高品质热镀铝锌板生产工艺技术研究教材模板.doc

目 录
2 技术要求及生产难点 2
2.1 关键技术要求 2
2.2 技术难点 4
3 关键设备技术研究 4
3.1 退火炉 4
3.2 锌锅 5
3.3 预熔锅 6
3.4 镀后冷却设备 6
4 关键工艺技术研究 7
4.1 脱脂清洗工艺 7
4.2 连续退火工艺 9
4.3 热浸镀 10
4.4 镀后冷却控制 13
4.5 拉矫工艺 14
5专题研究 15
5.1热浸镀工艺 15
5.2 锌渣控制 16
5.3 锌流纹缺点 19
5.4 淹没辊瘤印缺点 20
5.5 气刀亮点缺点 21
6 工业试制 22
6.1工艺控制 22
6.2 产品质量 23
7产品应用 32
8经济及社会效益 33
8.1直接经济效益 33
8.2社会效益 33
9结论 33

1序言
热镀铝锌板（55%Al- 43.4%Zn -1.6%Si）兼顾了热镀锌和热镀铝板优点，含有优良耐蚀性、耐热性、外观装饰性等质量性能特点，是冷轧薄板产品中附加值较高品种之一。从节省材料、降低资源浪费，和有利于环境保护等方面考虑，热镀铝锌板在国外建筑、家电、机械、化工、交通运输等行业取得了广泛应用。热镀铝锌板现在在中国市场关键应用于电气柜制造及建筑（彩涂基板）等行业。其中，电气柜制造业用户对热镀铝锌产品质量要求较高，且因其要求厚度规格绝大多数在1.8～2.0mm，生产技术难度较大（尤其是表面质量控制）。
为满足市场需求，宝钢于建成投产热镀锌及热镀铝锌两用机组（2#CGL），并于成功开发出热镀铝锌产品。凭借机组装备优势（含有厚规格产品生产能力），宝钢热镀铝锌产品在中国电气柜制造业市场拥有率曾一度达成30%左右，打破了韩国东部、台湾烨辉等垄断供给局面。
多年来，伴随市场需求形势改变，和市场竞争加剧，宝钢热镀铝锌产品在品种、规格及质量上不足之处逐步得以显现，市场拥有率也呈下降趋势。为了拓展产品品种、规格，提升产品质量，和改善生产工艺布局，降低生产成本，实现“专题产品、专线生产”，宝钢于计划将上海板材热镀锌机组改造为热镀铝锌专用生产线。同时，为满足市场对产品质量要求，宝钢立项进行《高品质热镀铝锌板生产工艺技术研究》。
项目组针对电气柜制造业用户对热镀铝锌板品质要求，经过对热镀铝锌关键设备（退火炉、镀锅、预熔锅等）和关键工艺（脱脂清洗、连续退火、热浸镀等）研究，在中国首次成功将热镀锌机组改造成热镀铝锌专用生产线，含有了高品质热镀铝锌板生产条件，并实现了电控柜、彩涂用高品质热镀铝锌产品批量生产。截至现在，宝钢热镀铝锌专用生产线累计生产了27万吨热镀铝锌产品，I组品率稳定在92%以上，产品实物质量处于中国领先水平，电控柜用热镀铝锌产品中国市场拥有率超出50%，满足了中国电控柜制造业用户需求，含有较为显著经济效益和社会效益。
2 技术要求及生产难点
2.1 关键技术要求
专用热镀铝锌机组产品定位为高品质热镀铝锌产品，关键应用于家电、电控柜、建筑和彩涂基板等行业，产品在基板性能、镀层性能和表面质量方面应满足以下技术要求。
2.1.1基板力学性能
热镀铝锌产品基板力学性能应符合表1要求。
表1 力学性能和工艺性能
牌号
拉伸试验
锌层180°弯曲试验
屈服强度
Rel或Rp0.2/N/mm2
抗拉强度
Rm/ N/mm2
断后伸长率
A80/%
弯心直径(a=板厚)
DX51D+AZ
---
270～500
≥00
0
2.1.2 镀层性能及均匀性
铝锌产品绝大部分直接以裸板形式使用，对产品镀层耐蚀性要求较高。部分产品还存在折弯、冲压等，产品要求在折弯、冲压后不能产生脱落及显著裂纹，对镀层成型性及附着力要求较高。
GB/T 14978-连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带7.7.3条要求，镀层重量三点试验平均值应大于公称镀层重量；单点镀层重量试验值应大于镀层公称重量85%。上述要求结合镀层厚度转化如表2。
表2 镀层厚度要求
锌层代号
（g/m2）
三点双面试验平均值
（g/m2）
单点双面试验最低值
（g/m2）
60
60
51
80
80
68
100
100
85
120
120
102
150
150
128
2.1.3 表面质量
热镀铝锌产品表面要求以下。
1）FC表面质量要求：
Ø 带钢上表面从不一样角度观察其整体外观无显著缺点造成色差。
Ø 不许可存在：侧光可见锌流纹；淹没辊瘤印、顶辊辊印、镀层横纹、气刀亮点、气刀条痕、擦划伤、钝化斑、锌起伏、露钢（含端部）、条锌、折印、凸包、块状锌粒锌疤等；影响卷取质量边厚。
