连续热镀锌锌液铝含量调节方法

摘要

本发明提供一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作：若总Al含量≤0.185％(重量)，则添加主锌锭①；若0.185％(重量)＜总Al含量≤0.190％(重量)，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；若0.190％(重量)＜总Al含量≤0.195％(重量)，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；若0.195％(重量)＜总Al含量＜0.22％(重量)，则添加主锌锭②；若总Al含量≥0.22％(重量)时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，添加过程中以锌液面不变为基准。

权利要求

1.一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，其特征在于，在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作：若总Al含量≤0.185％(重量)，则添加主锌锭①；

若0.185％(重量)＜总Al含量≤0.190％(重量)，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；

若0.190％(重量)＜总Al含量≤0.195％(重量)，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；

若0.195％(重量)＜总Al含量＜0.22％(重量)，则添加主锌锭②；

若总Al含量≥0.22％(重量)时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，以上添加过程中以锌液面不变为基准，其中，主锌锭①包含0.48％(重量)～0.52％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，主锌锭②包含0.36％(重量)～0.40％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，纯锌锭包含Zn和允许的杂质。

2.根据权利要求1所述的连续热镀锌锌液铝含量调节方法，其特征在于，主锌锭①、主锌锭②或纯锌锭中的允许的杂质含量均小于等于0.1％(重量)。

说明书

连续热镀锌锌液铝含量调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钢板表面涂镀技术领域，具体涉及一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法。

背景技术

[0002] 连续镀锌钢板(简称GI)由于具有很好的表面质量、优异的抗腐蚀性能和成本低，在工业生产中得到了广泛应用。随着我国工业化进程的加速，其用量将会越来越大。

[0003] 在连续热镀锌生产中，铝是向锌液中添加的最关键的元素之一，向锌锅内添加一定量的铝，可以大大改善锌液和镀层的性能，提高产品质量和使用性能。其主要效果如下：其一，铝元素可在钢基表面反应生产Fe2Al5，加强镀层与钢基的结合，并可抑制脆性合金层的生长，使产品获得良好的镀层粘附性，防止加工成型过程中锌层脱落缺陷。其二，锌液中含铝可使镀锌板表面光亮，提高板面亮泽性和观赏性。其三，铝元素可与锌液中的铁反应生产Fe2Al5，形成表渣并通过捞渣操作清除，起到净化锌液，减少或消除锌锅底渣作用，从而降低人工捞底渣的强度，并可防止锌渣粘附于沉没辊上造成带钢表面锌疤缺陷。其四，铝元素可提高镀层硬度，降低在加工过程中的锌粉脱落量，从而改善镀层的加工性能。

[0004] 锌液中的铝有两种存在方式，一种形式是溶解于锌液中，它的主要作用是与带钢表面的铁发生反应形成一层较薄的抑制层，避免或抑制在镀层与基板界面处形成Fe-Zn合金层，我们称之为有效铝；另一种形式是溶于合金化合物中，当铁处于过饱和时，锌锅中的铝可与铁、锌作用，形成Fe-Zn-Al金属间化合物，成为底渣或浮渣。对于连续镀锌钢板而言，控制锌液中的有效铝含量可以将锌液中底渣转化成面渣便于清除。通常，在连续镀锌钢板生产中，锌液中有效铝含量控制要大于0.135％，才能避免底渣的产生。

[0005] 在连续热镀锌生产过程中，钢板镀层表面常产生锌渣缺陷，其主要原因是受到镀锌工艺参数的影响，而镀锌工艺中锌锅铝含量的控制是提高镀层表面质量、减少锌渣缺陷、降低生产成本的技术关键。在连续热镀锌钢板生产中，总铝含量的控制值为0.16％-0.22％，若铝含量过高，将影响产品的焊接性及涂装性，当铝含量过低时，可能导致界面形成铁-锌合金层，影响产品的成型性，降低表面质量。

