彩涂基板工艺

普通彩涂基板的生产

朱兆顺杨文博

武钢集团鄂钢公司技术部，湖北鄂州 436002

摘要：结合鄂钢冷轧薄板厂镀锌线的生产工艺及设备，对彩涂用热镀锌板的质量要求及质量控制作了分析，主要叙述了彩涂板的生产工艺和彩涂用热镀锌板的生产工艺，同时提出了对热镀锌板质量的改进措施。

关键词：彩涂基板；热镀锌工艺；涂层质量；气刀控制。

1 前言

彩色涂层板在现代生产生活中应用比较广泛，其生产过程主要是在冷轧薄板表面涂敷上彩色涂料以改善其表面质量和抗腐蚀能力。彩色涂层钢板的质量主要反映在涂层性能上，涂层的性能又分为力学性能、物理性能和抗腐蚀性能。对于普通彩基板，在保证涂层性能条件下，可适当降低锌层重量以节约成本。本文介绍了鄂钢冷轧薄板厂彩色涂层钢板基板用镀锌钢板的生产工艺与质量控制。

2 基板产品技术要求

2.1基板表面质量要求

影响彩涂工艺的镀锌板的表面缺陷主要有漏镀和锌花结构，其他缺陷还有锌粒、锌疤、折叠、裂纹、水印等。

2.2.1漏镀

镀锌板出现漏镀的地方，涂层以后该位置同样会出现漏涂现象。另一种漏镀的现象是漏钢，起因是热镀锌的基材由于某种原因生了很厚的黄锈，这种氧化皮在还原炉种又得不到充分还原，也会出现漏镀情况，漏镀的地方呈粗糙的针孔黑点。由于漏镀会使彩涂过程也出现漏涂情况，所以作为彩涂基板的镀锌板不允许有漏镀缺陷。

2.1.2锌花结构

锌花结构是指镀锌板表面锌花的大小、锌花的波动程度和锌层的厚度。锌花结构好的镀锌板彩涂后的产品表面质量更高，更适合特殊用途。有些后加工产品对镀锌板的表面质量要求更高，需要在小锌花的基础上再进行光整处理，经光整后完全消除了锌花，这种称为光整锌花的基材，平整度非常高，涂层后的产品用途范围更加广阔。鄂钢公司冷轧薄板厂在镀锌机组配置了光整装置，生产的经光整后的无锌花镀锌板，更加适合彩涂工艺。

各型号的镀锌板锌层重量应符合表1的规定。

表1 锌层重量

2.2基板外形尺寸要求

生产彩色涂层板的基材板型对涂敷质量至关重要，影响涂层表面质量的板型缺陷主要有：浪边、瓢曲和镰刀弯。

2.2.1浪边和瓢曲

浪边是指金属带材沿长度方向出现高低起伏的波浪形弯曲，使表面失去平直性。瓢曲是指在钢板或钢带长度及宽度方向同时出现高低起伏波浪，称为“瓢形”的现象。有浪边和瓢曲缺陷的基材在彩涂生产线上会出现边部漏涂现象，漏涂的形式因浪边和瓢曲的峰值和谷值呈间断性或连续性，大大影响涂层的表面质量。特别是对于缠绕式辊涂机组，由于带钢正面涂层时有支撑辊支撑，正面较少出现漏涂，但是涂背面时，由于正面已涂上涂料，不可能用辊子往下压住带钢，因此容易出现漏涂现象，波浪度越大的浪边漏涂就显得越严重。浪边和瓢曲不仅影响彩色涂层板的涂层质量，还因为其使涂敷辊各处受压力不均匀，对涂敷辊带来一定的危害，影响涂敷辊的寿命，加大产品的成本。