Ø 许可存在：无显著同板锌花不均；两边部10mm范围内连续钝化不良；偶发轻微、无手感用户可接收其它缺点。
2）FB表面质量要求：
Ø 不许可存在以下缺点：锌起伏、钝化斑、划伤、凸包和影响卷取质量边厚。
Ø 许可存在：轻微锌花不均；轻微反光（侧光）可见锌流纹；2米长度范围内大小不超出20度范围内大，且数量不超出2处无显著手感周期性瘤印；2米范围内轻微手感、数量不超出2处且宽度小于20mm条（块）状锌花不均；两边部20mm范围内连续钝化不良；轻微无手感拉矫纹；无手感辊印和压印，且数量不超出2处；轻微镀层横纹、气刀亮点、擦划伤、折印、气刀条痕、端部点状露钢、顶辊辊印、锌粒、锌疤。
2.2 技术难点
2.2.1 表面质量控制
宝钢铝锌产品关键用于电控柜行业，直接裸用于产品外表面，对产品表面质量要求极高。
宝钢铝锌产品常见且难以处理质量缺点关键有锌流纹、气刀亮点、边厚和瘤印等缺点。
2.2.2 锌花大小及均匀性控制
铝锌产品锌花大小和均匀性受带钢表面形貌、入锌锅温度、锌锅工艺和镀后冷却工艺等影响，影响原因多，锌花改变受工艺改变敏感，极难控制。
2.2.3 镀层均匀性控制
镀层厚度控制受机组速度和气刀工艺控制，机组速度和气流波动等均会造成镀层厚度发生改变，所以控制气刀开口度和确保气流稳定性极为关键。
2.2.4 镀层成型性
铝锌层较脆，加工过程中极易造成镀层开裂，且铝锌层较同重量镀锌层较厚，更易产生开裂。
3 关键设备技术研究
为满足生产铝锌产品设备功效需求，对退火炉、锌锅和镀后冷却设备进行改造。
3.1 退火炉
3.1.1 炉鼻子加热装置
铝锌产品和镀锌产品对退火炉功效需求关键差异在于出口段（带钢入锌锅）温度不一样，带钢入锌锅温度关键依据镀液温度设计，铝锌产品镀液温度（600℃）远高于镀锌产品镀液温度（460℃）。
原有退火炉出口段没有任何加热装置，薄带钢经过冷却段后抵达出口段温度远低于锌锅镀液温度，为实现工艺要求带钢入锌锅温度，在退火炉炉鼻子上增设电加热器及控制区域温度热电偶，以确保高入锅温度要求（工艺要求为590火炉出）。
3.1.2 新增加湿器
加湿器关键作用是控制退火炉出口段露点，预防麻点缺点产生。因为铝锌镀液温度（600℃）较高，生产中有大量锌蒸汽经过炉鼻子进入到退火炉，锌蒸汽和带钢接触粘附于带钢表面，经过锌锅后，在产品表面形成麻点缺点。为预防该缺点产生，增加加湿器，其原理为：让进入退火炉出口段一小部分氮气经过加湿器，使氮气水含量增加（露点升高），然后进入退火炉出口段，使得退火炉出口段水含量增加。锌蒸汽进入退火炉出口段时碰到水蒸汽则冷凝，冷凝后锌蒸汽停止前进停留在退火炉出口段，预防进入退火炉粘附于带钢表面形成麻点缺点。
经过加湿器氮气流量越大，则退火炉出口段露点升高越多，露点太高时则影响炉内气氛还原性，影响镀层附着力，轻易产生露钢缺点，所以必需合理控制进入加湿器氮气流量，当出口段露点控制在-40～-50℃时为最好，如表3所表示，当露点不在以上范围时产品全部有缺点产生。
表3 露点控制及产品缺点
露点
样本数
麻点缺点数
露钢缺点数
缺点百分比
-35℃
25
0
6
24%
-45℃
40
0
0
0%
-55℃
30
9
0
30%
3.2 锌锅
伴随锌锅成份及工作温度改变（55%Al-43.5%Zn-1.5%Si，锌液温度：Max.620℃），镀铝锌锌锅利用现有镀锌锌锅进行改造。镀铝锌锌锅新增供电负荷由热风烘干用变压器kVA富余能力，和原锌锅变压器1600kVA确保，改造后主锌锅功率为2证，改造后主锌锅功率为＝1900kW。因为镀铝锌锌锅和镀锌锌锅使用温度相差较大且耐腐蚀性要求也较高，原有耐火材料完全不能适应，拆除原有耐火材料，重新砌筑新耐火材料。在原锅体前后两侧各增加一个对接法兰，用于安装新增2套加热器。
镀铝锌锌锅结构特点：① 底部为圆弧形, 垂直炉壁, 感应器上倾30器角部署；② 喉部距底部高度大；③本锅新增二台500kW,利旧二台450kW共1900kW功率大功率喷流型可拆式感应体,感应体对称部署于陶瓷锅四个侧面。
本锅机械部分关键由锅体、感应体组成。
锅体含炉壳和炉衬，炉壳为钢板制成筋板在外箱形焊接体，是配有筋板和角撑板刚性结构件。炉衬面层为高铝砖砌筑耐火层，内层为轻质砖和石棉板（或无石棉硅钙板）组成绝热层并兼作炉体各部分胀缩赔偿装置。
感应体是陶瓷锅关键部件，风冷大功率喷流型感应体结构优异, 喷流型熔沟使熔沟内锌液和炉内锌液能实现充足热交换，为适应铝锌镀液需要，对原有喷流型感应体进行了改善，使其喷流性能愈加好。
