带钢连续热镀锌及其退火炉的技术进步.pdf

帯钢连续热镀锌及其退火妒的技术进步
吴光治
(南京摄炉(集团)有限公司,南京210034)
摘要:概述了带钢连续热镀锌的技术发展及其退火炉的技术进步,介绍了连续热镀锌的工艺流程和退
火炉类型,指出退火炉是该生产线的核心,应当合理的选择退火炉的炉型。
关键词:带钢;热镀锌;退火炉;炉型选择
1热镀锌技术的发展
1)线外退火:单张钢板热镀锌法
2)线内退火:森吉米尔法,改良森吉米尔
锌是一种蓝白色的金属,熔点为419.4℃,密法,美国钢铁联合公司(简称美钢联)法等
度为7.14g/cm。锌具有中等的延展性。室温下,
所谓线外退火,指原料(热、冷轧薄板)在
锌在干燥的空气中不起变化。在潮湿空气(含、进入热镀锌作业之前,首先进行再结晶退火:所谓
H20、CO2等腐蚀介质)的腐蚀环境中,锌表面会生线内退火,是指在热镀锌生产线上,钢板先进行再
成一层致密的耐腐蚀的碳酸锌薄膜,它能保护锌内结晶退火,接着热镀锌
部不再受到腐蚀,从而延长材料使用寿命。由于锌
森吉米尔法,又称氧化一还原法。它是线内退
有这种优良的特性,所以将锌镀在钢板表面上以防火最有代表性的方法,它把退火工艺和热镀锌工艺
止腐蚀,这种钢板称为镀锌板。镀锌已成为钢铁材联合起来。冷轧后的带钢被直接送到热镀锌机组,
料防腐的一种有效方法,当然,镀层和钢的基体要带钢在连续退火过程中先将油烧去,并在带钢表面
有良好的结合力,以满足加工成形的需要
形成薄薄的一层氧化膜,再经过退火炉的还原段,
带钢镀锌有电镀锌和热镀锌两种方法。用电镀使表面的氧化膜还原成纯铁体,因而在进入锌锅时
锌方法生产的带钢,镀层较薄,工艺复杂。而热镀镀层与铁基结合得很好。
锌工艺比较简单,镀层较厚,便于实现现代化大规
160多年来,热镀锌技术取得了长足进步。在
模生产。
热镀锌漫长的发展过程中,早期的生产效率很低,
热镀锌又分为单张镀锌和连续镀锌。落后的单单张钢板的热镀锌占据了主要地位,直到1931年
张钢板熔剂法热镀锌机组,采用叠轧热轧薄板做原波兰人森吉米尔把退火工序和热镀锌工序连成
料,经退火后进入镀锌车间,利用酸洗的方法除去整体,发明了举世闻名的森吉米尔法,才真正开辟
表面的氧化皮,涂溶剂后经烘干送入锌锅进行热镀了带钢连续热镀锌生产的新纪元。
锌。这种方法因产量低、成本高、质量差、环境污
由于森吉米尔法的生产效率高、无污染而得到
染严重、经济效益低下,它已处于被淘汰的境地。发展。在上世纪的60年代中期,为进一步提高机
取而代之的是具有优质高产、低耗、经济效益显著组速度而发展成为改良的森吉米尔法,并获得迅速
的现代化大型连续热镀锌生产线,它具有生产成本发展。
低,方法易行,有阳极保护作用(即当镀层完整时,
改良的森吉米尔法的主要特点是把森吉米尔
起隔绝作用,如果镀层发生不太大的破坏时,由于法中各自独立的预热炉、还原炉由一个小截面通道
电化学作用,镀层自身被腐蚀,从而保护了钢材不连接起来,这样就把预热炉、还原炉和冷却段连成
受腐蚀)。热镀锌带钢镀层厚而牢固,外观漂亮,
个有机的整体,成为连续热镀锌退火炉。
有光泽,因而倍受青睞,应用越来越广泛。
近十年来,热镀锌在工艺技术和装备上都取得
热镀锌板生产方法是由热镀锡生产方法发展了较大发展,尤其是汽车热镀锌板和更好的耐腐蚀
而来的,大致可归纳为下列两大类:
性镀层的配方有了新的突破。由于成本和质量上的
优越性,日本汽车行业已决定今后汽车用板材全部
