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改善镀锌双相钢表面镀层不良缺陷的研究

热度0票浏览123次时间：2020年3月27日 16:20

李志庆

（马鞍山钢铁股份有限公司马鞍山安徽 243000 ）摘要：针对高强双相钢表面出现的镀层不良缺陷，生产线对清洗段、炉内气氛、锌锅、冷塔塔顶辊进行了试验跟踪和工艺参数调整，得到，清洗段增设磁过滤器装置，使用进口金刚砂材质刷辊，降低锌鼻子露点，降低锌锅锌液成分 Al 含量，塔顶辊辊面增设抛光装置，对高强双相钢表面镀层不良缺陷有显著的改善作用。

关键词：高强钢；镀层不良；磁过滤；露点； Al 含量1 引言

近来来，汽车行业在蓬勃发展，随着汽车燃油经济性和车身安全性要求的不断提高，汽车车身轻量化成为金属材料行业研究的一大趋势，具有强度高、成形性能好等特点的先进高强度钢，成为汽车车身轻量化中重要的材料选择方向。汽车钢使用在汽车车身上必须要提高其耐蚀性能，而热浸镀锌是提高高强钢耐蚀性能最经济、最有效的方法 [1] 。

高强度双相钢中一般含有 Mn 、 Si 、 Cr 等合金元素，这些元素能够起到稳定奥氏体的作用，减少珠光体生成的作用。但硅元素与氧气的亲和力极强，在连续退火热镀锌过程中，硅与氧气结合后易在带钢表面形成 SiO2 等氧化物。钢板表面生成的这些氧化物与锌液的浸润性较差，造成镀锌层的附着力下降，进而产生漏镀，反应到带钢表面为镀层不良缺陷。镀层不良缺陷目前成为生产过程中的一大难题，生产线从清洗段、退火炉气氛、镀锌工艺对双相钢镀层不良（山水画）缺陷进行了跟踪研究，改善带钢表面镀层不良缺陷，提高镀锌双相钢的表面质量 [2] 。

2 试验跟踪

2.1 清洗工艺

对生产的 DP800 双相钢表面的镀层不良（山水画）缺陷进行了取样检测分析，镀层不良区域是由多个小漏镀点组成一个的片区，形成宏观山水画形貌，缺陷形貌不规则，漏镀点尺寸多为50~200 μ m 。形貌大致可分为漏镀边界为全台阶和半台阶的漏镀点 2 类形貌。

镀层不良缺陷即为漏镀缺陷，则生产线冷轧卷的脱脂清洗不干净为造成带钢在锌锅区域漏镀的原因之一，首先从提高带钢表面的清洗质量入手，对清洗段刷辊的磨料丝进行改进，采用德国进口的金刚砂材质和碳纤维材质相间制造而成的磨料丝。金刚砂刷丝对板面的铁粉、油脂进行清理，碳纤维刷丝主要进行辅助擦洗。

同时将清洗段的刷洗工艺增加磁过滤装置，将带钢表面的淤泥、残油、残铁等赃物彻底清洗带出，并将刷洗段刷辊压下量设置调大，明显改善了带钢表面出清洗工艺的清洗质量，减少了双相钢在锌锅区域镀锌的漏镀影响， DP800 双相钢表面镀层不良缺陷得到很大程度的改善 [3-5] 。

2.2 锌鼻子露点及锌液成分

带钢在经过退火炉工艺后通过密封的新鼻子进入锌锅内，锌蒸汽的蒸发沿锌鼻子上升遇较冷的锌鼻子壳体会冷凝成锌灰低落带钢表面，因此，镀锌线会在锌鼻子区域设置锌鼻子加湿系统，向锌鼻子内输入湿氮气，并在锌液表面形成一层氧化膜抑制锌灰缺陷的形成，但 DP800 双相钢镀层不良缺陷取样的成分检测分析，在漏镀区域存在 Mn （ Cr ）含量略高于基体成分的现象，且从截面锌层与基板界面可以看出在锌层和基板界面处存在 Al 、 O 峰。该氧化膜与铝和氧含量有关 [6-7] 。

氧含量高即为锌鼻子加湿带入的 H 2 O 含量较多造成，则在生产高强双相钢前调整锌鼻子加湿露点值，将锌鼻子加湿露点值降低到较低的数值，减少水含量的进入，从而减少氧化薄膜的生成。 Al含量主要来自于锌锅锌液成分，在生产高强双相钢前控制锌锅锌液成分至较低的铝含量。结合起来即降低锌液铝含量，减少加湿器输入锌鼻子内的水含量，共同作用减少氧化膜的生成，从而减少高强钢带钢表面的镀层不良缺陷，该方法采用后高强双相钢表面的镀层不良缺陷得到显著改善 [8-9] 。

2.3 冷却塔塔顶辊面抛光

高强钢热镀锌出锌锅后将经过上行段冷却塔冷却风机进行冷却锌层，但当厚规格、厚度层带钢运行至塔顶时表面温度依然较高，表面锌层未完全凝固，在塔顶辊进行 90 ° 转向，高温下的带钢转向时与辊面接触发生锌粉的脱落粘附辊面，辊面上的锌颗粒压入带钢表面形成黑点状的镀层不良缺陷，严重影响带钢的表面质量。

在生产高强双相钢时要调整冷却塔上行段风机功率至最大，确保带钢至塔顶时表面温度低于 230℃ ，同时在塔顶转向辊处增加辊面抛光装置，抛光砂轮保持连续投用，修磨塔顶辊辊面与带钢锌层之间摩擦粘附辊面的锌颗粒，减少或消除带钢辊面的锌颗粒后，减少了在带钢粘附的数量，从而有效改善高强双相钢镀锌表面的镀层不良缺陷。

3 结论

（ 1 ）改用金刚砂材质的磨料丝刷辊辊，刷洗段增加磁过滤清洗装置，增大刷辊压下量，提高带钢表面的清洗效果，对改善高强双相钢表面镀层不良缺陷有明显的作用；

（ 2 ）低锌鼻子加湿露点值、低锌锅锌液铝含量成分对高强双相钢表面镀层不良缺陷有显著的改善；

（ 3 ）冷却塔塔顶辊辊面增加砂轮抛光装置，清理辊面粘附的锌颗粒有助于改善高强双相钢带钢表面的镀层不良缺陷。 ■参考文献

[1] 李远鹏，张启富，江社明 . 连续退火镀锌气氛中氢含量对 Mn-Si双相钢表面选择性氧化的影响 [J]. 钢铁研究总院， 2012, 37(3):

89-93.

[2] 张红 . 退火温度对热镀锌双相钢合金元素表面富集及可镀性的影响 [J]. 宝钢股份有限公司研究院， 2013, 38(1):70-73.

[3] 商融，何天庆 . 冷轧带钢清洗刷辊的使用与维护 [J]. 鞍钢股份公司冷轧厂， 2011, (5):18-19.

[4] 刘海涛，周建伟 . 电磁过滤器在冷轧中的应用 [J]. 沈阳工学院，2015, 32(2):99-100.

[5] 毛召芝 . 浅析国内冷轧厂常用磁性过滤器的应用 [J]. 中冶京诚工程技术有限公司轧钢工程技术所， 2013, 204(1):89-92.

[6] 李远鹏，江社明，张启富 . 双相钢中铝含量对表面氧化物及抑制层形貌的影响 [J]. 中国钢研科技集团有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室， 2012, 24(5):29-34.

[7] 颜飞，陈莹莹，邓照军等 . 氧元素对热镀锌双相钢锌层附着力的影响 [J]. 武汉钢铁股份有限公司冷轧总厂， 2013, 36(5):370-374.