3.3 预熔锅
将铝锌锭直接加入锌锅，会引发镀液温度和成份波动，因为铝锌产品表面质量对锌锅温度很敏感，轻微镀液温度改变会造成锌花大小改变，同时温度改变还会造成锌渣量增加，进而造成淹没辊使用效果和其它锌花不均等缺点产生，成份波动也会引发镀层质量改变，影响产品质量。
新增预熔锅，利用预熔锅先将铝锌锭熔化，预熔锅温度按640℃控制，则经过溜槽流入锌锅镀液温度和锌锅温度基础一致，预防了锌锅内镀液温度和成份波动。关键设备参数以下：
容量：6吨。
功率：700KW。
熔锌速度：1.7t/h。
3.4 镀后冷却设备
铝锌产品出锌锅后温度较镀锌产品高，要求冷却速度快，原有冷却能力已不足。
新增出锌锅上行移动风箱：①满足生产铝锌产品带钢出锅后快速冷却段需要；②经过控制冷却风量大小控制产品锌花大小。关键设备参数以下：
移动风箱：高度8100mm。
喷管：23对，φ159mm×4.5mm刀唇。
风机：型号4-73 12D，流量68956m3/h，全压3780Pa。
该移动风箱关键优点在于采取刀唇喷射气流，改善了采取孔状形式喷射气流缺点（关键缺点为带钢边部自下而上冷却过程中和带钢中部冷却不均，关键表现为产品锌花大小不一致），采取刀唇喷射气流冷却带钢，则带钢在冷却过程中边部和中部冷却速率一致，有利于锌花均匀性控制。
4 关键工艺技术研究
铝锌产品质量关键在力学性能、镀层质量和表面质量。力学性能在铝锌工序关键经过退火工艺控制；镀层质量关键经过原板表面清洁度、退火炉气氛、带钢入锌锅温度、锌锅工艺和镀后冷却工艺控制；表面质量关键经过带钢入锌锅温度、锌锅工艺和镀后冷却工艺控制。
4.1 脱脂清洗工艺
清洗作用是去除带钢表面残余物，为带钢进入锌锅提供洁净表面。清洗不净易造成镀层附着力不好或漏镀缺点，从而造成不合格产品产生。4#镀锌线采取美钢联法生产工艺，对带钢表面清洁度要求十分苛刻，所以，采取合理清洗工艺，提升带钢表面清洁度是生产合格热镀铝锌合金产品第一步。
热镀铝锌专用生产线采取优异“化学清洗+机械刷洗＋电解脱脂”相结合清洗技术。其清洗效率关键影响原因和工艺控制手段为清洗液浓度、清洗温度、电解电流等。
4.1.1 清洗液浓度
提升清洗液浓度，有利于带钢表面清洗，但浓度高过一定范围后，清洗能力提升有限，不仅造成清洗剂浪费，还会对水洗带来负担，并污染循环罐内软水。电解清洗浓度低会使电流密度值下降，影响清洗效果。不一样浓度对清洗效果影响如表4所表示（其它工艺不变）。
表4 清洗液浓度对清洗效果影响
浓度（FA/Pt.）
40
50
60
70
80
90
清洗效果
△△
△△
△△△
△△△△
△△△△
△△△△
注：“△”数量越多，代表清洗效果越好。
如表4所表示，当浓度达成70Pt时，清洗效果良好，再增加浓度后，清洗效果改变不显著，且当浓度达成80Pt以上后，槽内泡沫严重，造成液体冒漏严重。
4.1.2 电解电流
电解槽电流越大，则电流密度越大，有利于清除带钢表面微观孔隙中油污。依据4#热镀铝锌机组清洗额定电流1A设计水平，在4000～9000进行试验，结果如表5所表示（其它工艺不变）。
表5 清洗液浓度对清洗效果影响
电解电流（A）
4000
5000
6000
7000
8000
9000
清洗效果
△△
△△△
△△△△
△△△△
△△△△
△△△△
注：“△”数量越多，代表清洗效果越好。
如上表所表示，将电解清洗电流值达成为6000A时清洗效果良好，再增加电解电流清洗效果改变不显著。
4.1.3 清洗温度
清洗温度升高，有利于充足发挥清洗剂中多种添加剂作用，降低带钢表面油污和皂化物粘度，提升清洗效率。但过高温度易造成清洗液中表面活性剂浮起及活性下降，和清洗剂供给商进行技术交流，将清洗各段温度控制为70～80清左右时清洗液活性最好，清洗效果最好。
4.1.4 刷辊压力
刷辊压力控制是依据其压下量和压下电机电流值综合控制，刷辊压力合适增加，有利于清除带钢表面油脂，但刷辊磨损较大。依据生产实际情况，刷辊压下量确定为13～16mm，电流值在空转基础上加3～5A，可达成很好效果。
4.1.5 循环罐放散制度
为了确保清洗液洁净度，对101和301循环罐液体进行定时排放和补充，在生产期间，每二十四小时排放101和301循环罐中液体10%。
4.1.6 原料带钢表面清洁度
经过对轧机来料表面清洁度情况进行测量，进行以上清洗工艺设计，并在生产中不停进行工艺参数优化，大大提升了清洗效率。由表6可见，在原板表面残余物较多情况下，清洗后带钢表面残余物小于20mg/m2，满足热镀铝锌合金产品生产要求。