作者简介吴光治(1951-),男,江苏常州人,高级工程用合金化热镀锌板取代现有的电镀锌合金板。为
师,项士,南京摄炉(集团)有限公司董事长、总经理
主要从事新型热处理设备的研究、开发,发表有论文30多
此,许多厂家相继建立了现代化大型带钢连续热镀
篇,出版有专著3本。
锌生产线,并对早期建设的生产线进行技术改造。
联系电话:(025)85763838,85761318
例如,美国和日本新建的 Protec生产线可以生产
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万方数据
《金属热处理》2005年第30卷增刊
宽度为1900m,厚度为0.4~2.3m的镀锌板,机炉,使机组产量和热镀锌带钢的产品的质量得到改
组速度可达185m/min,合金化速度可达136m/min,善和提高。
年生产能力达60万吨以上
上世纪80年代末,汽车工业及家电广泛采用镀
带钢的热镀锌是从窄带钢起步,逐步走向宽带锌板,这些行业对镀锌板的要求很高,改良的森吉
钢,其真正发展是近30年来伴随着热轧、冷轧宽米尔法已无法满足要求,而美钢联法则以其产品质
带钢的飞速发展而进入大规模发展的。然而,我国量好而受到欢迎,但该法要提高产量,必须延长机
上世纪末宽带钢的生产能力为146万t,仅占我国组退火炉的长度,从而增加了占地面积和投资。当
粗钢产量的1.49%,而发达国家为15%左右。
引入立式退火炉取代卧式炉后,不仅缩短了炉长,提
热镀锌带钢在我国市场上十分畅销,1995年高了机组速度,而且又进一步改善了镀层的附着性
以来,每年都要从国外进口大约100万t热镀锌带和表面质量,实现了优质、高产、节能和降耗的目
钢(板)。20年来,我国相继建成了一批年产10的,大大降低了产品的成本。所以90年代后新建的
万吨以上的热镀锌带钢生产线,部分产品开始出热镀锌生产线大都采用美钢联法。
ロ。4相热使学带钢的晶种数量和质量上还不能满2连续热镀锌退火设备的技术进步
热镀锌生产线进行技术改造,另ー方面需建设新的2.1带钢连续热镀锌机组
连续式热镀锌生产线。
连续热镀锌机组工艺段包括镀前处理(脱脂和
带钢连续热镀锌技术的进步主要表现在采用热处理)、热镀锌、矫正和钝化四个主要工序。带
美钢联法取代原有的森吉米尔法,并引入立式退火钢连续镀锌生产工艺流程如图1所示。
图1连续热镀锌机组工艺流程图
1-开卷:2-矫直:3-剪切;4焊接:5-预热段;6-加热段;7-冷却段:8-锌锅
9-锌层退火炉;10-气刀;11-平整:12-拉伸矫直;13-化学处理:;14-卷取
传统的连续热镀锌机组采用快速加热炉脱脂成一层锌铁合金,使它具有良好的延伸性,镀锌后
退火的方法,退火炉加热最高温度达980℃,退火的钢板应通过镀层退火炉再加热,加热温度约为
后的带钢在450~470℃温度下进入锌槽,以保持550℃。为提高镀锌钢板的防腐性能,带钢冷却后,
锌液温度不变。控制镀层厚度采用“气刀法”,即应在铬酸或磷酸液中进行钝化处理。
在锌槽出口采用可控的喷嘴沿一定角度向带钢喷
热镀锌机组的头部设备与一般带钢连续作业
吹压缩空气(采用高纯氮气更佳),以除去多余的线类似。尾部设备除一般的卷取、横剪和垛板设备
锌液,调节帯钢表面的熔锌厚度。为使原板表面形外,常设有平整机和拉伸矫正机,以提高带钢的机
290万方数据
《金属热处理》2005年第30卷增刊