[0006] 锌液中铝含量的稳定对镀层产品的性能、质量和成本起着非常重要的作用，因此如何实现锌液中铝含量的稳定控制是非常关键的工作。要实现锌液中铝含量的稳定，必须做到镀层带走铝的量同锌液中补充铝的量基本相同。镀层带走的铝的量受到镀层厚度、基板、机组速度等因素的影响，而这些因素在实际生产过程中是经常变化的，这就造成了镀层中带走的铝含量是变化的，这种变化直接影响锌液中的铝含量的稳定。同时锌液中的铝含量还受到基板表面的清洁度、基板入锌液温度、基板材质等因素的影响。所有这些都会引起锌液中铝含量的波动。

[0007] 然而，通常锌液中铝含量的控制是通过所添加主锌锭和辅助锌锭来调节的。而众多使用的主锌锭铝含量在0.35％-0.42％，辅助锌锭铝含量为4.0％-4.6％，辅助锌锭的铝含量高于主锌锭的铝含量，有些机组采用两种以上不同铝含量的辅助锌锭。现有技术存在的问题是，当锌锭的铝含量在上述范围之间时，在锌液铝含量调整中，铝含量波动很大，从而影响镀层产品的质量、性能和成本。

发明内容

[0008] 本发明针对以上问题而提供一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，以减少锌液成分不稳定而导致的产品质量缺陷。

[0009] 为了实现上述目的，根据本发明的连续热镀锌锌液铝含量调节方法如下：在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作：若总Al含量≤0.185％(重量)，则添加主锌锭①；若0.185％(重量)＜总Al含量≤0.190％(重量)，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；若0.190％(重量)＜总Al含量≤0.195％(重量)，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；若0.195％(重量)＜总Al含量＜0.22％(重量)，则添加主锌锭②；若总Al含量≥0.22％(重量)时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，从而保持预定的锌液面。其中，主锌锭①包含0.48％(重量)～0.52％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，主锌锭②包含0.36％(重量)～0.40％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，纯锌锭包含Zn和允许的杂质。

[0010] 根据本发明，主锌锭①、主锌锭②或纯锌锭的允许的杂质含量小于等于0.1％(重量)。

[0011] 通过采用以上方法，能够非常容易地使得连续热镀锌锌液中总铝含量稳定地控制在0.16％(重量)～0.22％(重量)，并且铝含量波动范围比较小，从而能够生产出镀层性能良好的GI合格产品。

附图说明

[0012] 图1示出了本发明的实施例与对比示例的总铝含量的对比曲线图。

具体实施方式

[0013] 本发明将通过具体实施方式和实施例进行详细描述和说明，使本发明的上述目的和优点更加明了。

[0014] 需要说明的是，如果没有特别指出，则在下面的描述中提及的百分比均是指重量百分比。

[0015] 本发明所使用的主锌锭①的成分如下：0.48％～0.52％的Al、允许的总量不超过0.1％的杂质和余量的锌。

[0016] 本发明所使用的主锌锭②的成分如下：0.36％～0.40％的Al、允许的总量不超过0.1％的杂质和余量的锌。

[0017] 本发明所使用的纯锌锭的成分为Zn和允许的总量不超过0.1％的杂质。

[0018] 根据本发明的连续热镀锌锌液铝含量调节方法如下：

[0019] 在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作：若总Al含量≤0.185％，则只添加主锌锭①；若0.185％＜总Al含量≤0.190％，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；若0.190％＜总Al含量≤0.195％，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；若0.195％＜总Al含量＜0.22％，则只添加主锌锭②；若总Al含量≥0.22％时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，添加过程中以锌液面不变为基准。

[0020] 实施例1

[0021] 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mm×0.6mm、镀层重量为120g/m2(双面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法来检测锌液中的总铝含量，生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为0.175％，通过添加6块主锌锭①，以保持锌液面。再次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0.186％，又添加1块主锌锭①和4块主锌锭②，以保持锌液面。第三次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0.191％，此后添加1块主锌锭①和8块主锌锭②，以保持锌液面。该产品(1100mm×0.6mm)I组的成品率为91％。

[0022] 在后续的生产过程中，产品规格变换成1000mm×0.5mm、镀层重量为120g/2
m(双面)，期间采用化学分析法进行了三次检测，测得锌液中总铝含量分别为0.190％、
0.188％、0.186％，这期间均按1∶4的重量比添加主锌锭①和主锌锭②。在该工艺过程中，还随机检测了9次锌液中总铝含量，其检测值分别为0.184％、0.186％、0.185％、0.191％、
0.190％、0.191％、0.190％、0.188％和0.189％，总铝含量的波动范围≤0.007％，在图1中示出了其波动曲线。该产品(1000mm×0.5mm)I组的成品率为90％。

