崔启鹏，张泽利

（唐山钢铁集团有限责任公司，河北 唐山 063000）

对于当前琳琅满目的钢铁制造品而言，热镀锌产品具有广泛的市场和发展前景。钢铁经过热镀锌处理后，具有良好的外观和使用寿命，因此经过该技术处理后的热镀锌钢材可以被广泛用于汽车制造、家电小产品制造以及建筑航空等领域。另外对于钢材的评断指标往往是通过表面质量和机械性能两个方面来看。而用于汽车和家电制造的钢材，往往对其表面耐腐蚀性能有着较高的要求。因此提升热镀锌产品的质量对于钢铁企业而言有着重要意义。

1 热镀锌生产工艺

连续镀锌机组的主要工艺流程：

入口小车—开卷机—入口双切剪—焊机—张力辊—入口活套区域—清洗段—炉区—锌锅气刀—镀后冷却—水淬槽—光整机—拉矫机—铬化系统—出口活套—检查台—静电涂油机—出口剪—卷取机—皮带助卷器—出口小车。入口活套前和出口活套后的各个工序的主要作用是保证机组连续稳定运行。从清洗到钝化之间，设备功能的好坏和工艺条件的稳定是保证产品质量的关键因素。

热镀锌组成的原电池反应装置中，阴极的锌元素虽然有着良好的纯度，但是对于热镀锌产品引起体积和外表原因无法进行运输交易。因此对于此类材料，需要将原来的薄片融化铸造成金属锭才能方便进一步运输。熔解锌材料通常是通过反射炉或者电炉，在使用过程中电炉无需消耗燃料因此能降低锌的氧化率，提升锌的收集纯度，因此值得被广泛推广。

在加热锌的过程中，通常有以下流程：将锌片分批逐步加入到电炉内部，同时控制电炉反应温度使得锌片熔解，一般电炉温度通常在500℃左右，另外当低于460℃时，要停止加料。其实等到锌片融化后，需要根据具体的生产需求加入其他金属元素如：铝、镁、铁、钛、铅、铜、硒等，在添加配料时需要保持在480℃以上。另外在加入其他金属后要注意加入氯化铵等试剂，避免炉内出现过多的氧化反应，提高锌元素的纯度。最后要开启搅拌器，使得内部金属混合均匀，同时进行抽样检测，确定质量无误后开始后续的浇铸工作，浇铸温度需要在550℃左右。

2 热镀锌中杂质对钢材镀层的影响

2.1 铁元素的影响

铁元素对于锌液的溶解反应是非常微小的，根据测量铁元素的溶解度在0.035‰，在溶解的而过程中，铁的溶解度随着铁元素的添加导致铁元素的溶解达到饱和状态。当过度饱和时，锌液中的铁元素和锌元素会生成金属化合物，化合物会导致锌铁残渣的含量增加，导致锌元素的损失大大增加。因此当铁元素过多时，锌液中的锌元素损失也越大，生成的残渣也越多。此时锌液的粘稠程度也会大大增加，导致融化锌液体的流动性变低。上述情况会导致锌镀层过后，同时导致钢材表面的镀锌涂层易脆，同时表面颜色变灰，从而失去美观性。因此对于热镀锌产品而言，需要准确控制铁元素含量，通常要求为铁元素低于0.01‰，对于有较高要求的产品，其镀层含铁要低于0.008‰。

2.2 铜元素的影响

锌液中的铜含量过高时会导致锌液熔点提升，对于电炉的温度也有着较高的要求。当温度过高时，铜元素可以导致铁锌化合物的增加，破快锌镀层得硬度和镀层。而铜对于铁锌化合物的影响会导致镀锌锅的使用寿命大大降低，因此需要严格控制热镀锌产品的含铜量，对于相应的铜参数需要保证低于0.02‰。

2.3 铅元素的影响

锌液中的铅含量过多时也会导致镀层出现质量问题。当铅元素饱和时，会导致镀层的颜色发暗。另外当铅元素的含量大于1.0%时，则会导致镀层的抗腐蚀效果大幅降低。另外铅具有一定的挥发性，含量过多会影响操作环境安全，危害工作人员健康。

2.4 镉元素的影响

镉元素天然生存在锌元素中，镉元素会和锌液中的铅锡元素发生反应，导致镀层表面的锌花效果。当锌液中的镉元素低于1.0%时，其影响效果较低。当高于此数值时，则会导致镀层变脆，锌铁化合物涂层不均匀。因此对于镉元素的而含量需要有良好的把控。

3 热镀锌中主要杂质的来源及控制杂质含量的措施

想要提升热镀锌的产品质量，需要采用高质量的锌片，对于锌片的选择要选择高品质锌材料。在炼锌的过程中，需要利用电解反应将锌片进一步提纯，保证锌片的纯度达到99.995%的标准。在入炉之前，要对于反应材料进行检测，违背质量要求的锌片严谨参与到入炉反应中。另外在入炉期间，需要严格控制反应流程，避免铁、铜、等杂质掺入到锌液中。另外在入炉反应过程中要控制搅拌和除渣工作的时间，避免时间过长影响锌液品质。另外除去锌材料的严格要求外，对于内部的产物也需要保持高度的情节，严禁熔渣、毛刺、锁孔等情况出现。因此除去金属杂质控制之外，还需要对于设备和生产操作也需要有着良好的控制，具体如下：

