[发明专利]生产锌基合金热镀钢带的高温热浸镀法

说明书

技术领域

本发明属于钢带热浸镀生产技术领域，具体涉及一种在锌基合金热镀钢带生产中，镀液温度不同于原有温度、气刀鼓风机运行功率不同于原有运行功率的生产方法。

背景技术

锌是用作镀层材料的金属当中消耗量最大的金属，在锌的总耗量中用于镀层的锌至少占一半。但是，地球上的锌资源十分有限。国外学者预测，如今地球上的锌矿，只能供人类开采三五十年。虽然锌可以回收利用，但回收做不到百分之百，总有一部分锌永久地损失掉了。随着锌的使用量越来越大，锌资源正日益走向匮乏。为了尽量推迟锌资源的最终枯竭，让锌为人类服务的期限尽可能延长，如何减少锌资源的消耗，已经成为一项重大而迫切的战略任务。

要减少用于钢带镀层的锌的消耗量，就要减薄镀层，这样就会缩短镀层钢板的使用寿命。为了镀层减薄后保持原有的使用寿命，甚至让使用寿命有所提高，主攻方向是研发高耐蚀性的新型锌基合金热镀板。国际铅锌研究组织发明的锌铝稀土热镀板（GF）、日本日新制钢公司发明的锌铝镁热镀板（ZAM）、日本新日铁公司发明的锌铝镁硅热镀板（SUPER DYMA），都是高耐蚀锌基合金热镀板的成功实例。如发明专利申请“在生产中气刀气源为空气的热浸镀锌铝镁稀土镀层钢带”（简称四元锌合金热镀板，中国专利申请号201010174680.0）、“在生产中气刀气源为空气的热浸镀锌铝镁硅稀土镀层钢带”（ 简称五元锌合金热镀板，中国专利申请号201010174679.8），是这方面研发的新进展。以上这些产品的一个共同特点是，在镀层化学成份中，锌含量占80％以上。

生产中，从镀锅中出来竖直上升的钢带，是靠气刀吹刮掉其表面多余的镀液来控制镀层量。改为生产高耐蚀锌基合金热镀板后，对于那些嫌普通热镀锌板耐蚀性不够的应用场合来说，适宜保持或基本保持原先的镀层量，取得延长产品使用寿命的效果；对于那些认为普通热镀锌板耐蚀性已经足够的应用场合来说，则应在保持或适度提高使用寿命的前提下，降低镀层量，达到减少锌耗量的目的。

要降低镀层量，就要提高气刀鼓风机的运行功率，以提高气刀的风压、风量。然而，运行功率和风压风量的提高，受到一个重要条件的制约，就是镀液温度。

普通热镀锌公认并常用的镀液温度标称值有455℃和460℃，实际操作中一般按455±5℃（即450～460℃）或460±5℃（即455～465℃）来控制。《现代钢带连续热镀锌》（冶金工业出版社，2007年1月第1版，第424页第1行）主张锌液温度最理想的范围为450～455℃；《带钢连续热镀锌》（冶金工业出版社，2010年5月第3版，第269页倒10行）主张锌液温度最好为455～465℃；行业内同仁则公认锌液温度最高不能超过480℃。

按照这样的观点，前述几种锌基合金热镀板，因其镀层材料的熔点与普通热镀用锌的熔点基本相等或低一些，则其镀液工作温度应与普通热镀锌相等或者低一些。例如，本研发团队所在公司的五元锌合金热镀板投产后，镀液温度就是按460±5℃来控制的。

在同等镀层量的前提下，五元锌合金镀层的耐蚀性数倍于普通镀锌层。本来指望通过大幅度提高气刀鼓风机运行功率来显著降低镀层量，可是，当风机运行功率升高不多时，镀层板表面即出现了金属流纹，不但外观变差，而且镀层量反而增加。这样，就限制了风机运行功率的升高和镀层量的降低。

究其原因在于：气刀的机械吹刮作用与冷却作用是同步增减的，随着风机运行功率的升高，机械吹刮作用增强，冷却作用也增强，气刀吹扫时板面镀液最表面的实际降温幅度也随之增大。可是，在一定的镀液温度下，板面镀液最表面的允许降温空间是一定的：

Y＝（T－T₀）－α

式中：Y为板面镀液最表面允许降温空间/℃

T为镀锅中镀液温度/℃

T₀为镀液凝固点/℃

α为无穷小/℃

当实际降温幅度≤Y时，不发生金属流纹，随着气刀风机运行功率增加，镀层量降低。

当实际降温幅度＞Y时，发生金属流纹，随着气刀风机运行功率增加，镀层量增加，金属流纹变严重。

由此看出，要想进一步升高风机运行功率以进一步降低镀层量，就必须扩大允许降温空间。

要扩大允许降温空间，就必须提高镀液工作温度。寻求、确定技术上合理的镀液工作温度，正是本发明要完成的任务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为钢带热浸镀锌基合金提供一个高于现行镀液温度的镀液温度范围，进而通过大幅度提升气刀鼓风机运行功率来显著降低镀层量，节约锌资源，同时又能避免大的负面作用。