表6 清洗前后残余物对比
编号
清洗前(mg/m2)
清洗后(mg/m2)
总量
残铁
残油
总量
残铁
残油
1
453.5
179.5
274
11.0
7.3
3.6
2
357.5
129.3
227.7
13.5
10.1
3.4
3
376.9
118.5
258.4
10.9
8.2
2.7
4
366.7
97.5
269.2
10.7
7.6
3.1
5
334.5
88.6
255.9
11.2
7.9
3.3
4.2 连续退火工艺
退火作用为：一是对带钢表面进行还原处理，使其以海绵状活性表面进入锌锅，提升镀层附着力；二是对带钢进行再结晶退火处理，使带钢力学性能达成相关要求。上述功效是经过控制退火炉炉内气氛和带钢温度来实现。
4.2.1 带温控制
依据冷硬卷再结晶退火温度和材质（低碳铝镇静钢），带钢退火温度按690～730℃控制，PHF段温度为确保带钢经过预热到加热段整个过程中受热均匀，且烧掉经过清洗后残留在带钢表面微量轧制油等，PHF段温度按≥温度按℃控制。在ES段带温设计中，带钢入锅温度控制较镀液温度低5～10温，其关键目标是：①降低锌锅内底渣；②减小合金层厚度，提升镀层性能；③降低锌蒸汽流动性，预防产生漏镀和麻点缺点。
总而言之，退火炉带过温度按表7进行控制。
表7 带温控制表
区 域
PHF
RTF
ES
温度(℃)
≥230
690-730
590±9
4.2.2气氛控制
热镀铝锌合金产品生产中对基板表面状态要求十分苛刻，所以退火炉气氛控制十分关键。退火炉气氛控制目标是完全去除带钢表面氧化物，为带钢热镀时取得附着力良好镀层奠定基础。4#热镀锌机组采取美钢联法生产工艺，燃烧气体在辐射管内，和带钢接触为N2、H2混合保护气体。炉内气氛控制原因关键考虑以下原因：
1）保护气体质量
保护气体质量好坏直接影响退火炉气氛，为确保退火炉内良好还原气氛，对保护气体(N2、H2混合气体)相关指标提出要求，见表8。
表8 保护气体关键指标
纯度（%）
99.999
氧含量（ppm）
＜5
2）保护气体氢气含量
炉内保护气体作用有二，其一是保护带钢不被氧化，其二是对带钢表面氧化层进行还原。保护气体是逆着带钢运行方向由后向前流动。因为采取美钢联法立式退火工艺，炉内没有氧化介质，加之带钢在立式退火炉内运行时间较长，所以，炉内仅需用含5%H2保护气体就能满足带钢表面还原。
在炉鼻处出口段，为减缓锌蒸汽流动性，需对露点进行合适提升，并将此处氢气浓度合适提升以免带钢氧化，在向其它段逆行过程中使用纯氮将其稀释至5%，确保退火炉安全。
机组退火炉保护气体有两个混合站，其中一混合站向退火炉各段注入5%氢气，向退火炉PHF、RTF、SF、JCS输送保护气体；二混合站H2浓度最高可达30%，在热镀铝锌合金产品生产时提供高浓度保护气体至ES段。
3）露点控制
露点是反应退火炉内水蒸汽含量指标。露点高时炉内还原气氛下降，影响带钢表面还原能力，恶化镀层附着力。依据热镀铝锌合金产品生产实际，退火炉各段露点指标如表9。
表9 退火炉露点
炉 段
PHF
RTF
JCS
ES
露点值(℃)
＜-35
＜-40
＜-40
-40～-50℃
4.3 热浸镀
4.3.1 工艺设计
热浸镀工艺关键包含锌锅内镀液成份及镀液温度，其工艺设计关键考虑成份温度、镀液流动性、浸润性、锌蒸汽原因、底渣控制、铁损、镀后合金层厚度、镀层性能、镀后表面质量等，综合考虑上述原因，设计了表10锌锅工艺。