（1）锭模：锌锭的外观尺寸和结构也对于铸锭的质量有着直接的影响。这是因为锌液在凝固的过程中并无法保证从下到上依次凝固，导致铸锭的品质受到较大的影响。另外，液态金属容易和空气发生反应，氧化反应会导致模型的表面出现老化的现象，影响锌锭的外观整洁，严重时还会导致表面出现孔隙和麻点。另外当尺寸不合理时也会导致铸锭出现毛边的情况。因此需要严格控制铸锭的结构和尺寸。通常情况下，模型需要选择具有良好导热效果同时膨胀系数低的材质。另外在模型内部需要做好涂料和清洁工作，使得脱模过程更加顺利。

（2）温度控制：另外结合生产经验，在浇铸过程中，容易因为温度不均匀导致冷隔层和残渣的生成，因此对于浇铸温度需要进行良好的控制，通常保证在550℃左右。

（3）冷却方式：对于热镀锌过程中的冷却方式，常用的冷却方式有两种：风冷方式和水冷方式。对于参与冷却的介质数量也直接影响之冷却质量。例如风冷方式中，风量过大时，则会导致锌液出现波纹，凝固后波纹会形成在铸锭表面，影响美观和实用。风量过低时，则会导致冷却效果降低，延长冷却时间。当利用水冷方式时，当水量过大时，则无法进行雾化处理，导致锌锭出现孔隙锁孔现象。当水冷用水过小时，则也会导致冷却时间变长。因此在实际生产中需要根据实际情况进行风量和水量的调整。

（4）锌锅：由于钢材的镀锌在锌锅内部进行，因此要保证锌液的纯净程度。在液体中出了生产需要的额外金属元素外，需要避免其他金属杂质加入其中。其中铁元素的去除是当前难以规避的问题。这是因为铁元素存在锌锅的内部，因此需要做好锌锅内部的清洁工作。

4 气刀工艺控制参数的调整

镀锌板的质量主要受气刀与板面之间的距离、气刀与带钢之间的相对速度、气刀压力大小的影响。所以我们在进行生产加工时要精确控制气刀参数，在长期使用后，升降横移部件出现磨损严重、框架一侧不平等情况，锌层表面厚度变薄，出现以上问题要对其进行及时更换。用双面滑轨替代单面轨道可有效减少摩擦阻力，使气刀的使用寿命得到延长。使用气刀时工作顺畅可提升产品的合格率，避免出现漏镀、麻点概率。生产其它锌层产品过程中，出现气刀风压调问题，产品完成生产后易出现蜈蚣纹缺陷。

经过多次实验发现，气刀风压过低是造成镀锌产品出现蜈蚣纹的主要原因。而在生产镀锌产品过程中我们是无法单独调节气刀风压参数。如果调节气刀的风压，气刀的间距也需要相对应进行调整，以保证镀锌产品的厚度。通过对实验结果进行分析，我们将气刀控制参数调整在一个合理数值。气刀风机转速控制在2200～2400r，气刀距离控制在35mm 以内，气刀的压力与产线工艺速度是线性关系，当距离确定后，若需要提速或者降速可以按照正比例关系调节气刀的风压，其关系式为：原工艺速度∶原气刀压力=现工艺速度：现气刀压力。这样可以保证在生产过程中产品不再生产蜈蚣纹缺陷。

5 光整机、拉矫机设备和程序的优化

在镀锌板生产过程中，光整机是改善板带表面质量的一个重要环节。光整机原有湿辊系统在生产时，由于冲洗不干净，经常造成工作辊黏附锌渣，使钢带表面造成硌窝，影响产品质量，还造成工作辊辊耗增加，建议可以增加一套高压水喷淋处理系统，既可解决光整机黏锌严重问题，又能降低辊耗，提带钢表面质量。根据生产实际选用合适的光整机轧制力，降低轧制力偏差对产品质量的影响，消除光整机亮边缺陷和光整机辊印缺陷，提高表面光整质量。在连续热镀锌生产线中，冷轧板带经过焊接、清洗、退火炉、锌锅和镀后冷却等过程，容易产生波浪湾、漂曲等缺陷，随着家电和建筑行业对镀锌板的平直度和机械性能要求越来越高，拉矫机已经成为镀后处理的重要设备。因此，我们在实际生产中要进行拉矫区域辊系精度标定，精确控制啮合量及延伸率。

6 结语

场对热镀锌的质量要求越来越高，影响热镀锌质量的因素很多，需要热镀锌生产单位在生产中摸索合理的技术条件，控制各项指标，及时优化设备，提高热镀锌质量。通过上述优化工艺控制参数，对设备进行技术改造，恢复设备的功能精度，成功提高了冷轧部镀锌生产线的产品质量和生产稳定性，提高了产品的加工性能和产线成材率，为镀锌产品扩大市场、占领客户提供了有力的支撑。