分享：本钢浦项表面锌灰缺陷形成及控制分析

锌灰缺陷是锌渣被带到带钢表面并随着带钢通过锌锅及沉没辊产生的以线性为主的轻微压痕或者细微渣带在镀锌板表面沿纵向形成条带或者点状夹杂物。锌灰缺陷一直是影响本钢镀锌机组产品质量提高的一个关键因素，面对竞争日益激烈的客户市场，锌灰异议成为本钢需要技术攻关解决的一个疑难问题。文章通过对锌灰缺陷形成过程进行分析，重点对锌灰的工艺控制及效果进行分析，从炉鼻子内锌渣的控制、锌液成分的控制和锌渣形成后的处理方面采取了措施，生产出的高级别汽车板和家电板产品的表面锌灰缺陷得到了有效控制，产品质量得到了极大提高，目前镀锌FB级别产品轧成率均能达到94%以上，达到了提高本钢热镀锌产品表面质量的目标。

本钢浦项热镀锌机组是由奥地利的VAI公司设计，机组主要由法国斯坦因公司的连续退火炉和VAI公司的单机架4辊光整机组成。1#连续热镀锌机组主要生产高质量的汽车板，2#连续热镀锌机组主要生产高质量的家电板，热镀锌机组年产量达80万t。热镀锌机组镀层有纯锌镀层(GA)和锌铁合金镀层(GI)，镀层后的表面处理有钝化处理、磷化处理和耐指纹处理。锌灰缺陷是热镀锌机组常见的一种表面缺陷，也是一直影响着镀锌产品质量提升的一个难题。

近年来，随着镀锌机组FC外板产量的提高，镀锌产品品种和规格增多，因锌灰缺陷造成本钢浦项热镀锌产品降级量在2015年达到400t，2016年达到450t，导致重新请料、逾期交付和生产成本增加，用户对锌灰缺陷的抱怨也不断增加。减少锌灰缺陷产生、快速提高产品的表面质量达到用户的满意成为需要解决的关键问题。

锌灰缺陷形成的原因分析

锌灰的定义

锌灰缺陷是由于锌渣被带到带钢表面，随着带钢通过锌锅及沉没辊产生的以线性为主的轻微压痕或者细微渣带在镀锌板表面沿纵向形成条带或者点状夹杂物(见图1)。

锌灰的形成原因及过程

锌灰由炉鼻子处锌液面的浮渣和炉鼻子内壁凝结的固态锌渣产生。这些锌渣有时落在带钢表面，随着带钢进入锌锅，经过沉没辊产生线性为主的轻微压痕，从而产生锌灰缺陷。

炉鼻子是镀锌退火炉的出口段与锌锅的连接处，炉鼻子内的锌液面处的锌，在高温下会蒸发成锌蒸气，蒸气遇到炉鼻子内壁和其他设备时，凝成粉末状的锌灰，当聚集一定程度时，如果设备运行稍有抖动，锌灰就会进入锌液表面形成浮渣，进而影响产品质量。锌灰被粘入到沉没辊表面，还会造成沉没辊辊印。

镀锌板表面锌灰的控制措施

优化炉内氮气加湿系统

为了减少锌液蒸气大量蒸发形成粉末，在镀锌机组炉鼻子处安装炉鼻子加湿器，向炉鼻子锌液表面区域喷射加湿后的氮气气体，既能保证锌液不受进一步氧化，控制炉鼻子锌液表面生成一层Al2O3和ZnO微薄氧化膜，使炉鼻子处内部露点维持在一个较低的值，也能阻隔锌蒸气向外逸出。

在后期运行过程中，通过现场跟踪及后续质量对比，炉鼻子加湿器控制措施如下。

(1)         将炉鼻子加湿器露点温度进行调整，露点值更改为–25~–15℃。(2)细化检查控制标准：生产运行过程中，每两小时进行一次检查，每班对加湿器排水阀进行一次排水，检修期间对设备及管路进行检查，当检测范围超出控制范围时，通知设备人员对加湿器功能进行检查，同时注意产品表面质量情况。调整后外板及特殊产品产成率显著提高。

(2)         形成系统的处理锌渣办法

(3)         从锌灰的产生原理中得出，随着时间的累积，锌灰产生量逐渐增多。本钢通过摸索和试验，得出了一套较好的处理炉鼻子锌渣的办法。

(1)每次镀锌检修时将沉没辊和气刀吊出，再将炉鼻子吊出进行敲打，将炉鼻子内累积的锌灰、锌渣等杂物彻底敲出，并将锌液表面的杂物全部捞净，派专门人员进行检查，保证启车生产时炉鼻子内无聚集的锌灰。

(2)细化捞渣作业指导书。平时生产时，专门人员进行捞渣作业，即在炉鼻子的后侧进行捞渣，捞渣时不允许对锌液进行剧烈搅动，每次捞渣后需在锌液面上进行10~20 s的控锌，保证多捞出的锌液不被浪费。正常情况下1 h捞渣一次，0.8 mm以下厚度产品、GA产品、FC产品等表面级别要求较高产品生产期间，30 min捞渣一次。

锌渣泵装置的使用

本钢工艺技术人员经过研究在炉鼻子区域传动侧加装了锌泵装置，通过锌渣泵将炉鼻子内的锌渣抽出能够有效改善炉鼻子内部的清洁情况。

细化锌泵设备维护管理。设备人员针对后期使用过程中锌渣泵经常损坏的情况加大点检频次，对重点结构件及时保养和维护，保证备件充足，进而保证锌锅泵功能正常(图2)。

锌液成分及锌液温度优化控制

图3为锌锅内各个辊之间的剖面图。锌渣的形成也受锌液成分的影响，实验表明锌液中铝含量越低锌液中的总铁含量就越高，钢板的铁损越多。因此，采取以下措施控制锌渣形成：

(1)优化锌液成分。当进行GI板生产时，锌锅中铝含量控制在0.19%~0.23%；当进行GA生产时，锌锅中铝含量控制在0.11%~0.15%，此时能较好控制锌渣的形成。

(2)优化锌锅温度控制。严格控制带钢的入锌锅温度，保证锌锅温度稳定在(457±2)℃，减少锌液温度的波动，可以有效地减少锌锅内锌渣的形成。

炉鼻子设备改进计划

研究证明在炉鼻子内安装窥视孔能够更有利的观测炉鼻子内锌灰的实际状态，进而可以根据实际情况及时地清理炉鼻子内的锌灰，做到提前预判的作用。因此可以对炉鼻子进行安装窥视孔改造，以达到监视锌灰状态的目的。

结束语

本钢浦项冷轧厂对热镀锌产品锌灰缺陷的原因进行了分析，从炉鼻子内锌渣的控制、锌液成分的控制和锌渣形成后的处理等方面采取了措施，生产出的高级别汽车板和家电板产品的表面锌灰缺陷得到了有效控制，产品质量得到了极大提高，目前镀锌FB级别产品轧成率均能达到94%以上。

文章来源——金属世界