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热基镀锌沉没辊辊印问题的分析与解决

摘要：结合我国热镀锌生产线的生产工艺和设备，从热镀锌生产线沉没辊辊印的产生机理入手，从生产工艺、设备等造成缺陷的影响因素入手，分析了辊印缺陷产生的原因，并提出了解决辊印缺陷的方法。
关键词：热镀锌；沉没辊辊印；问题；解决
引 言
由于制造业和建筑工程科学技术的进步，钢铁制造商需要改进产品的物理性能和加工工艺，以满足用户的要求。解决热镀锌板的沉没辊辊印问题是一个较为紧迫的课题。
1 沉没辊辊印形成原因
热镀锌的实际生产工艺实施中，容易产生沉没辊辊印的缺陷，这就对热镀锌的产品外观质量造成很大程度影响。在使用沉没辊的过程中，对产生辊印进行取样和分析。结果表明，辊印缺陷以等距状态分布在产品表面上（如图1所示），严重的辊印缺陷有明显的凸手感。这必然会影响产品的使用。这种沉没辊辊印的质量问题主要与铝含量有关。如果锌锅底部有更多的FeZn7渣沉积，则当铝含量增加时，不可避免地会产生Fe2Al5，然后在流动的锌溶液下漂浮，最后通过沉降辊和稳定辊附着到带钢表面。

图1 辊印在带钢表面
1.1 受到材质因素的影响
热镀锌沉没辊印的生产也会受到材料因素的影响。在热镀锌生产中，沉没辊的使用要求决定了沉没辊在各方面性能应满足相应的要求，并具有锌液的耐腐蚀性和锌渣的附着力。不同的沉没辊应用也有不同的应用效果。沉没辊在使用中，辊面腐蚀，出现许多小缩孔，呈蜂窝状。辊面也会形成由Fe-Al和Fe-Zn化合物组成的腐蚀产物，其成分与锌渣成分相近。随着腐蚀性的增加，产品在轧辊表面会形成凸瘤，带钢通过时会形成辊痕。
1.2 锌锅内产渣量与温度的关系
在辊印产生过程中，厚度大于1.5mm的带钢生产的辊印次数远高于厚度小于1.5mm的带钢，这与带钢温度和锌液温度有很大关系。带钢进入锌锅的温度和热镀锌线锌锅中锌液的温度控制相对严格，而带钢进入锌锅的温度根据带钢的规格、品种和涂层要求而变化（详细见表1）。如果厚板的速度较低，当板温较低时，带钢将向锌液传递更多的热能，但传递的热能只是促进锌液中各种反应所需的能量；当锌锅中的锌液温度达到460℃时，锌液内的反应会加速进行，导致产渣量显著增加；当锌锅温度低于460℃时，产渣量减少，辊痕明显消除。
带钢厚度/mm
入锌锅温度/℃
锌液温度/℃
1.00
420~460
450~465
1.30
420~455
450~460
1.50
420~440
450~460
1.8
410~440
450~460
2.00
405~430
450~455
2.30
400~430
450~455
表1 带钢厚度与锌液温度、入锌锅温度控制参数
1.3 沉没辊自身因素
锌渣在浸入式辊面的粘附会严重影响热镀锌带钢的表面质量，甚至影响锌液在沉没辊表面的流动。由于原设计的沟槽倒角设计不合理，容易产生沟槽印、辊印，容易堵塞。因此，应根据情况适当改变坡口倒角，将原来的0.8mm倒角改为1.5mm倒角，以提高沉没辊表面锌液的流动性和除渣效率。沉没辊使用前表面光洁度很高，但在生产中，随着带钢与锌液的接触，轧辊表面粗糙度逐渐增大，甚至出现剥落。当辊面粗糙度增加时，辊面液态锌的流动性逐渐变差，使锌渣的附着力增强，带钢表面辊印逐渐明显。因此，在生产后期应密切观察带钢表面的锌粒，并适时更换浸入式沉没辊。
2 热镀锌沉没辊辊印工艺问题控制措施探究
2.1 注重控制方法的多样化实施
