专利名称：：一种高硅镀锌钢板和镀液及热镀工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于钢铁冶金
技术领域：
，涉及镀层钢板的生产方法，具体是一种镀层中含锑、铅元素的高硅镀锌钢板和镀液及热镀工艺。
背景技术：
：目前，高强度钢板一般都是通过添加诸如C、Si、Mn、P等固溶强化元素和Nb、V、Ti这类沉淀强化元素生产的。但是，有些合金元素的添加会严重影响钢板的可镀性，即与熔融锌液的浸润性变差或使Fe与锌液反应异常。如在添加Si、Mn这类对氧具有较强亲和力的元素时，带钢在进入锌池之前的退火期间，钢板表面会形成氧化物，结果是钢板表面与熔融锌的浸润性变差，导致无镀层这种质量缺陷。在生产镀锌退火钢板时，这种氧化物还会使Fe与锌液反应异常，使产品的耐蚀性以及其它性能变差。通常为防止钢板可镀性变差，采取的措施主要有一是调整钢中合金的组成，比如严格控制钢中此类元素的含量并采用替代元素，将Si的含量控制在0.02wty。以下，或如"NIPPONSTEELTECHNICALREPORT,NO.91，2005"所刊登的文章"高强度镀锌钢板的开发"、专利主要是新日铁、川崎制铁、宝钢等申请的，有CN94190540.3、CN02811523.6、CN01821368.5、CN00804149.0、CN200410084680.6，在钢中添加Ni、Cu等元素，改变Si、Mn等元素的氧化行为，这样就增加了冶炼和合金的成本；二是在热浸镀锌之前对钢板进行预处理，比如电镀预处理。特开平2-194156就公开了带钢表面预电镀Ni、Fe的技术；《材料工程》2006年第6期所刊登的"预镀镍对活性钢热镀锌的影响"，其他相关专利有CN200580002384.X、CN200480023844.2。但是预镀工艺大大增加了生产成本。三是进行退火气氛控制，专利有CN00804707.3、CN200480009561.2、CN99801687.X，也就是控制退火气氛中的氮气、氢气、氧气的比例。首先在低氢气氛中进行表面氧化物的长大和碳的自还原反应，而后在氮氢气氛中保温、终冷。该方法的缺点是在现有热镀锌生产线上由于设备的限制很难实现。四是镀后合金化。有代表性的有CN200480009011.0、特开平5-59429、特开2000-309824、CN99808884.6。其问题在于若热镀锌质量很差，便很难得到表面质量及镀层附着力都较好的合金化镀层钢板。上述公开资料对于含硅钢热浸镀锌进行了广泛的研究，但都限于钢基、工艺控制、预镀等几个方面，且或增加工艺成本，或者在现有生产设备中很难实现，或者得不到镀层质量优良的钢板。
发明内容为解决上述问题，本发明公开一种高硅镀锌钢板和镀液及热镀工艺，解决了硅元素含量较高的钢板热浸镀锌镀层附着力差、易产生露铁等缺陷的问题，同时也解决了采用其它方法或增加成本或因设备难以实现等问题。本发明高硅镀锌钢板的化学成分组成为，(按重量百分比)C0.05%~1.50%;Si0.02%~0.60o/o，Mn0.30%~2.00%，A10.05%1.2%，P0.005%~0.08%、S<0.020%，Ti、Nb、V、Cr中的一种或一种以上，总重为0.01°/。~0.50°/。，其余为铁和不可避免的杂质。锌液的化学元素组成的特征为Sb0.03%-0.20%，Pb0.05%-0.20%，A10.18%~0.30%，其余为Zn和不可避免的杂质。本发明的钢板退火前进行化学清洗或电解清洗，目的是清除冷轧板表面的污物。本发明的产品和工艺可以在NOF镀锌线生产线上应用，也可以在RTF镀锌线上应用。当采用NOF镀锌生产线时，为了解决因明火处理时钢板表面的氧化问题，使明火加热段的空气过剩系数小于0.96，镀锌钢板在退火前进行化学清洗或电解清洗，当采用，RTF镀锌线生产时，钢板在退火前电解清洗。实验表明，当锌液中含有一定含量的锑元素时，锑会与锌发生反应生成结构式如Sb28.02Zn37.98的化合物，锑锌化合物会沉积在钢板表面退火过程中形成的硅的氧化物的质点之上，液态的锌会在沉积的化合物的基础上生长，这种形象的发生，大大改善了因锌液对于Si02颗粒的不浸润而发生的漏铁现象。当在锌液中同时加入一定含量的锑、铅元素时，可以大大改善锌液的浸润性，在凝固条件相同的情况下，含锑、铅元素的镀锌板极少发生漏铁现象。为了使镀层能够完全覆盖钢板表面的Si02等颗粒，在使用改良森吉米尔法生产线生产镀锌板的时候，需要严格控制明火加热段的空气过剩系数，以使钢板表面生成的氧化物颗粒不会覆盖钢板表面太大面积，并控制氧化物颗粒的尺寸。