[发明专利]热浸镀锌锅锌渣的控制方法

说明书

本发明公开了一种热浸镀锌锅锌渣的控制方法，该控制方法通过实时有效的评价锌锅内锌渣的控制情况，并能实时与生产产品表面质量实现勾连，实现产品的数据化与可视化。可有效减少高表面质量生产前采用过渡产品进行表面质量验证，从而大幅降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种金属材料的表面热浸镀，属于金属材料表面处理技术领域，具体地涉及一种热浸镀锌锅锌渣的控制方法。

背景技术

随着全球气候变暖，人们生产生活的环境越来越差，对金属材料在大气环境下的服役寿命产生了较大影响。为提高金属材料尤其是长期在户外或环境恶劣条件下服役的金属构件或金属制品的服役寿命，如汽车、建筑外覆盖金属层、金属管件、空调等家用电器等。常在钢带或钢板、构件等表面热浸镀一层防腐蚀镀层。

热浸镀是将钢板或钢带、金属构件等浸没于镀液中，使其表面镀覆一层耐腐蚀镀层。钢板或钢带、金属构件等被镀的产品浸入到高温的镀液中，其表面会有铁等金属溶于镀液中，从而形成二元或三元金属间化合物，就是所谓的渣，如锌基镀液中形成的FeZn₇、Fe₂Al₅Zn_x等，镀液温度的高低、温度的波动都会影响渣的形成。镀液中的锌渣是影响镀锌板和镀锌构件表面质量的最重要因素，也是热浸镀高表面质量产品获得必须具备的基本条件。

目前工业生产中主要通过控制锌液温度、成分和带钢或镀件表面清洗干净程度来减少锌锅内锌渣的发生，但是无法彻底消除镀液内的锌渣，且没有很好的方法来判断镀液内的渣的多少，是否能够生产高表面质量的产品。如果要生产高表面质量的产品，必须先生产一定批量的较差表面质量的过渡产品，通过热浸镀后带钢表面质量反映出的情况来判断是否能够开始高表面质量级别产品的生产。但这样操作过程繁琐，耗费了很多不必要的人力、物力。

文献“工业生产条件下连续热镀锌锅中锌渣扩散的数值模拟”研究了基于欧拉-拉格朗日方法的离散相模型，针对锌液体外循环系统下连续热镀锌锅中三种不同类型的锌渣，利用数值模拟的方法计算锌锅中锌渣的浓度差分布，分析锌渣扩散得到了锌渣在带钢表面及锌锅中的运动轨迹和分布规律，结果表明：锌渣在带钢上的沉积率随着锌渣粒度的较小而升高；由于锌渣密度的差异，当锌渣直径小于80μm时，沉积率从高到低依次从悬浮渣、面渣和底渣，面渣在带钢出口后侧区域的平均停留时间最长，在该位置设置抽锌管将有利于面渣的去除，在V形区内侧区域带钢上的悬浮渣质量浓度最高，对带钢影响最大，底渣主要运动区域为锌锅底部，基本不会粘附于带钢表面，对带钢影响最小。

中国发明专利申请(申请公布号：CN1730712A，申请公布日：2006-2-8)公开了去除热镀锌液中锌渣的方法，其公开了利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过直接或感应的方式施加电磁立场，在陶瓷管内的锌液中建立起压力梯度，使其中导电性差的锌渣受周围锌液施予的电磁压力的作用而发生定向迁移，被捕获于陶瓷管壁面，从而达到去除锌渣的目的，该申请通过施加正交的直流电和稳恒磁场或施加交变磁场，使热镀锌中锌渣在形成的第一时间内就得到有效去除，避免其沉积或粘连于镀锌辊或钢板上，显著改善热镀锌板的表面质量。但是其只能去除锌液中部分的锌渣，不能完全去除，故锌液中仍有锌渣的存在，对生产高表面质量的产品仍有影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种热浸镀锌锅锌渣的控制方法，该控制方法可以有效的减少高表面质量生产前采用过渡产品进行表面质量验证，从而大幅降低生产成本。

为实现上述目的，本发明公开了一种热浸镀锌锅锌渣的控制方法，它包括实时检测锌锅内总铝含量、总铁含量、渣态铁含量和渣态铝含量，并以渣态铁含量值作为y轴和渣态铝含量值作为x轴建立直角坐标系；其中，设定锌锅内锌渣发生量为Z，其对应所述直角坐标系内坐标为(a，b)，则锌渣发生量Z满足如下数学关系式：

其中，当Z≤0.0041时，对锌锅内锌渣评分为大于等于90分；