专利名称：连续热镀锌锌液铝含量调节方法
技术领域：
本发明涉及钢板表面涂镀技术领域，具体涉及一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法。
背景技术：
连续镀锌钢板(简称GI)由于具有很好的表面质量、优异的抗腐蚀性能和成本低， 在工业生产中得到了广泛应用。随着我国工业化进程的加速，其用量将会越来越大。
在连续热镀锌生产中，铝是向锌液中添加的最关键的元素之一，向锌锅内添加一 定量的铝，可以大大改善锌液和镀层的性能，提高产品质量和使用性能。其主要效果如下 其一，铝元素可在钢基表面反应生产Fe2Al5，加强镀层与钢基的结合，并可抑制脆性合金层 的生长，使产品获得良好的镀层粘附性，防止加工成型过程中锌层脱落缺陷。其二，锌液中 含铝可使镀锌板表面光亮，提高板面亮泽性和观赏性。其三，铝元素可与锌液中的铁反应生 产Fe2Al5，形成表渣并通过捞渣操作清除，起到净化锌液，减少或消除锌锅底渣作用，从而降 低人工捞底渣的强度，并可防止锌渣粘附于沉没辊上造成带钢表面锌疤缺陷。其四，铝元素 可提高镀层硬度，降低在加工过程中的锌粉脱落量，从而改善镀层的加工性能。
锌液中的铝有两种存在方式，一种形式是溶解于锌液中，它的主要作用是与带钢 表面的铁发生反应形成一层较薄的抑制层，避免或抑制在镀层与基板界面处形成Fe-Zn合 金层，我们称之为有效铝；另一种形式是溶于合金化合物中，当铁处于过饱和时，锌锅中的 铝可与铁、锌作用，形成Fe-Zn-Al金属间化合物，成为底渣或浮渣。对于连续镀锌钢板而 言，控制锌液中的有效铝含量可以将锌液中底渣转化成面渣便于清除。通常，在连续镀锌钢 板生产中，锌液中有效铝含量控制要大于0. 135%，才能避免底渣的产生。
在连续热镀锌生产过程中，钢板镀层表面常产生锌渣缺陷，其主要原因是受到 镀锌工艺参数的影响，而镀锌工艺中锌锅铝含量的控制是提高镀层表面质量、减少锌 渣缺陷、降低生产成本的技术关键。在连续热镀锌钢板生产中，总铝含量的控制值为 0. 16%-0. 22%，若铝含量过高，将影响产品的焊接性及涂装性，当铝含量过低时，可能导致 界面形成铁_锌合金层，影响产品的成型性，降低表面质量。 锌液中铝含量的稳定对镀层产品的性能、质量和成本起着非常重要的作用，因此 如何实现锌液中铝含量的稳定控制是非常关键的工作。要实现锌液中铝含量的稳定，必须 做到镀层带走铝的量同锌液中补充铝的量基本相同。镀层带走的铝的量受到镀层厚度、基 板、机组速度等因素的影响，而这些因素在实际生产过程中是经常变化的，这就造成了镀层 中带走的铝含量是变化的，这种变化直接影响锌液中的铝含量的稳定。同时锌液中的铝含 量还受到基板表面的清洁度、基板入锌液温度、基板材质等因素的影响。所有这些都会引起 锌液中铝含量的波动。 然而，通常锌液中铝含量的控制是通过所添加主锌锭和辅助锌锭来调节的。而众 多使用的主锌锭铝含量在O. 35% -0. 42%，辅助锌锭铝含量为4. 0% -4. 6%，辅助锌锭的铝 含量高于主锌锭的铝含量，有些机组采用两种以上不同铝含量的辅助锌锭。现有技术存在的问题是，当锌锭的铝含量在上述范围之间时，在锌液铝含量调整中，铝含量波动很大，从 而影响镀层产品的质量、性能和成本。
发明内容
本发明针对以上问题而提供一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，以减少锌液成 分不稳定而导致的产品质量缺陷。 为了实现上述目的，根据本发明的连续热镀锌锌液铝含量调节方法如下在连续 热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总A1含量，并执行以下操作若总A1含量《0. 185% (重 量)，则添加主锌锭①；若O. 185% (重量)〈总A1含量《0. 190% (重量)，则以重量比 为1 : 4添加主锌锭①和主锌锭②；若0. 190% (重量) <总Al含量《0. 195% (重量)， 则以重量比为l : 8添加主锌锭①和主锌锭②；若O. 195% (重量)〈总A1含量〈0. 22% (重量)，则添加主锌锭②；若总A1含量X). 22% (重量)时，则以重量比为l : 4添加纯 锌锭和主锌锭②，从而保持预定的锌液面。其中，主锌锭①包含0. 48% (重量) 0. 52% (重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，主锌锭②包含0.36X (重量) 0. 40% (重量) 的Al，余量为Zn和允许的杂质，纯锌锭包含Zn和允许的杂质。 根据本发明，主锌锭①、主锌锭②或纯锌锭的允许的杂质含量小于等于0. 1% (重 通过采用以上方法，能够非常容易地使得连续热镀锌锌液中总铝含量稳定地控制 在O. 16% (重量) 0. 22% (重量)，并且铝含量波动范围比较小，从而能够生产出镀层性 能良好的GI合格产品。
图1示出了本发明的实施例与对比示例的总铝含量的对比曲线图。
具体实施例方式
本发明将通过具体实施方式
和实施例进行详细描述和说明，使本发明的上述目的 和优点更加明了。 需要说明的是，如果没有特别指出，则在下面的描述中提及的百分比均是指重量 百分比。 本发明所使用的主锌锭①的成分如下0. 48% 0. 52%的Al、允许的总量不超过 0. 1%的杂质和余量的锌。 本发明所使用的主锌锭②的成分如下0. 36% 0. 40%的Al、允许的总量不超过 0. 1%的杂质和余量的锌。 本发明所使用的纯锌锭的成分为Zn和允许的总量不超过0. 1%的杂质。
