熱浸鍍鋅是應(yīng)用朂廣泛的防腐蝕技術(shù)之一，可以大幅度提高鋼鐵材料的耐大氣腐蝕性能。連續(xù)鍍鋅帶鋼由于生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好，市場(chǎng)求量大，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、家電和建筑領(lǐng)域。與連續(xù)電鍍鋅帶鋼相比，
熱鍍鋅帶鋼成本較低，近年來(lái)熱浸鍍鋅市場(chǎng)份額不斷提高，如汽車覆蓋件、電視機(jī)背板等，這些產(chǎn)品對(duì)于熱鍍鋅帶鋼表面質(zhì)量的要求尤為嚴(yán)格。
1熱鍍鋅缺陷
1.1鋅渣缺陷
鋅渣主要是鐵與鋅或鋁形成的金屬間化合物。鋅渣的形成原理是：帶鋼在進(jìn)入鋅液后，其表面的鐵原子同時(shí)發(fā)生溶解和冶金反應(yīng)。當(dāng)進(jìn)入鋅液的鐵低于鋅液中鐵的飽和溶解度時(shí),鐵主要以溶解狀態(tài)存在于鋅液中；當(dāng)進(jìn)入鋅液的鐵超過(guò)鋅液中鐵的飽和溶解度時(shí)，鐵便會(huì)與鋅或鋁形成金屬間化合物析出。
鋅渣的組成與鋅液溫度及其有效鋁含量有關(guān)。在常用的鋅液溫度下，當(dāng)鋅液中有效鋁含量低于0.135%時(shí)，鋅渣的主要成份為FeZn7，該鋅渣密度較鋅液密度大，稱為底渣；當(dāng)鋅液中有效鋁含量高于0.135%時(shí)，鋅渣的主要成份為Fe2Al5，該鋅渣密度較鋅液密度小，稱為浮渣。
在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)鋅液中有效鋁含量發(fā)生變化時(shí)，底渣可以轉(zhuǎn)化成浮渣，反應(yīng)式為：2FeZn7+5Al=Fe2Al5+14Zn
鋅液中鐵的飽和溶解度與鋅液溫度成正比，與鋅液有效鋁含量成反比。在加入鋅錠時(shí)，由于鋅錠熔化消耗大量熱量，會(huì)造成局部鋅液溫度的降低，鐵的飽和溶解度降低，從而會(huì)析出鋅渣。
當(dāng)從GA向GI轉(zhuǎn)換時(shí)，需要增加鋅液中的有效鋁含量，此過(guò)程鋅液中鐵的飽和溶解度降低，會(huì)析出大量鋅渣。當(dāng)入爐前帶鋼表面清洗不徹底時(shí)，帶鋼表面殘留的鐵粉會(huì)隨著帶鋼進(jìn)入鋅液，這些鐵粉從帶鋼表面脫落后可快速形成鋅渣。當(dāng)帶鋼入鋅鍋溫度過(guò)高時(shí)，帶鋼表面的鐵原子溶解速度和反應(yīng)活度較大，會(huì)增加鋅渣數(shù)量。圖1為附著在帶鋼表面的鋅渣缺陷。
1.2氣刀條痕缺陷
由于氣刀的唇部有損傷缺口或氣刀縫隙處堵塞，都會(huì)在帶鋼的相應(yīng)位置產(chǎn)生凸起的帶痕，稱之為氣刀條痕缺陷。在氣刀的噴吹壓力很大且氣刀距鋅液液面很近時(shí)，鋅液的飛濺會(huì)引起噴嘴的堵塞。
1.3漏鍍?nèi)毕?br />
漏鍍產(chǎn)生的主要原因：
?。?）帶鋼原板面上粘附一些未被清洗干凈的異物，這種漏鍍?nèi)毕莩蕢K狀斑痕分布沒(méi)有規(guī)律。
?。?）爐內(nèi)氣氛比例不合理，氫氣含量低，殘氧量偏高時(shí)，帶鋼表面附著一些無(wú)規(guī)律分布的片狀針孔黑點(diǎn)氧化物。
?。?）爐鼻子內(nèi)部鋅液面上有積灰，或爐鼻子內(nèi)部的結(jié)渣。在帶鋼運(yùn)行時(shí)，尤其是在帶鋼增速、減速或有焊縫通過(guò)，導(dǎo)致帶鋼在此處產(chǎn)生振動(dòng)，鋅灰或鋅渣粘附在帶鋼表面上而產(chǎn)生漏鍍。
1.4劃傷缺陷
1.4.1鍍前劃傷
