[发明专利]热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧板热镀产品的生产方法，具体涉及一种热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法。

背景技术

热轧板在高温热轧和卷取过程中，表面会生成氧化铁皮，其厚度与结构主要与轧制温度、轧制速度、卷取温度和冷却速度等因素有关。据统计，热轧板表面氧化铁皮厚度一般在7～15μm之间，结构大多由FeO、Fe₃O₄和Fe₂O₃组成。表面氧化铁皮的存在会影响热轧产品的直接使用及后续加工，例如进行热镀锌操作时，氧化铁皮的存在直接影响热镀产品的可镀性及锌层对钢板的粘附性，因此，热轧板在进行热镀锌之前，必须采用酸洗的方法把热轧板表面的氧化铁皮完全清除。因此，传统热镀锌产品生产工艺主要包括：热轧、酸洗、漂洗、烘干、退火和热浸镀，且由于产能不匹配原因，酸洗线与热浸镀线往往分线生产，如图1所示，热轧板坯1经热轧机组的粗轧机2粗轧、精轧机3精轧、冷却装置4冷却、卷取机5卷取后，先进入酸洗机组6，包括依次经酸洗装置6酸洗、漂洗装置7漂洗、烘干装置8烘干、涂溶剂装置9涂溶剂，然后接着再进入连退热镀锌机组，包括依次进入退火炉的加热段10、均热段11、冷却段12，最后进入热浸镀装置13进行浸镀以生产出热镀锌产品。

目前，酸洗一般采用含盐酸或硫酸的酸洗液对带钢进行酸洗，通过化学溶解反应来去除氧化铁皮。尽管酸洗可有效去除热轧板表面氧化铁皮，但传统化学酸洗存在如下一些问题：首先，酸洗工序显著增加了生产成本，强腐蚀性热酸对生产设备的要求极高，而且废酸处理设备投入较大，后续生产运行和设备维护成本较高，故显著增加了整个产品的生产及运营成本；其次，酸洗采用强腐蚀性的热的盐酸或硫酸，加热条件下热酸产生的酸雾给环境带来严重污染问题，因此，酸洗一直是冷轧生产企业污染最为严重的一道工序；再次，酸洗工序易产生欠酸洗和过酸洗等工艺缺陷，欠酸洗时，氧化铁皮去除不干净，影响镀锌，过酸洗易增加钢板表面粗糙度，引起酸量耗损和高强钢产品的氢脆现象。

为去除金属表面氧化物(即氧化铁皮)，专利号为US6402852B2的美国专利公开了用H₂连续去除金属表面氧化物的方法及装置。国际专利申请WO00/12233公布了与上面美国专利非常类似的连续去除金属表面氧化物的方法。WO01/91929又公开了连续去除带钢表面金属氧化物的方法及装置，与之前不同的是，还原段分成两个区间，两区间的氢气浓度有明显差异，分别是不低于10％和不低于25％，同时包含了带钢预热段，其余操作过程与上一个专利公开的内容类似。WO00/03815公开了连续还原热轧带钢表面氧化铁皮的方法，不同的是，之前公开专利，其体系中不存在过量的还原气体，绝大部分都与氧化物反应掉，剩余部分通过喷嘴燃烧释放，这个专利中还原气体如氢气是大大过量的，因此未参与的还原气体通过冷却除水后又重新作为还原气体使用。以上专利都仅是用加H₂的方式来去除带钢或金属表面氧化物，不是采用热轧工艺与还原相结合的方式来达到免酸洗的,而且上述的专利也未涉及到后续的热镀锌工序。虽然专利US6258186B1和KR100905653B1报道了高速生产免酸洗热轧热镀锌产品的方法，基本原理也是采用还原气体如氢气对热轧带钢表面氧化铁皮还原代替酸洗，但由于氧化铁皮组成中四氧化三铁的还原速度较氧化亚铁慢，为了加快还原速率，实现还原与镀锌的速度匹配，该专利通过控制热轧带钢卷取过程中的冷却速度，以提高氧化物中氧化亚铁含量在20％以上，然后在相对低的温度范围内550-700℃进行还原，然后热镀锌，且锌液成分中铝含量要求在0.2-5.0wt％。