根据本发明的连续热镀锌锌液铝含量调节方法如下 在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作若总Al含 量《0. 185%，则只添加主锌锭 ;若O. 185X〈总A1含量《0. 190%，则以重量比为1 : 4 添加主锌锭①和主锌锭②；若0. 190% 〈总A1含量《0.195%，则以重量比为1 : 8添加 主锌锭①和主锌锭②；若0. 195%<总Al含量< 0. 22%，则只添加主锌锭@ ;若总Al含量>0.22%时，则以重量比为1 : 4添加纯锌锭和主锌锭②，添加过程中以锌液面不变为基 准。 实施例1 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mmX0.6mm、镀层重量为120g/tf(双 面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法来检测锌液中的总铝含 量，生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过 添加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为 0. 175%，通过添加6块主锌锭①，以保持锌液面。再次通过化学分析法检测得知锌液中的 总铝含量为0. 186%，又添加1块主锌锭①和4块主锌锭②，以保持锌液面。第三次通过化 学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0. 191%，此后添加1块主锌锭①和8块主锌锭②， 以保持锌液面。该产品(1100mmX0.6mm)1组的成品率为91%。 在后续的生产过程中，产品规格变换成lOOOmmXO. 5mm、镀层重量为120g/ m、双面)，期间采用化学分析法进行了三次检测，测得锌液中总铝含量分别为0. 190%、 0. 188%、0. 186%，这期间均按1 : 4的重量比添加主锌锭①和主锌锭②。在该工艺过程中， 还随机检测了 9次锌液中总铝含量，其检测值分别为0. 184%、0. 186%、0. 185%、0. 191%、 0. 190%、0. 191%、0. 190%、0. 188%和0. 189%，总铝含量的波动范围《0. 007%，在图1中 示出了其波动曲线。该产品(lOOOmmXO. 5mm)1组的成品率为90%。
实施例2 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为llOOmmXO. 5mm、镀层重量为200g/m2 (双 面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为大约176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量，生 产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌 锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为O. 191%， 通过添加1块主锌锭①和8块主锌锭②来维持锌液面。再次采用化学分析法检测锌液中的 总铝含量为0. 177%。此后添加了 8块主锌锭①，然后检测锌液中的总铝含量为0. 176%， 该规格产品共进行过8次总铝含量正常检测和4次随机检测，检测值分别为0. 191%、 0. 177 %、0. 176 %、0. 178 %、0. 177 %、0. 176 %、0. 178 %、0. 182 %、0. 180 %、0. 183 %、 0. 184%和0. 182%，总铝含量的波动范围《0.015%，在图1中示出了其波动曲线。该产品 I组的成品率为92%。
实施例3 连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mmX1.0mm、镀层重量为200g/m2 (双 面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量，生 产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添加锌 锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为0. 193%。 期间按照重量比为l : 8添加2块主锌锭①和16块主锌锭②，进行过3次总铝含量检 测，总铝含量分别为0. 193%、0. 195%、0. 197%。接着添加10块主锌锭②后检测总铝含 量为O. 198%。在该工艺过程中，还随机5次锌液中总铝含量，其检测值分别为0. 193%、 0. 195%、0. 197%、0. 194%和0. 195%，总铝含量的波动范围《0. 004%，在图1中示出了其 波动曲线。该产品I组的成品率为91%。
实施例4
5
