现代热镀锌机组连续退火技术

张

摘要随着社会的发展进步,对热镀锌钢板的要求越来越高。因此近年来热镀锌钢板的连续退火技术发展变化很大,本文详细介绍了热镀锌连续退火工艺的发展变化、现代热镀锌连退火设备及其控制,对现代热镀锌连续退火技术作了一个全面的阐述。

关键词现代热镀锌连续退火技术

CONTINUOUS ANNEALING TECHNOLOGY FOR

MODERN HOT GALVANIZING LINE

Zhang Hong

(Wuhan Iron & Steel Design and Research Institute)

Abstract Demands for hot galvanized steel sheets are ever increasing with the progress of the society, therefore the technology in this field has seen an amazing advance. The present paper reviews and discusses in detail the changes and progress in the continuous annealing technology for the hot galvanizing line as well as its related control and equipments. Keywords modern hot galvanizing continuous annealing technology

1 热镀锌机组连续退火技术的发展

热镀锌板主要用于建筑、家电,汽车等行业,以前在数量上建筑业是第一大用户,随着人们对汽车质量的要求越来越高,热镀锌板开始大量用于汽车面板、内板、底盖等,而且使用比例越来越大。目前发达国家用于汽车行业的热镀锌板占其总产量的40%以上。汽车用板对表面质量,焊接性,着漆性,粘附性有严格要求,同时由于使用部位的不同,对原板的深冲性能,强度也有更高的要求。为了满足这些要求,现在一些现代化热镀锌机组生产的热镀锌板其深冲钢板屈服强度范围达到135～215N/mm2,抗拉强度范围达到270～350N/mm2,高强钢板屈服强度达到215～305N/mm2,抗拉强度范围达到340～450N/mm2,而且还可以生产一些特殊的镀锌板如烘烤硬化板等。另外通过改变镀液成分,还可生产锌合金镀层钢板,如铝锌合金镀层钢板(Galvalume),其耐腐蚀性是常规镀锌钢板的2～6倍,并可在500℃温度下长期工作,锌铝合金镀层钢板(Galfan),耐腐蚀性是常规镀锌钢板的

两倍,着漆性好。

19世纪中叶在英国开始用剪切的钢板镀锌,连续热镀锌技术是本世纪30年代由波兰人森吉米尔发明的,其工艺主要特点是采用直火加热方式使钢板表面强氧化,同时烧掉轧制油,然后在分开设置的加热段中采用辐射管加热方式在强还原气氛中长时间加热、均热,使带钢表面氧化膜还原而消除,产生活化的带钢表面

进行镀锌。

50年代后,出现了无氧化加热方式,即在加热段采用无氧化加热,加热段控制氧化,使带钢表面弱氧化,在还原段进行弱还原,产生适合镀锌的带钢表面,这种方式用火焰直接除去轧制油,前面不用设置清洗段,直火加热可以降低燃料单耗,直火加热炉与还原炉为一体,既可减少热损失,又可节约占地面积,还原段保护气体中氢气含量降至10%～20%,且炉子长度大幅度减短,可以大大降低还原用保护气体成本,同时炉子操作灵活性提高。无氧化加热方式的不足是停机时要采取措施防止带钢氧化断带,同时正常生产时,为抑制直火加热中的氧化现象,无氧化炉温需控制在1100℃以上。后来又出现了立式退火炉,它可以提高机组速度,

提高产量同时节约占地面积。

80年代后,随着世界经济的发展,全世界特别是发达国家用于汽车行业的热镀锌板比例越来越大,同时其它行业如家电行业等对使用热镀锌板质量要求也越来越高,无氧化直接加热方式不能满足表面质量等方面的要求,于是出现了全辐射加热方式,全辐射加热就是带钢全部由辐射管进行加热,不与燃烧气体直接接触,这种加热方式的优点：第一，不受火焰直接喷吹,带钢表面质量好；第二，带钢不产生氧化,可以生产更薄的带钢,最薄达0.18mm；第三，保护气体中氢气含量大大降低,为5%左右,降低成本且安全性高；第四，停炉后可直接再次升温加热。同时它也要求炉子前面必须有清洗段清洗带钢,保证带钢表面清洁进入炉内,而且与直火加热相比,加热控制滞后性大。由于汽车用热镀锌板比例的不断增大,对产品焊接性、镀层粘附性、着漆性等方面有特殊要求,在镀锌后出现了锌层退火工艺,满足汽车板的生产需要。锌层退火也叫锌层合金化,即通过热处理在钢板基体和镀层之间产生一层特殊的锌铁合金层,合金层中铁含量约8%～12%,锌层退火可以明显提高产品的粘附性、着漆性、焊接性和耐腐蚀性。立式辐射加热退火工艺和锌层退火工艺的结合是现代化热镀锌机组连续退火工艺的发展趋势,在近几年投产的热镀锌机组基本上都是采用这种工艺,而且还有很多生产厂家因此改造其现有机组,向这种退火工艺靠近,见表1和表2。

表1 近几年世界上投产的一些热镀锌机组