表10 锌锅工艺参数表
控制工艺
成份(%)
温度 (℃)
Al
Si
Zn

指 标
53～56
1.4～1.7
余量
600±0
4.3.2 工艺控制
1）Al、Si成份控制
生产期间某一时间段锌锅Al、Si含量见图1、图2。由此可见，镀液中铝含量在控制目标范围，且较为稳定；硅含量虽有一定波动，但均控制在目标范围。
图1 锌锅铝含量走势图

图2 锌锅硅含量走势图
综合图1和图2，在热镀铝锌合金产品生产期间，锌液成份控制水平达成设计工艺范围，满足生产需求。在以后各轮生产中，Al、Si成份控制越来越稳定。
2）锌液成份均匀性控制
在正常生产过程中，不加锌锭情况下，对锌锅内带钢出口处(标号A)及锌锅角部(标号B)分别取表面样(深度30cm)和锌液内部样(深度150cm)，对试样镀液成份进行分析，分析结果见表11。
表11 镀液均匀性对比
取样位置
铝含量(%)
铁含量(%)
硅含量(%)
A上
55.82
0.484
1.54
A下
55.38
0.512
1.55
B上
55.38
0.497
1.52
B下
55.57
0.521
1.54
从表11看，在正常生产情况下，锌锅内成份较为均匀，没有出现镀液分层。这对于产品质量控制十分有利；也证实了锌锅取样含有较强代表性。
4.3.3气刀工艺控制
气刀不仅对镀层重量、均匀性进行控制，作为锌锅后第一道工序，其对带钢表面质量有着至关关键作用。气刀是经过气刀喷吹高压气体到带钢上，刮去多出锌液来控制镀层厚度。实际证实，气刀参数不佳会造成边厚、气刀条痕、锌起伏、横纹和亮点等缺点产生。4#热镀锌线气刀角度不能在线控制，所以，生产中气刀关键控制参数(见表12)为气刀距离、高度和气刀压力(取决于镀层重量及气刀间隙)。
表12 气刀参数控制表
气刀距离
20mm～30mm
气刀高度
150～350mm
依据气刀冲量公式[1]，镀层厚度和气刀压力、气刀间隙相关。
I=Pb2
式中：I中喷吹气体冲量；
P吹喷吹气体压力；
b吹气刀缝隙量（开口度）。
通常情况下，气刀间隙越大，气刀刮锌能力越强，能够愈加好控制镀层厚度。但气刀唇隙增大后造成喷吹气体流量增大，压力降低，使气体冷却能力增强，不利于刮锌。
带钢出锌锅后，因为边部较中部热量散失快，边部更轻易冷却，所以铝锌产品生产中极易出现边厚缺点，为预防此缺点产生，又能很好控制镀层厚度，为找出最适宜气刀唇隙，课题组研究了不一样间隙气刀刮锌能力，针对产品镀层厚度不一样，对厚镀层（电控柜）产品和薄镀层（彩涂基板）产品制订了不一样气刀间隙参数，如表13所表示。
表13 气刀间隙参数控制
刀唇位置
1
（操作侧）
2
3
4
5
（中部）
6
7
8
9
（传动侧）
电控柜
1.40
1.30
1.15
1.00
1.00
1.00
1.15
1.30
1.40
彩涂基板
1.20
1.10
0.90
0.80
0.80
0.80
0.90
1.10
1.20
按以上参数控制后，带钢出锌锅后镀层厚度均匀。
4.4 镀后冷却控制
热镀铝锌合金镀层镀层后快速冷却对镀层抗腐蚀性影响很大。快速冷却不仅能够细化富铝枝晶组织(见图3[2])，而且降低枝晶间富锌晶粒体积分数(见图4[2])。这二者均提升了铝锌合金抗局部穿透腐蚀能力。

图3 冷却速度对铝锌钢板枝晶间距(DAS)影响
图4冷却速度对枝晶间富锌晶粒影响
另外，镀锌冷却速度对铝锌合金产品表面质量有较大影响。冷却速度快时，铝锌产品含有表面锌花细小，平整度好，锌花均匀，观赏性强等优点。但过快冷却速度使带钢表面锌花过于细小，且对其它表面缺点掩盖性较差，影响观赏性和表面质量。基于以上原因，热镀铝锌产品镀后冷却速度控制在10～30铝锌s之间，带钢在高跨第一转向辊前温度控制在330℃以下。
冷却速度关系到冷却风机风量，而风量过大则会造成带钢抖动，带钢抖动会造成产品表面出现横纹缺点，严重时造成擦划伤，所以满足冷却需求同时要预防产品出现横纹缺点，经过大量生产试验， 优化2#、3#和4#冷却风机风量配比，修改控制程序，将三台风机冷却风量从下而上（2#－3#－4#）依次减小模式优化为从下而上（2#－3#－4#）依次增加模式，正常生产期间，2#风机风量按20%控制，3#风机风量按40%～50%控制，4#分机风量按60%～70%控制。生产1.80*1250mm规格产品时工艺图5所表示（机组运行速度为72m/min）。