解决辊印质量问题时，可在锌锅中加入锌锭。通过科学的配比设置，可进一步提高铝含量，充分保证锌液的铝含量。控制量可控制在0.2%-0.22%。辊印产生时，通过加大冷却段负荷，可将带钢进入锌锅的温度降低到400-430℃，锌锅的预设温度可提高到450-455℃，从而避免锌锅感应器功率大导致锌液温度升高。应充分注意降低锌锅中铁锌反应的速度，有效降低锌锅的热反应能，有效防止辊印的形成。
2.2 进入锌锅的带钢温度及速度
在生产过程中，机组的低速生产时的沉没辊印，小于高速度生产时的沉辊。提高机组速度可以缩短带钢与浸入式沉没辊的接触时间，从而降低锌渣粘附在带钢表面的可能性。但是，当加热段带钢温度控制在820~830℃左右时，机组提速必然会使冷却段带钢温度升高（因为冷却段冷却风机容量有限，冷却能力不足）。带钢进入锌锅的温度与锌液的温度相差较大。沉没辊上的锌渣在温差的作用下，容易粘附在带钢表面。通过分析，操作人员在保证机组高速运行的前提下，制定了带钢进入锌锅的合理温度，并要求操作人员在生产过程中严格执行。由于热镀锌线生产厚度规格跨度较大，设计为0.6~2.3mm，带钢锌锅温度不能保持不变，而是随着带钢厚度的增加而降低（厚带钢内部热量大）。
2.3 注重对沉没辊材料的选择以及技术的科学应用
想要有效解决辊印的质量问题，就应从多方面入手。在锌液下沉没辊的选材方面，应与当前的技术发展相联系。只有充分重视优质材料的应用，才能保证加工整体质量水平的提高。喷涂工艺可在轧辊表面实施。在WC-CO材料的应用下，通过涂刷封孔剂和空气自然干燥工艺封闭涂层孔隙后，可有效防止颗粒粘附。如果锌渣不聚集在辊面上，必然会减少沉没辊的辊印缺陷。在钴基粉末的保护下，轧辊表面的材料不会与锌合金直接接触，这将不可避免地消除缺陷。在具体工作中，沉没辊的孔型设计也应注意优化，并可保留螺旋槽的形式。
2.4 沉没辊沟槽的加工尺寸
虽然沉没辊表面光滑，满足生产要求，但凹槽尺寸不能满足图纸要求。外导角加工不顺畅，有棱角。在加工凹坑辊的过程中，虽然使用了成型刀，但成型刀的制造主要关注凹槽中凹槽的平滑度。对于外导角，成型刀在加工中存在误差，无法保证平滑度。对此，技术人员要求所属企业准备两套成型刀分别加工坡口和导向角，并要求加工导向角时成型刀尺寸略大于图纸要求，从而减少因操作失误造成的加工缺陷。
2.5 加强对锌灰的处理，清洁辊面的污染物
为防止辊印质量问题的发生，应加强多方面的考虑。锌灰是造成沉没辊辊印的重要因素。因此，应采取积极措施，加强对锌灰的处理。通过停机时间，在炉壁侧面设置清灰孔，在炉壁上安装锌灰泵，更有利于锌灰和锌渣一起抽出炉鼻子。在具体生产中，还应及时调整生产计划，并在振动下将锌灰与钢带分离。通过这些方法的应用，最大限度地减少了锌灰的用量，大大降低了锌灰污染沉没辊表面的概率，有效地提高了带钢表面质量。
2.6 锌锅中锌液的成份含量
铝是液态锌各种成分中非常重要的元素。铝含量过高或过低都可能导致沉没辊辊印缺陷。铝含量太低，锌锅内锌液流动性差，锌渣难以沿沉没辊流动，辊面的沟槽的锌渣易粘在带钢表面；过量的铝含量会增加锌锅中的锌渣产量（浮渣的主要成分是铝）。这些炉渣将随着带钢的运行和沉辊的旋转而搅拌，粘附在沉没辊表面，并在带钢和沉辊挤压过程中压在带钢表面。针对这一问题，经分析，操作人员重新调整锌液中铝含量的控制。要求操作人员严格按照检化验的铝含量检测结果来添加相对应的锌锭，并将铝含量控制在最佳范围内。
结束语
总之，解决热镀锌沉没辊的辊印的质量问题，应从多方面充分考虑。在分析了沉没辊表面质量问题产生的原因后，提出了几点解决措施。通过对这些层次的研究和分析，可以对解决辊印的问题起到一定的支撑作用。
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