌工艺 钢带连续热镀锌是冷轧(热轧)钢带(卷)在连续生产线上进行热浸镀锌，钢带(卷)一般通过开卷、剪切、焊接、碱或电解清洗、入口活套存料、加热退火和还原、热浸镀锌、气刀控厚、镀层的锌花或合金化处理、冷却、光整和拉矫、钝化、出口活套存料、涂油、卷取或剪切等一系列工序，生产出热镀锌钢带(卷)。热镀锌钢带(卷)作为产品应用时，称为热镀锌钢板。热镀锌钢板具有理想的耐蚀、成形、涂装等综合性能以及成本低、外观好等优点，主要应用于建筑、汽车和家电行业，是近十几年来发展最快的钢材品种之一。 森吉米尔法 森吉米尔法是将冷轧钢带光亮退火的生产线与热镀锌锅结合起来构成的生产线，用于钢带连续热镀锌生产。 森吉米尔法从森吉米尔法与钢带溶剂法连续热镀锌工艺的比较可以看出，具有无可比拟的优点。例如，钢带在镀锌前由过去预先进行罩式退火改为在线退火，简化了工序，并节约能耗以及相应的运输设备;钢带进入锌锅的温度比锌液温度高(约20,40?)，大大降低锌锅的热负荷，延长了锅体的使用寿命，并对镀层的质量提高有利;由于没有溶剂的作用，锌锅表面形成的锌灰及锅底部的锌渣量大大减少，从而降低了锌的消耗;由于不需涂敷溶剂，锌液中的铝含量比较容易控制，而有利于提高镀层的附着性。更为重要的是取消了钢带的碱洗除油及酸洗除锈等工序，消除了它们对环境的污染并减少了钢带的酸洗损失。 森吉米尔法连续热镀锌生产线的在线退火是在还原退火炉内进行的。冷轧钢带首先进入氧化炉，直接被炉内燃烧的煤气火焰加热到450?左右，将钢带表面的轧制油烧掉。 同时钢带表面也被氧化产生一层薄的发蓝色的氧化铁膜。钢带从氧化炉出来后又进入紧靠氧化炉的还原退火炉，在此炉内通入的氨分解- H2的混合气N2 体(75% H，25% N)，将钢带表面的氧化铁膜还原，形成多孔性的海绵状纯22 铁，同时炉膛达900?左右的高温将运行中的钢带加热到再结晶退火温度约720,800?，经过很短时间就可完成再结晶过程，然后进入冷却段，将钢带温度 1 降到470,480?，通过密封的炉鼻进入锌锅镀锌。经过锌液下部的沉没辊转向垂直引出，经锌液表面的镀锌辊挤去多余的锌液，再经冷风冷却后卷取。由于最初的连续热镀锌生产线采用镀锌辊控制镀层厚度，机组速度很低，故锌层厚度控制范围很小。 森吉米尔法钢带连续热镀锌由于产量高、镀层质量好，无污染，在当时受到普遍欢迎而得到较快的发展，各国相继建设了许多此类生产线。 改良森吉米尔法 在森吉米尔法钢带连续热镀锌的生产过程中，尚存在一些明显缺点。例如，钢带在氧化炉内形成的氧化膜过厚，增加了还原炉的负担，往往使钢带表面的氧化膜得不到完全的还原而降低镀锌层的质量;钢带在氧化炉内被预热的温度较低(450?.以下)，也增加了还原炉的热负荷;还原炉内保护气体氢含量过高(最高达75%)，使还原炉的安全操作成为突出的问题;此外机组的运行 美国阿姆柯公司对其做速度也较低。为了消除上述缺点，20世纪60年代中期， 了重大的改进，将氧化炉改为还原性无氧化性气氛炉子，称为无氧化预热炉，并提高加热炉膛的温度，快速加热钢带到较高的温度(550,650?)，为此，在设备上将原来的氧化炉与还原炉用一个狭窄通道连接成为一个整体。这样一来，经无氧化预热炉处理高温钢带可在密闭条件下进入还原退火炉而不致被空气氧化和冷却，而以较高的温度进入还原炉，同时燃烧的废气也不致进入还原炉。 改进后的森吉米尔法无论在产品产量、质量、能耗、设备损耗等方面均比原始的森吉米尔法有较大进步。其改进前后在几个主要环节上的变化示于表1: 项目 森吉米尔法 改良森吉米尔法 说明 预热炉加长可降低炉膛温预热炉长度/m 8,10 16,19 度，延长炉体使用寿命 预热炉内气氛 氧化性 还原性和弱氧化性 钢带出预热炉温度/? 350,450 550,650 钢带出预热炉表面氧氧化层过厚，在还原炉内不氧化膜层厚 氧化膜层薄 化膜 易彻底还原，影响镀层质量 -1钢带运行速度/m?min 90 180 镀锌层附着性 较差 好 改良后钢带表面还原彻‎‎底 由于氢含量较低，炉子操作保护气体氢含量/% 75 15 较安全 2 表1 森吉米尔法改进前后的比较 改良森吉米尔法钢带连续热镀锌生产线的为:冷轧钢带板卷经过开卷机、矫直机、双层剪切机、夹送辊、焊机后通过张力辊进入水平活套。然后通过1号跑偏控制器、2号张力辊和跳动辊调节张力后进入预热炉，清除掉表面上轧制油后被预热到550?以上穿过通道进入还原炉继续加热到720,800?,，发生再结晶退火并被通入的保护气体还原为纯铁(海绵态)，然后进入冷却段冷却到比锌锅温度略高20,40?后通过炉鼻进入锌锅镀锌。钢带绕过锌锅中的沉没辊转向并垂直上升通过稳定辊出锅后经气刀吹拭控制锌层厚度，经锌花控制机及垂直冷却风箱和2号跑偏控制器、水平冷却风箱、转向辊、2号张力辊、光整机、拉伸弯曲矫直机或多辊矫直机进入铬酸盐钝化槽，在此锌层被钝化后经挤干辊和热风吹干机吹干，再经出口活套、4号张力辊、分卷剪切机、涂油装置进入卷取机卷取成钢卷。也可在镀锌后经风冷和水冷后进入出口水平活套，经拉伸弯曲矫直、钝化或涂油及卷取成卷，或者在冷却后先经拉伸矫直再进入水平活套，经钝化或涂油后卷取。 美钢联法 美钢联法生产线类似于森吉米尔法，原料钢带冷轧后直接进入镀锌机组。钢带在线经过电解脱脂后水洗，热风吹干进入退火炉内，经全辐射管加热，钢带不与氧气接触，同样加热进行再结晶退火和保护气体的还原后，在冷却段冷却到镀锌温度进入锌锅中镀锌，其后的过程与森吉米尔法生产线相同。 美钢联法钢带表面未受到高温氧化，其表面的氧化铁膜薄，容易还原，通入的保护气体中氢含量可降低许多，有利于炉子的安全操作。 美钢联法生产线由于入炉钢带温度很低，需要较长还原炉才能将钢带加热到再结晶温度，如若提高退火炉温度，对退火炉的寿命不利，因此该法在最初未能被广泛接受与推广使用。 3