图5 2#、3#、4#冷却风机风量
调整高跨温度，一直确定三台冷却风机风量在以上范围内，同时又确保了高跨冷却温度。
4.5 拉矫工艺
拉矫是控制产品板形关键手端，拉矫压下量不够或过大时往往造成带钢出拉矫机后呈凸形或凹形，影响产品最终板形，在质检台人工用直尺测量带钢横向平直度，较重时带钢边部和中部高度差为3mm左右，而此时开卷确定，50%以上带过存在浪形。经过数次调整，拉矫工艺参数按表14控制时，测量带钢边部和中部高度差为0.5mm以内，此时开卷确定带钢浪形情况基础为零。
表14 拉矫工艺参数
带钢规格（mm）
1单元压下量
2单元压下量
3单元压下量
延伸率（%）
0.4*1000
6
6
10
0.15-0.2
0.5*1000
6
6
12
0.15-0.2
0.6*1000
8
8
14
0.15-0.2
0.8*1000
10
10
16
0.15-0.2
1.0*1000
12
12
16
0.15-0.2
1.2*1000
14
14
18
0.15-0.2
1.4*1250
16
16
20
0.15-0.2
1.9*1250
18
16
23
0.15-0.2
2.1*1250
19
17
23
0.15-0.2
2.3*1250
19
17
23
0.15-0.2
2.4*1250
19
17
23
0.15-0.2
5专题研究
5.1热浸镀工艺
5.1.1 镀液成份
经过专题研究分析和试验证实，镀液中55%铝，43%锌可使铝锌镀层含有最好综合性能[3]，热镀铝锌生产中锌液中硅元素有利于抑制镀液元素和铁基之间扩散和化合作用，预防脆性化合物层过分生长，提升镀层附着性和延展性。为确保产品好表面质量和优良镀层性能，课题组将镀液成份按表15控制。
表15 热镀铝锌镀液成份
锌液成份
Al（%）
Zn（%）
Si（%）
百分比
53～56
余量
1.4～1.7
5.1.2 镀液温度、带钢入锌锅温度
热镀铝锌时锌锅温度过高会加速铁－铝反应，影响镀层性能，带钢入锌锅温度降低，可降低锌蒸汽，提升产品质量和镀层性能。
基于上述分析，将热镀铝锌锌锅温度和带钢入锌锅温度按表16控制。
表16 镀液及带钢入锌锅温度
镀液温度（℃）
带钢入锅温度（℃）
600锅温
590锅温
5.1.3 预熔锅工艺
将铝锌锭直接加入锌锅，镀液温度和成份波动较大，加紧了淹没辊结瘤。所以，铝锌锭必需经过预熔锅系统加入，利用预熔锅先将铝锌锭熔化，将温度和成份调至合适工艺，再将镀液导流入锌锅，预防锌锅内镀液温度和成份大幅波动情况。经过大量生产证实，将预熔锅温度设为640℃时，预熔锅流出锌液经过溜槽热量损失后抵达锌锅液面时温度为600℃左右，和锌锅要求温度相吻合。
锌锭添加严重影响预熔锅温度改变，进而影响镀液温度改变，所以锌锭在添加时不能一次性加入，每个锌锭分三次平均加入，等浸入锌锅部分熔化后方可加入下三分之一，尽可能减小加锌引发镀液温度改变。以上两种方法加锌时溜槽流到锌锅液面处镀液温度如表17所表示（5月22日测量，预熔锅温度设定640℃，锌锅温度设定600℃左）。
表17 加锌时镀液温度对比
加锌方法
锌液温度（℃）
一次性加入
596.3
三分之一加入
601.8
5.1.4 铝锌锅底渣清理制度
为预防热镀铝锌生产时锌渣粘辊和确保镀液纯净，必需尽可能清理洁净底渣，课题组对捞渣制度进行了要求，每轮开机前必需进行捞渣。并利用升降温使底渣重溶和析出方法，改变底渣状态，使锌锅温度由正常600℃降低到590℃进行保温4～5小时后进行捞渣，然后恢复到600℃保温，如此反复2～3次，则锌渣清理较正常打捞更为洁净。从而消除了锌锅内积渣较多和淹没辊粘附底渣情况，降低淹没辊系统结瘤。
5.1.5 铝锌淹没辊装置

