摘要：针对攀枝花钢铁(集团)公司2^#、3^#连续热镀锌机组在采用美钢联工艺生产中常出现的4种质量缺陷，对其影响因素进行了分析，并采取了相应的改进措施，改进后收到明显成效。

关键词：热镀锌；产品质量；缺陷分析

l      设备与工艺特点

    攀枝花钢铁(集团)公司2^#、3^#连续热镀锌机组均由奥钢联VAI CLECIM进行设计并提供主要设备，采用美钢联工艺进行生产，机组主要特点见表1，产品大纲见表2。

2 主要质量缺陷影响因素分析

2．1带钢清洗后表面残留铁粉

    清洗是采用美钢联工艺生产中影响产品表面质量的关键环节之一。攀钢2#镀锌机组的清洗设备组成为：热碱浸泡槽、1^#刷洗槽、电解脱脂槽、2^#刷洗槽、漂洗槽和烘干箱。清洗中游离碱度为70％～85％，碱液温度为75～85℃，清洗液电导率<100ms／cm。

    镀锌原板经清洗后，常发现带钢表面有残留铁粉物质。其形成的主要原因是：

    (1)冷轧工序的影响。冷轧主轧机为4机架六辊HC轧机，压下量大，带钢表面残留铁粉量较多，最高达300mg／m²，所以冷轧工序对乳化液的要求较高。而乳化液在使用过程中会有杂油和铁粉进入，因而导致乳化液质量下降并直接影响冷轧板的表面质量。若乳化液中的油分和铁粉含量增多，则会增加清洗负担，残留在带钢表面的铁粉会在锌锅中与锌反应生成锌渣，降低铝含量。若铁粉在退火炉中被烧结附着在带钢表面，则会降低在锌锅中形成Fb Al，层的均匀性，导致镀锌层附着力下降。所以生产中对乳化液的皂化值、酸碱值、游离酸、油浓度、油温度、杂油含量等诸多参数必须严格控制。

(2)清洗工艺的影响。清洗工艺对带钢表面的残留铁粉的影响主要表现在：

    ①清洗工艺对乳化液的要求是，带钢表面的油含量、铁含量低。而攀钢热镀锌带钢原板表面的残留物总量与先进指标相比，相差较大，见表3。

    ②带钢表面残留油分、铁粉是否易于清洗，即油分的清洗性。轧制油润滑性与钢板表面清洁性是对立的。以天然脂为基的轧制油润滑性好，表面清洁性稍差。合成脂轧制油的润滑性虽不如天然脂，但其表面净化性能好。尤其是在轧制油的制取过程中需添加一些化学成分，故这些物质的可清洗性能要根据现场实际效果来评价。

③清洗剂脱脂的主要成分为碱性成分、螫合成分和表面活性剂，其必须具备以下功能：乳化分散作用、低的表面张力、良好的导电性能和水洗性、低泡性、对后工序及环境无不良影响。

④由于乳化液中所含物质的多样性(见表4)，因此会与清洗剂反应生成一些新物质，如金属皂化物、乳化颗粒；而且其在碱液中的存在形态不同，或悬浮、或漂浮、或沉淀。1^#刷洗和电解槽采用同一种牌号的碱液，仅在浓度、温度上有区别。在工业使用中应有效迅速地除去清洗剂内的污物、铁粉、皂化物、乳化颗粒，但仅靠电磁过滤除铁粉是不够的。

  ⑤清洗工艺的管理。生产中通常仅控制碱液的浓度、温度，而忽略了对清洗后带钢表面清洁程度的管理。通过现场观察，并结合对清洗工艺参数的调节，可以得出清洗表面质量不良的原因是：原板锈蚀、原板残留油分及铁粉多、碱浓度及温度不合理、碱液内污物多、刷辊质量差、挤干辊质量差、烘干不足等。

2．2带钢锌层表面云状纹

    云纹缺陷的外观是：带钢表面较均匀分布的麻点状斑点，颜色比镀锌层偏灰白，面积约1～3mm²。曾有人认为，采用氮气气刀能减少带钢表面“云雾缺陷”的产生，但下面提出不同看法：

    上述“云雾缺陷”是否是攀钢的云纹缺陷，尚需证实。当Zn被空气氧化后，在气刀喷吹作用下，Zn液和带钢呈面接触；Zn液均匀地流动，那么云纹缺陷应是“面分布”，而攀钢冷轧厂带钢表面云纹缺陷是“较均匀的点状分布”。甚至当带钢振动时，Zn液流动出现“波纹状”也会使云纹缺陷有波纹，而现场未观察到。实际上，在生产GI板、或GA板切换锌锅时，利用氮气气刀可减少氧化铝颗粒，同时减少了锌渣的产生，使锌层均质、洁净，这与云纹缺陷不同。