因为如果氧化物颗粒尺寸过大，将影响锌锑化合物在其表面的沉积，以致镀层不能覆盖而形成漏铁。为了保证镀锌钢板的强度，C、Mn、Si的含量必须保证在一定的范围以内。C含量下限为0.05Q/。，可以保证钢的强度，同时不增加冶炼的成本，上限为1.50%，超过此含量将造成韧性的下降。Mn含量的下限为0.30%，上限为2.00%，可以在保证强度的同时不损害韧性，同时保证良好的可镀性。Si含量的下限为0.02。/。，低于此值，可以用正常热镀锌工艺进行热浸镀，Si含量的上限为0.60。/。，高于此值，会在热浸镀的过程中产生漏镀等缺陷。Ti、Nb、V、Cr中的一种或一种以上，总重量百分比为0.01%~0.50%，含量过低，不能起到强化的效果，含量过高，在经济上是不能接受的。Al的加入，可以改善钢板在连续退火过程中的表面氧化行为，减少Si元素在退火过程中向表面的扩散，从而改善钢板的可镀性。A1含量的下限为0.05M，低于此值，起不到改善钢板表面氧化行为的作用；Al含量的上限为1.20%,高于此值，将给炼钢、连铸等工艺带来严重不利影响。另外，还需要保证钢中Si/Al的值小于1，即保证足够量的Al含量来限制Si元素在连续退火过程中向表面的扩散。锌液中Sb含量的范围为0.03%~0.20%，含量过低，不能保证锌液的浸润性及锌花的正常生长，含量过高，锌液的粘度增大，亦不利于锌液的浸润性。铅含量的范围Pb0.05。/。0.20。/。，含量过低，不能保证锌液的浸润性及锌花的正常生长，含量过高，将使镀层的耐蚀性变差，同时增加了铅的污染。A10.18%~0.30%，在此含量范围，可以保证镀层较为优良的结合力。本发明由于在锌液中同时加入一定含量的锑、铅元素，可以大大改善锌液的浸润性，在凝固条件相同的情况下，含锑、铅元素的镀锌板极少发生漏铁现象，由于对钢板化学成分的优化，不但可以保证钢板的强度，而且有利于镀层的形成，采用本发明生产出的镀锌带钢的质量完全符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。具体实施例方式本发明的镀锌工艺方法根据化学成分及钢板厚度等因素具体进行调整，下面介绍几组具体的技术方案。方案1当钢的化学成分按重量百分比为，C0.15%~0.30%，Si0.04%~0.10%，Mn0.30o/o~0.50%，Al0.10%~0.20%，Ti0.05%~0.07%;冷轧板厚度l.Omm时，锌液成分为Sb0.03%0.05%，Pb0.08%~0.12%，A10.23%~0.25%，钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.95;也可采用RTF法生产。锌液温度44(TC48(TC，退火温度750。C,带速100m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为410MPa490MPa和530MPa590MPa。方案2当钢的化学成分按重量百分比为C0.05%~0.10%，Si0.10%~0.20%，Mn0.50%~0.80%，Al0.20%~0.40%，Ti0.01~0.03%,Nb0.01°/0~0.03°/o;冷轧板厚度0.6mm时，锌液成分为Sb0.08%~0.12o/o，Pb0.05%~0.08%，A10.18%~0.22%;钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.94。也可采用RTF法生产。锌液温度44(TC48(TC，退火温度75(TC，带速180m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为430MPa510MPa和530MPa590MPa。方案3当钢的化学成分按重量百分比为C1.20%~1.50%，Si0.40%~0.50%，Mn0.80%~1.10%，A10.80%~1.00%，Ti0.06%~0.10%，V0.15%~0.20%，Cr0.20%~0.30%;冷轧板厚度1.5mm时，锌液成分为Sb0.15°/。~0.20%，Pb0.06%~0.10%，A10.25°/。~0.30%;钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.92。也可采用RTF法生产。