优化前 优化后
图6 淹没辊优化前、后对比
为处理带沟槽淹没辊结瘤（铝锌产品常见缺点），上海板材全部使用不带沟槽淹没辊，图6，不带沟槽淹没辊使带钢和辊面全方面接触，使带钢和辊面间应力愈加均衡，改善条状锌花不均。另外，增设淹没辊刮辊装置，见图6，经过刮辊器对淹没辊和稳定辊上结瘤清理，确保辊面良好工作状态，消除淹没辊结瘤。正常生产期间，淹没辊全程投用，依据生产证实，淹没辊刮辊器和稳定辊刮辊器压力分别按2.0kg和1.5kg控制，结瘤清理效果最好。
5.2 锌渣控制
5.2.1锌渣形成
在铝锌产品生产Al-Zn-Si溶液中，因为Al活泼性高于Zn，所以在热镀过程中物理扩散和化学反应关键是在Fe和Al之间进行。因为Al-Zn-Si溶液中较高温度（600℃）和含铝量（55%左右），使得Al和Fe反应很猛烈，在Al扩散到带钢基体内形成化合物同时，带钢上铁原子也扩散到Al内形成化合物，这些化合物在带钢和镀液相互运动下，不停溶解脱落到镀液中，形成锌渣。
5.2.2 锌锅温度对锌渣影响
1）温度试验情况
为分析不一样镀液温度对锌渣影响，将锌锅温度按以下不一样值进行设定并进行检测分析，具体以下。
常规锌锅温度设定为600锅，对锌锅不一样区域温度进行监控，显示温度波动控制在±3对以内，锌液温度分布如表18，对锌锅铝锌液取样命名为A。
表18 铝锌液温度设定为600℃时锌锅四面温度分布
后沿
传动侧
前沿
600.8℃
601.0℃
599.6℃
599.0℃
601.0℃

599.4℃
600.8℃
598.1℃
598.9℃
597.9℃
操作侧
将锌锅控制温度设定为596控， 在该温度稳定生产后，锌液温度分布如表19，对锌锅铝锌液取样命名为B。
表19 铝锌液温度设定为596℃时锌锅四面温度分布
后沿
传动侧
前沿
596.8℃
596.3℃
596.2℃
596.0℃
597.3℃

595.6℃
597.2℃
595.8℃
595.1℃
595.1℃
操作侧
因为生产调整，将锌锅控制温度回调设定为600产，在该温度稳定生产后，对锌锅铝锌液取样命名为C。
将锌锅控制温度设定为593控， 在该温度稳定生产后，锌液温度分布如表20，对锌锅铝锌液取样命名为D。
表20 铝锌池温度设定为593℃时锌锅温度分布
后沿
传动侧
前沿
592.8℃
592.9℃
592.6℃
592.9℃
592.1℃

593.6℃
590.8℃
591.2℃
590.3℃
593.0℃
操作侧
将锌池控制温度设置为590控，在生产过程中，温度波动仍较大，控制器显示温度波动范围为588.5~592.2程，实测最低温度为586.5温。因为熔池温度过低，在试验过程中观察到带钢边缘发白现象。所以终止该步骤试验，将控制温度调回到593熔，带钢上述边缘发白缺点消失。
2）不一样温度下锌锅铝锌液样品显微分析
对在试验中所取样品，经过金相制样，抛光腐蚀后采取扫描电镜进行观察，其经典显微组织照片图7所表示。图7a所表示铝锌池取样温度为600℃，能够看出在铝锌液中存在冷却时析出少许铝锌渣，同时析出少许Si。图7b所表示显微组织为596℃锌池铝锌液冷凝组织，由显微组织能够看出铝锌液中铝锌渣数量有所增加，同时析出Si量增大。图7c所表示样品一样自600℃铝锌熔池，显微形貌和图a所表示类似。图7d所表示为593℃铝锌液冷凝组织，显微组织中铝锌渣数量显著增多，从形态上分析大部分铝锌渣形成在铝锌液冷凝前。