    通过改变镀锌操作工艺参数取得的结果，如表5所示。

    按表5工艺参数控制，结果均存在云纹缺陷，分析其产生原因，是由于钢中某些元素在一定的退火条件(温度、气雾露点等)下氧化，进而引起锌层结晶形成相的过程发生变化，最终导致云纹产生。通过研究可得出以下几点：

    (1)带钢镀锌层的外观取决于Zn的结晶形态，Zn的结晶具有优先取向，如果钢带化学成分、板面状态、锌液成分等条件发生变化，Zn的结晶方向也发生变化，例如当带钢表面存在元素偏析时，很容易在Zn层产生斑痕状缺陷。

    (2)相关研究得出，即使在一50～一20℃的露点温度区间内，Mn、S、P、Si、AI等合金元素也会产生氧化和偏析，导致其生成物在钢基和表面分布的数量、形态有区别。研究中所涉及的Mn、S、P、si、Al等合金元素的含量与攀钢冷轧厂钢基中各合金元素含量接近。

    (3)如果带钢表面存在SiO₂)膜，则镀层呈灰色，镀层中善相较发达；P元素使艿1和f相生长很快，镀层出现无光泽斑点。

    在弄清露点和合金元素氧化关系后，控制合金元素的氧化、保持带钢表面质量的均一性，将有助于减少云纹缺陷。

2．3光整亮点(辊印)

    亮点缺陷对钢板生产和质量的负面影响很大。首先，亮点缺陷的出现时间和位置没有规律；其次，亮点缺陷是由于工作辊面粘附了点状物质，有的点状物可以用高压水枪冲洗掉，而相当一部分无法去除。

    国外虽对控制亮点缺陷有较好办法，但有关报道很少。为此，根据经验，对需特别关注的几个方面介绍如下：

    (1)工作辊面粘附点状物质的来源。研究表明，由于光整机使用的工作辊是毛面，在轧制镀锌板时轧辊对板面的“研磨”作用比轧制冷轧板还强烈。随着轧制的进行，研磨下来的颗粒越来越多，而光整时，采用的介质是水，高压水不断将工作辊面的研磨颗粒冲洗掉，水和研磨颗粒的混合物积聚在辊缝入口处，当混合物积聚到一定程度时，会被带入辊缝，在轧制力作用下，研磨颗粒则牢固地粘附于工作辊面，随后形成亮点缺陷。

    (2)清除点状物质的新思路。以前提出的控制点状缺陷的措施均是一种“补救”办法，如用高压水冲洗，是在亮点缺陷产生之后；采用光整液也是将工作辊面的研磨颗粒清洗掉，但未有效阻止研磨颗粒被带入辊缝。此外，根据光整机的设备结构特点，轧制DX54D时(轧制力、延伸率较小)，采用光整液不利于控制板形。为此，在工作辊人口位置加1组软水喷嘴，沿辊缝分别向两侧将研磨颗粒的混合物冲洗掉，使其不会被带入辊缝。

2．4拉矫纹

    拉矫纹产生在拉矫过程中，是横向间距为2～3mm的细微滑移线，这种缺陷对于一般用途的钢板可以不被关注，但对于镀层板在进行涂料喷涂流平时，该细小裂纹常被涂料盖住，当进行高温固化时，其裂纹内包裹的气体逸出，会导致涂层出现针孔缺陷，严重时漆层外观不能保持光滑平整。如要避免这种缺陷，则需改进涂装工艺，这会给用户带来不便。

    传统观点认为，控制拉矫纹应将带钢进入拉矫机的温度控制在40℃以下，而现场发现，在带钢温度正常情况下，仍有拉矫纹产生。

    这种拉矫纹缺陷是在带钢纵向镀层厚度不均情况下而形成的横向条纹缺陷。由于攀钢无锌花板采用降低锌液中铅含量的工艺来生产，因此降铅后锌液粘度增大、流动性降低，从而影响到镀层的凝固。气刀处锌液的流动性过高或过低也将造成带钢纵向镀层厚度不均。此外，带钢板形不良，锌锅段带钢张力波动较大，沉没辊结疤或轴套磨损严重，造成带钢无规律的抖动，导致气刀喷嘴与带钢问的距离产生波动，出现横向条纹缺陷。

    采取适当提高锌液温度和带钢速度，或降低锌液铝含量和气刀高度，缩小气刀和带钢的水平距离，以增大气刀区锌液的流动性，也可使该缺陷减轻。同时，合理设定拉矫机的工作辊上升高度和延伸率，可进一步减少缺陷的产生。

3结语

    采用美钢联工艺生产无锌花板对攀钢是一个新课题，其中对清洗工艺、立式退火炉对再结晶的影响以及锌锅成分如何调控都需进行深入研究。为此，在产品开发和质量控制中应对自身产品的定位做好规划。

    上述4种质量缺陷，通过工艺攻关已收到明显成效，为进一步提高攀钢镀锌板实物质量打下了牢固基础。