[发明专利]一种抑制带钢连续热镀锌机组锌锅底渣生成的方法

说明书

本发明公开了一种抑制带钢连续热镀锌机组锌锅底渣生成的方法，该方法在锌锅中设置一个隔离区，炉鼻子的端部置于所述隔离区中，所述隔离区内锌液中有效铝重量百分含量控制为0.10‑0.14％。本发明的抑制带钢连续热镀锌机组锌锅底渣生成的方法，实现了易合金化和底渣最小化的兼顾，提高了产品的质量和生产过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及带钢连续热镀锌机组领域，特别涉及一种抑制带钢连续热镀锌机组锌锅底渣生成的方法。

背景技术

图1为现有的带钢连续热镀锌机组锌锅的示意图，如图所示，薄带钢连续热镀过程中，带钢1自退火炉出来后，进入到炉鼻子2中。随后带钢1下行进入到锌锅5。锌锅5中的锌液4为高温液态金属锌。对热镀锌机组而言，锌液4其主要成分为锌和微量的铝。带钢1通过锌锅5中沉没辊3转向后，上行离开锌锅5区域。锌液的补充通过加锌装置6来完成。

常见热镀锌机组，其产品有纯锌品种，简称“GI”；锌铁合金品种，简称“GA”。GI生产工艺描述如下：薄带钢进入锌锅实现热镀镀锌，锌锅中锌液温度范围为440-470℃，带钢表面粘附有液态金属锌，离开锌锅上行，通过气刀实现镀层厚度控制。GA生产工艺是在GI生产工艺基础上开发，二者主要不同点是，GA生产中，带钢离开锌锅经由气刀实现镀层控制之后，镀层在其上行通道需再次加热进行合金化处理，使得基板中铁元素向纯锌镀层扩散。扩散的结果是镀层中含有铁的重量百分比为9-12％。锌铁合金镀层具有焊接性能、耐蚀性能、涂装性能均优良的特点。

在实际生产中，GA生产比GI生产复杂，体现在产品质量的控制上，GA产品缺陷有表面“小黑点”缺陷、镀层冲压时易“剥落”等。

分析GA产品缺陷形成机理，首先要分析热镀工艺中抑制层的成因和重要性。带钢进入到熔融锌液中后，如果金属液体为纯锌成分，带钢基板表面生成的中间层为锌-铁合金层，这一层组织性脆，不能后续对其加工，如冲压等。热镀锌产品开发过程，人们意识到在锌液中加入微量铝，可以有效解决基板表面所生成的脆性中间层的问题，含有微量铝成分后，中间层厚度很薄，通常为数个微米。此时带钢和锌液中的铝首先发生反应，生产铁-铝合金层，这一层中间组织阻止了基板上铁进一步熔解到锌液中，故称之为“抑制层”。基板表面抑制层的形成从带钢刚进入到锌液开始，大致0.15-0.2秒后形成，其和带钢的运行速度无关。

锌锅锌液主要成分为液态锌以及微量铝、铁成分。锌、铁、铝三种金属在不同浓度，不同锌浴温度下，会发生复杂化学反应，生成各类金属化合物。这些化合物，即为通常所说的“锌渣”。本质上，锌渣是含铁固体颗粒，其类砂石，质硬，颗粒直径在30-800微米范围内。根据成分不同，锌渣通常有底渣、面渣和悬浮渣之分。面渣是三元金属化合物(Fe₂Al_5-XZn_X)，由于其含45w.t.％的铝，因此其密度低于锌液，故浮于锌浴表面。底渣是二元金属化合物(FeZn₇)，这种渣由于含铁不含铝，故其密度显然高于锌浴，故会下沉。悬浮渣是一种亚稳态结构，可以理解为面渣和底渣的复杂混合物，满足一定条件下，底渣可以转变为面渣。