锌液温度44(TC48(TC，退火温度720"C，带速80m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为460MPa540MPa和580MPa640MPa。方案4当钢的化学成分按重量百分比为C0.30%~0.50%，Si0.15%~0.30%，Mn1.50%~2.00%，Al0.40%~0.60%，Ti0.15%~0.200/o，V0.05°/o~0.10%，冷轧板厚度2.0mm时；锌液成分为Sb0.08%~0.10%，Pb0.15%~0.20%，Al0.22%~0.28%;钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.93。也可采用RTF法生产。锌液温度44(TC480。C，退火温度68(TC，带速60m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为440MPa520MPa和560MPa620MPa。方案5当钢的化学成分按重量百分比为C0.10%~0.30%，Si0.20%0.40%，Mnl.00%~1.60%，A11.00%~1.60%，Nb0,06%~0.12%;冷轧板厚度1.Omm时，锌液成分为Sb0.08%~0.10%，PbO.15%~0.20%，A10.22%0.28%。钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.94。也可采用RTF法生产。退火温度840。C，锌液温度44(TC480。C，带速100m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为460MPa540MPa和650MPa800MPa。方案6当钢的化学成分按重量百分比为C0.30%0.50%，Si0.15%~0.30%，Mnl.50%~2.00%，A10.40%~0.60%，Ti0.03%~0.06%，Nb0.05%~0.10%，冷轧板厚度2.0mm时，锌液成分为Sb0.08°/。~0.10°/。，Pb0.15%~0.20%，A10.22%~0.28%;钢板采用NOF镀锌线生产，空气过剩系数0.92。也可采用RTF法生产。锌液温度44(TC48(TC，退火温度70(TC,带速60m/min。采用上述方法得到镀锌带钢的质量符合FA级表面质量要求，不脱锌，没有无镀层缺陷。屈服强度和抗拉强度分别为450MPa530MPa和570MPa630MPa。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种高硅镀锌钢板，其特征在于钢板的化学成分按重量百分比为，C0.05％～1.50％，Si0.02％～0.60％，Mn0.30％～2.00％，Al0.05％～1.2％，P0.005％～0.08％、S＜0.020％，Ti、Nb、V、Cr中的一种或一种以上，总重为0.01％～0.50％，其余为铁和不可避免的杂质。2、根据权利要求1所述的一种高硅镀锌钢板其特征在于，钢板中Si/Al的值小于l。3、用于权利要求1所述的一种高硅镀锌钢板的热镀锌液，其特征在于，化学元素组成按重量百分比为Sb0.03%-0.20%，Pb0.05%-0.20%，A10.18%~0.30%，其余为Zn和不可避免的杂质。4、一种采用权利要求3所述镀液对权利要求1所述的一种高硅镀锌钢板热镀工艺，采用NOF镀锌线或采用RTF镀锌线生产，其特征在于，采用NOF镀锌线生产线时，使明火加热段的空气过剩系数小于0.96。全文摘要本发明公开一种高硅镀锌钢板和镀液及热镀工艺，其钢板的化学成分组成为，(Wt％)C0.05％～1.50％；Si0.02％～0.60％，Mn0.30％～2.00％，Al0.05％～1.2％，P0.005％～0.08％、S＜0.020％，Ti、Nb、V、Cr中的一种以上，总重为0.01％～0.50％，其余为铁和不可避免的杂质。锌液的化学元素组成的特征为Sb0.03％-0.20％，Pb0.05％-0.20％，Al0.18％～0.30％，其余为Zn和不可避免的杂质。应用在NOF或RTF镀锌线生产线上。文档编号C22C38/06GK101619413SQ200810012148公开日2010年1月6日申请日期2008年6月30日优先权日2008年6月30日发明者吕家舜,张清辉,徐伟军,锋李申请人:鞍钢股份有限公司