连续热镀锌机组连续生产带钢规格为1100mmX1.0mm、镀层重量为180g/tf(双 面)的镀锌产品，锌锅锌液重量为约为176吨，采用化学分析法检测锌液中的总铝含量， 生产过程中每隔4小时检测一次，以锌液面不变为基准。机组在连续生产过程中通过添 加锌锭来保持锌液面，每块锌锭的重量为大约1000kg。初次检测锌液中的总铝含量为 0.221%。期间按照重量比为l : 8添加2块纯锌锭和8块主锌锭②，进行过3次总铝含量 检测，总铝含量分别为0. 222%、0. 221%、0. 201%。接着添加8块主锌锭②后检测总铝含 量为0. 196%。在后续的5次锌液中总铝含量检测中，其检测值分别为0. 198%、0. 197%、 0. 197%、0. 198%和0. 196%，总铝含量的波动范围《0. 002%，在图1中示出了其波动曲 线。该产品I组的成品率为89%。
对比示例 连续热镀锌机组生产带钢规格为lOOOmmXO. 7mm、镀层重量为120g/m2 (双面)的 镀锌产品，锌锅锌液重量约为176吨，采用化学分析法来检测锌液中的总铝含量，生产过程 中每隔4小时检测一次。机组在连续生产过程中通过添加锌锭来保持锌液面，所采用的主 锌锭包含0. 35% -0. 42%的铝和小于等于0. 1%的允许的杂质和余量的锌，辅助锌锭包含 4% _4.6%的铝和小于等于0. 1%的允许的杂质和余量的锌。主锌锭的重量约为1000kg， 辅助锌锭的重量约为10kg。初次检测得知锌液中的总铝含量为O. 170% (重量)，通过理 论计算后添加4块主锌锭和30块辅助锌锭来保持液面并调节铝含量。再次通过化学分析 法检测得知锌液中的总铝含量为O. 195% (重量)，此后添加6块主锌锭，以保持锌液面，第 三次通过化学分析法检测得知锌液中的总铝含量为0. 165% (重量)，此后再根据理论计 算后添加10块主锌锭和40块辅助锌锭来保持液面并调节铝含量。第四次通过化学分析 法检测得知锌液中的总铝含量为0. 215% (重量)，接下来添加10块主锌锭①维持液面。 该产品在生产过程中，均根据理论计算来添加主辅锌锭，共进行过8次总铝含量正常检测 和5次随机检测，检测值分别为0. 170%、0. 195%、0. 165%、0. 215%、0. 175%、0. 158%、 0. 159% 、0. 191%、0. 224% 、0. 191%、0. 170% 、0. 188%和0. 189% 。总铝含量的波动最大值 为0.066%，在图1中示出了其波动曲线。该产品I组的成品率为78%。
图l示出了本发明的实施例与对比示例的总铝含量的对比曲线图。从图l可以看 出，采用本发明的方法能够很好地稳定锌液中的铝含量，与对比示例相比，采用本发明的方 法，锌液中的铝含量波动幅度小，产品的成品率显著提高。由于因为镀层中的锌粒、锌疤缺 陷通常是锌液中的铝含量的剧烈波动造成的，所以本发明的方法能够显著提高产品的成品 率。另外，本发明的方法容易控制，操作简单。
权利要求
一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，其特征在于，在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作若总Al含量≤0.185％(重量)，则添加主锌锭①；若0.185％(重量)＜总Al含量≤0.190％(重量)，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；若0.190％(重量)＜总Al含量≤0.195％(重量)，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；若0.195％(重量)＜总Al含量＜0.22％(重量)，则添加主锌锭②；若总Al含量≥0.22％(重量)时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，添加过程中以锌液面不变为基准，其中，主锌锭①包含0.48％(重量)～0.52％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，主锌锭②包含0.36％(重量)～0.40％(重量)的Al，余量为Zn和允许的杂质，纯锌锭包含Zn和允许的杂质。
2. 根据权利要求1所述的连续热镀锌锌液铝含量调节方法，其特征在于，主锌锭①、主锌锭②或纯锌锭中的允许的杂质含量均小于等于0. 1% (重量)。
全文摘要
本发明提供一种连续热镀锌锌液铝含量调节方法，在连续热镀锌工艺过程中，检测锌液中的总Al含量，并执行以下操作若总Al含量≤0.185％(重量)，则添加主锌锭①；若0.185％(重量)＜总Al含量≤0.190％(重量)，则以重量比为1∶4添加主锌锭①和主锌锭②；若0.190％(重量)＜总Al含量≤0.195％(重量)，则以重量比为1∶8添加主锌锭①和主锌锭②；若0.195％(重量)＜总Al含量＜0.22％(重量)，则添加主锌锭②；若总Al含量≥0.22％(重量)时，则以重量比为1∶4添加纯锌锭和主锌锭②，添加过程中以锌液面不变为基准。
文档编号C23C2/36GK101717906SQ20091026003
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者刘俊文, 刘春富, 周一林, 张妞妞, 蒋英箴, 金永清 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司;攀枝花新钢钒股份有限公司