在熱鍍鋅之前帶鋼板面上的劃傷，稱為鍍前劃傷，這種劃傷有可能來(lái)自原料板面，如在冷軋機(jī)出口，上下導(dǎo)板劃傷；冷軋或者熱軋軋輥劃傷；熱鍍鋅生產(chǎn)線鋅鍋前入口導(dǎo)板臺(tái)、入口矯直機(jī)輥面結(jié)瘤劃傷；帶鋼在入口活套跑偏，被托輥劃傷；原料板形不好，在退火爐通道內(nèi)劃傷；擺動(dòng)爐鼻子清理，爐鼻子內(nèi)結(jié)渣時(shí)，擺動(dòng)幅度過(guò)大被爐鼻子劃傷及沉沒(méi)輥劃傷等等原因。鍍前劃傷都是基板受損，在鍍鋅之后，劃傷顏色發(fā)暗，而且板料沖壓后往往更加明顯。
1.4.2鍍后劃傷
這種劃傷一般都只是使鋅層表面受損，打磨后不明顯。對(duì)后續(xù)沖壓，噴漆表面影響較小。鍍后劃傷可能來(lái)自鋅鍋之后的輥面，或者導(dǎo)板臺(tái)上異物劃傷。劃傷顏色發(fā)亮，容易與鍍前劃傷區(qū)分，如圖（b）所示。
1.5熱褶皺
熱褶皺也被稱為熱瓢曲，根據(jù)張清東的研究，帶鋼橫向瓢曲的主要原因是由于帶鋼寬向中部局部區(qū)域張力集中導(dǎo)致不均勻拉伸變形造成的局部屈曲。這種缺陷的產(chǎn)生與帶鋼厚度、帶鋼寬度、帶鋼溫度、張力、板形、爐輥凸度有關(guān)。即帶鋼越薄、帶鋼越寬、帶鋼溫度越高、張力越大、凸度越大，帶鋼瓢曲越嚴(yán)重，越容易產(chǎn)生這種缺陷，如圖所示。
1.6光整羽痕
羽痕缺陷產(chǎn)生于光整過(guò)程中，是由類似羽毛形狀的缺陷縱向排成一串組成。原因是由于光整輥縫隙中的帶鋼受到不穩(wěn)定的延伸率軋制所產(chǎn)生，其典型形貌如圖所示。
1.7壓印
壓印產(chǎn)生的主要原因：
（1）輥?zhàn)由险秤蓄w粒物。
（2）機(jī)械損傷造成退火爐內(nèi)輥?zhàn)由险秤熊浀亩逊e物。
?。?）夏天蚊蟲(chóng)飛到帶鋼板面上經(jīng)過(guò)輥壓后產(chǎn)生。
（4）輥面受損。
?。?）退火爐內(nèi)，從燒嘴噴出一些雜質(zhì)到帶鋼表面。鍍鋅板表面壓印缺陷形成原因較多，但由輥?zhàn)釉蛟斐傻膲河《加兄芷谛?，可以通過(guò)周期計(jì)算出壓印來(lái)自哪根輥，從而清理或更換新輥消除壓印缺陷。
2缺陷控制措施
2.1減少鋅渣缺陷的控制措施
?。?）控制鋅液中的有效鋁含量，使鋅渣主要以浮渣形式存在，同時(shí)盡可能減少有效鋁含量的波動(dòng)，控制有效鋁含量波動(dòng)在0.02%以下。
?。?）確定合理的帶鋼入鋅鍋溫度，采用高效鋅液溫度控制模型，減少鋅液溫度波動(dòng)，將鋅液溫度控制在（460±3）℃范圍內(nèi)。
?。?）加強(qiáng)清洗，保證入爐帶鋼表面鐵粉含量低于40mg/m2。
?。?）均勻加錠，避免有效鋁含量和鋅液溫度的劇烈波動(dòng)。
?。?）減少GA向GI的轉(zhuǎn)換次數(shù)，或采用雙鋅鍋避免GA向GI的轉(zhuǎn)換。
?。?）及時(shí)撈渣，浮渣一般采取撈渣的方式去除，一定要注意鋅鍋中帶鋼出口處浮渣的撈取，以減少此處的浮渣粘附在帶鋼的表面。
2.2氣刀條痕缺陷控制措施
生產(chǎn)中一旦發(fā)現(xiàn)有氣刀條痕缺陷，需及時(shí)用專用工具進(jìn)行處理。
2.3漏鍍?nèi)毕菘刂拼胧?br />
?。?）定期檢查清洗段的清洗能力，做擦拭實(shí)驗(yàn)檢查清洗后的帶鋼表面，減少因?yàn)樵迕嫔系漠愇镌斐傻穆┒伞?br />
（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控爐內(nèi)氣氛，及時(shí)調(diào)整。
?。?）定期清理及吹掃爐鼻子。
2.4劃傷缺陷控制措施