a） 600℃铝锌熔池显微照片（A）

b）596℃铝锌熔池显微照片（B）

c）回调600℃铝锌熔池显微照片（C）

d）593℃铝锌熔池显微照片（D）
图7不一样锌锅温度铝锌熔池显微照片
3）铝锌液样品成份分析
对工业试验所取得样品，采取波谱对铝含量、锌含量、硅含量和铁含量进行分析，其试验结果如表21所表示。
表21 不一样温度熔池铝锌液成份
熔池样品
Al（%）
Si（%）
Fe（%）
Zn（%）
A
56.27
1.73
0.38
41.62
B
54.88
1.71
0.32
43.09
C
57.56
1.67
0.36
40.41
D
53.41
1.68
0.28
44.63
熔池铝锌液成份为前期所取样品逐一分析后所求得平均值，由分析试验结果能够看出，在铝锌液温度为600锌A熔池中，其中铁含量约为0.38%；当温度降低到596度时，铝锌液中铁含量显著降低，降低到0.32%。伴随试验温度降低到593试，而且试验时间延长，铝锌液中铁含量下降到0.28%。
从以上试验得出：锌锅温度又高往低改变时，镀液铁含量降低，在高温时镀液中溶解铁在温度降低时将以锌渣形成析出，逐步沉于锌锅底部，或粘附于和淹没辊系或带钢表面，形成产品表面缺点。
5.3 锌流纹缺点
锌流纹缺点是因为钢板带出锌液在抵达气刀前因冷却作用，使其粘度变高，流动性下降，在气刀刮锌时产生波纹。
1）带钢速度
锌流纹是锌液在抵达气刀前因为冷凝作用使粘度变大、流动性变差引发，所以，带钢所带热能对锌流纹形成有较大影响。提升带钢运行速度或降低气刀高度能够缩短带钢出锌锅后进入气刀时间，保持带钢上液态锌热能和镀层均匀性，减轻锌流纹缺点。现场试验中，经过提升机组速度，对锌流纹缺点有一定改善。
2）锌液温度
现场研究表明，锌液温度升高，能提升带钢储存热能，确保带钢表面锌液流动性，降低锌流纹形成，反之，锌液温度越低越易形成锌流纹缺点。所以，在生产中，应提升锌液温度。但锌液温度不宜过高，文件指出，当镀液温度超出600℃时，铁损则随锌液温度升高而急剧增加，Fe，铁损合金层也急剧增厚，严重影响质量和镀层性能[4]。所以，生产热镀锌产品锌液温度应控制在600，生℃。
3）带钢入锌锅温度
带钢入锌锅温度会影响其出锌锅后热能，从而影响带钢表面液态锌流动性。生产中，适度提升带钢入锌锅温度，有利于降低锌流纹缺点，提升产品质量。
4）气刀喷气量
在生产中，用不一样喷气量（压力）生产相同镀层试验证实，气刀喷气量越大，越易产生锌流纹。所以，薄镀层生产中应经过减小气刀唇隙尽可能减小气刀喷气量。
5）带钢厚度
锌流纹形成和带钢蓄热功效有亲密关系。现场生产中，当带钢越厚时，带钢蓄热功效越好，从而确保了锌液在带钢表面流动，锌流纹缺点越少；反之，带钢越薄时，生产中越易产生锌流纹缺点。所以，生产薄规格带钢时，更要注意锌流纹缺点影响原因。
5.4 淹没辊瘤印缺点
铝锌淹没辊结渣是因为镀液中淹没辊和带钢受铝锌硅液腐蚀并和之反应，在淹没辊表面生成金属间化合物或锌渣粘附于淹没辊表面形成结渣。因为热镀铝锌硅镀液温度高，镀液中铝含量高，这种金属间化合物生成速度很快。淹没辊辊面结渣后，带钢结渣部位受力增大，基体受到不一样程度破坏，如划伤或粗糙度改变，当板面粗糙度发生改变时，锌花形核生长表面能会发生改变从而造成锌花大小不一。
淹没辊瘤印缺点是因为淹没辊表面结瘤后，带钢和淹没辊接触应力不均造成基体损坏而引发，其关键影响原因有以下几点：
1）辊面结瘤
热镀铝锌过程就是带钢表面铁元素在铝锌液中进行扩散和金属间化合物形成过程，越靠近带钢表面铁元素含量越高，当铁元素超出其溶解度后就和铝元素形成铝锌渣。淹没辊辊面沟槽使带钢和淹没辊表面出现接触面和非接触面，生产中带钢和淹没辊辊面各部位接触状态和应力是不均匀。带钢和淹没辊接触部位因成份和应力关系更易造渣，并逐步堆积成壳。形成淹没辊瘤印。
2）镀液硅含量
热镀铝锌镀液含53-56%AL，工作温度600℃左右，含有极强腐蚀作用。铝锌液和钢基之间进行猛烈扩散和化合作用，首先使镀层内部化合物层厚度增加，其次又使镀液中渣相增多。研究表明，在镀液中加入1.5%左右Si，在带钢表面首先形成Fe－Si化合物，并占据Fe2Al5晶格中空位，使Al－Fe之间扩散形成障碍，抑制Al－Fe之间扩散和化合作用[1]，降低镀液中铁含量，延长淹没辊结瘤周期。但现场试验同时也表明，硅元素高于1.6%以后，带钢表面易出现漏镀缺点。
3）锌锅温度
镀锅温度对淹没辊结瘤影响关键是两方面：①影响带钢在锌锅中铁损速度。伴随温度越高，带钢铁损越快，淹没辊结瘤越快。生产实践也证实，锌锅温度高于610℃时，淹没辊结瘤频繁，甚至多根淹没辊使用时间低于二十四小时；当锌锅温度降至600℃后，淹没辊结瘤情况显著好转，淹没辊平均使用周期达成120小时以上；②锌锅温度影响镀液中铁溶解度。现场试验证实，采取直接添加合金锭到锌锅时，锌锅区域温度下降达成60℃，因为铁溶解度变小使锌锅内产生大量渣，造成淹没辊快速结瘤。采取预熔锅加锭方法时，锌锅温度波动范围小，能够控制在±2℃之内，多数淹没辊使用达成正常周期。
4）带钢入锌锅温度
热镀铝锌生产中带钢入锌锅温度通常比锌锅温度低20℃，带钢入锌锅温度降低有利于减轻炉鼻子锌蒸汽，预防针状漏镀缺点。还能减轻带钢表面铁扩散，减轻淹没辊结瘤。若带钢入锌锅温度高或稳定性差，会加速淹没辊结瘤。
5）锌锅底渣
当铝锌镀液中铁含量饱和时，就和镀液中铝、锌、硅元素形成金属化合物，沉于锌锅底部，形成底渣，初生底渣呈细砂状