2.2.2镰刀弯

镰刀弯又叫侧面弯，是指金属板、带沿长度方向的弯曲，一面呈凹入曲线，另一相对面呈凸出曲线，以凹入高度（mm）表示。镰刀弯严重的板材作基材时，在生产线高速运行时容易出现跑偏的现象，影响带钢对中和导向。同时由于带钢的经常左右偏移，在涂敷过程中容易刮伤涂敷辊的辊面，使正面涂层出现条状的刮痕纹。在定点对定点涂敷方式时，还会出现混色现象，影响了涂层的外观质量。

板形还有沿长度方向扭曲、沿宽度方向扭曲、中间浪弯和中间厚边部薄等多种缺陷，这些都会影响彩涂的板面质量效果和物理性能的检测。

作为彩色涂层钢板基材热镀锌带钢宽度允许偏差见表2，镰刀弯最大值见表3，基材表面不平度见表4。

表2 基材宽度允许偏差

表3 基材镰刀弯最大值

表4 基材表面不平度

2.3基板性能要求

基材的工艺力学性能检验按其不同的基材种类和加工性能，主要有拉力试验、冷弯试验、锌层弯曲试验、杯突试验、锌层重量和硬度试验等几种。热镀锌钢板力学和工艺性能应符合表5、表6、表7的规定。

表5 力学和工艺性能

注：1.锌层弯曲，距试样边部5mm外不允许出现锌层脱落，但允许表面出现不漏钢基的裂纹。

2.钢基冷弯，试样弯曲处不允许出现裂纹和分层。

3.拉力试验，试样标距L0为80mm，宽度b0为20mm。

4.JG镀锌钢板和钢带的抗拉强度仅供参考。

表6 SC和CS类镀锌钢板及钢带的杯突冲压深度

表7 杯突试验

3 彩涂产品工艺及设备

3.1彩涂板生产典型工艺流程

入口钢卷小车上卷→开卷机→入口双切剪→缝合机→1#张力辊→1#纠偏辊→入口立式活套→2#纠偏辊→2#张力辊→1#碱洗装置→刷洗装置→2#碱洗装置→1#热水漂洗装置→2#热水漂洗装置→1#热风干燥装置→立式化涂机→立式化涂炉→3#张力辊→3#纠偏辊→初涂机→初涂固化炉→1#纠偏型雾化水冷装置→2#热风干燥器→4#张力辊→4#纠偏辊→1#精涂机→2#精涂机→精涂固化炉→2#纠偏型雾化水冷装置→3#热风干燥器→5#张力辊→5#纠偏辊→出口立式活套→6#纠偏辊→6#张力辊→出口剪→卷取机→卸卷小车→打捆→称重→检验、入库

3.2彩色涂层钢板生产设备

3.2.1入口段设备：

钢卷小车、开卷机、夹送辊、剪切机、缝合机、去毛刺机、张力辊、预清洗槽、入口活套。

3.2.2 涂敷段设备

二次碱洗槽、预涂机、烘干炉、初涂机、精涂机、固化炉、覆膜/印花机、冷却系统。

3.2.3出口段设备：

出口剪、卷取机、卸卷小车、打捆机、成品磅。

4 彩涂基板镀锌工艺

镀锌生产主要工艺流程如下：

上卷→开卷→切头尾→焊接→脱脂（碱喷淋+碱刷洗+电解清洗+水刷洗+水清洗）→热风干燥→入口活套→退火还原→热镀锌→空气冷却→水淬冷却→热风干燥→光整→热风干燥→拉矫→钝化→耐指纹→烘干→出口活套→涂油→分切→卷取→卸卷、取样→称重→包装。

4.1表面清洗

清洗段分为碱溶液喷淋清洗、碱溶液刷洗、电解清洗、水刷洗、水清洗，主要是清除带钢表面残留的油脂性物质。

4.1.1 喷淋段

带钢浸入化学脱脂液之前，首先采用压力为0.4MPa～0.7MPa的脱脂液喷射带钢，以便击碎污染物硬壳。脱脂液使用强碱性，不含硅酸盐的高效低泡脱脂粉，在中温下快速脱除带钢表面的矿物油、动植物油