通過(guò)生產(chǎn)線檢查臺(tái)和在線檢測(cè)表面系統(tǒng)可以監(jiān)控帶鋼表面的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)連續(xù)劃傷缺陷時(shí)，首先分清劃傷類型，是鍍前劃傷還是鍍后劃傷。
如果是來(lái)自鋅鍋之后的鍍后劃傷，及時(shí)檢查各個(gè)夾棍、托輥及轉(zhuǎn)向輥的運(yùn)行狀態(tài)，尋找出缺陷來(lái)源并消除，如果是鍍前劃傷，同樣檢查鋅鍋前各個(gè)輥的運(yùn)行狀態(tài)，并檢查生產(chǎn)線入口處的原料帶鋼。如果是原料帶鋼有劃傷，及時(shí)查詢生產(chǎn)批次，將同批次原料撤下，以免大批量生產(chǎn)帶缺陷原料。
2.5熱褶皺缺陷控制措施
?。?）出現(xiàn)熱褶皺缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)減小爐內(nèi)帶鋼的張力，使?fàn)t內(nèi)帶鋼在朂小張力的情況下運(yùn)行。
?。?）控制原料板形，原料板形帶有嚴(yán)重單邊浪或嚴(yán)重中浪的不能使用。
?。?）生產(chǎn)不同規(guī)格的料，寬接窄，薄換厚，要逐漸改變，避免兩個(gè)規(guī)格差距過(guò)大的料接連直接生產(chǎn)。
2.6光整羽痕缺陷控制措施
光整羽痕缺陷是光整輥縫隙中的帶鋼受到不穩(wěn)定的延伸率軋制時(shí)產(chǎn)生的，出現(xiàn)羽痕缺陷，需要加大光整張力，減小軋制力，加大光整彎輥力。板料較厚時(shí)，在調(diào)整光整張力及軋制力時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重邊浪，要及時(shí)打開(kāi)光整以免斷帶，也可以通過(guò)拉矯機(jī)來(lái)消除羽痕。
2.7壓印缺陷控制措施
當(dāng)檢查員發(fā)現(xiàn)壓印缺陷時(shí)，需要測(cè)量壓印周期，通過(guò)周期計(jì)算出輥徑，可以大概計(jì)算出產(chǎn)生壓印缺陷的位置，從而消除壓印。保持生產(chǎn)線的密閉，可以減少灰塵或者蚊蟲(chóng)附在輥面產(chǎn)生壓印。當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓印周期與生產(chǎn)線輥徑不符時(shí)，需要排查原料，避免批量生產(chǎn)。
壓印屬于一種常見(jiàn)而又不可控制的缺陷，無(wú)法完全杜絕，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，所以對(duì)帶鋼表面的實(shí)時(shí)監(jiān)控格外重要。以上的幾種缺陷，都是在日常生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的，只要注意對(duì)帶鋼表面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，生產(chǎn)人員反應(yīng)快速并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，可以大幅度地減少降級(jí)和切料。同時(shí)監(jiān)控和檢查原料質(zhì)量，減少不必要的產(chǎn)品缺陷。
3結(jié)語(yǔ)
熱鍍鋅帶鋼的表面質(zhì)量涉及煉鋼到鍍鋅生產(chǎn)各個(gè)工序，并朂終體現(xiàn)在汽車廠的沖壓和涂裝的使用過(guò)程，因此應(yīng)根據(jù)具體的缺陷形態(tài)做出客觀合理的評(píng)價(jià)和分析，找出導(dǎo)致產(chǎn)生各類表面缺陷的原因。
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