[0023] 实施例2

[0024] 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mm×0.5mm、镀层重量为200g/m2(双面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为大约176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量，生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为0.191％，通过添加1块主锌锭①和8块主锌锭②来维持锌液面。再次采用化学分析法检测锌液中的总铝含量为0.177％。此后添加了8块主锌锭①，然后检测锌液中的总铝含量为0.176％，该规格产品共进行过8次总铝含量正常检测和4次随机检测，检测值分别为0.191％、0.177％、0.176％、0.178％、0.177％、0.176％、0.178％、0.182％、0.180％、0.183％、
0.184％和0.182％，总铝含量的波动范围≤0.015％，在图1中示出了其波动曲线。该产品I组的成品率为92％。

[0025] 实施例3

[0026] 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mm×1.0mm、镀层重量为200g/m2(双面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量，生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为0.193％。期间按照重量比为1∶8添加2块主锌锭①和16块主锌锭②，进行过3次总铝含量检测，总铝含量分别为0.193％、0.195％、0.197％。接着添加10块主锌锭②后检测总铝含量为0.198％。在该工艺过程中，还随机5次锌液中总铝含量，其检测值分别为0.193％、
0.195％、0.197％、0.194％和0.195％，总铝含量的波动范围≤0.004％，在图1中示出了其波动曲线。该产品I组的成品率为91％。

[0027] 实施例4

[0028] 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mm×1.0mm、镀层重量为180g/m2(双面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量，生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为0.221％。期间按照重量比为1∶8添加2块纯锌锭和8块主锌锭②，进行过3次总铝含量检测，总铝含量分别为0.222％、0.221％、0.201％。接着添加8块主锌锭②后检测总铝含量为0.196％。在后续的5次锌液中总铝含量检测中，其检测值分别为0.198％、0.197％、
0.197％、0.198％和0.196％，总铝含量的波动范围≤0.002％，在图1中示出了其波动曲线。该产品I组的成品率为89％。

[0029] 对比示例

[0030] 连续热镀锌机组生产带钢规格为1000mm×0.7mm、镀层重量为120g/m2(双面)的镀锌产品，锌锅锌液重量约为176吨，采用化学分析法来检测锌液中的总铝含量，生产过程中每隔4小时检测一次。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，所采用的主锌锭包含0.35％-0.42％的铝和小于等于0.1％的允许的杂质和余量的锌，辅助锌锭包含4％-4.6％的铝和小于等于0.1％的允许的杂质和余量的锌。主锌锭的重量约为1000kg，辅助锌锭的重量约为10kg。初次检测得知锌液中的总铝含量为0.170％(重量)，通过理论计算后添加4块主锌锭和30块辅助锌锭来保持液面并调节铝含量。再次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0.195％(重量)，此后添加6块主锌锭，以保持锌液面，第三次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0.165％(重量)，此后再根据理论计算后添加10块主锌锭和40块辅助锌锭来保持液面并调节铝含量。第四次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0.215％(重量)，接下来添加10块主锌锭①维持液面。
该产品在生产过程中，均根据理论计算来添加主辅锌锭，共进行过8次总铝含量正常检测和5次随机检测，检测值分别为0.170％、0.195％、0.165％、0.215％、0.175％、0.158％、
0.159％、0.191％、0.224％、0.191％、0.170％、0.188％和0.189％。总铝含量的波动最大值为0.066％，在图1中示出了其波动曲线。该产品I组的成品率为78％。

[0031] 图1示出了本发明的实施例与对比示例的总铝含量的对比曲线图。从图1可以看出，采用本发明的方法能够很好地稳定锌液中的铝含量，与对比示例相比，采用本发明的方法，锌液中的铝含量波动幅度小，产品的成品率显著提高。由于因为镀层中的锌粒、锌疤缺陷通常是锌液中的铝含量的剧烈波动造成的，所以本发明的方法能够显著提高产品的成品率。另外，本发明的方法容易控制，操作简单。