改善镀锌板钝化质量提高防锈性能

改善镀锌板钝化质量 提高防锈性能

杨

,男,

轧钢工程师,

股份公司冷轧厂镀锌车间主任工程师,

长期从事带钢连续热镀锌的生产管理和工艺质量控制工作

1 前 言

1998年,随着市场需求的变化,用户对镀锌板的外观质量要求越来越高,原来认为不影响使用的钝化条痕或钝化斑以及表面发黄(钝化色)现为用户所不能接受。同时,越来越多的用户订购只钝化不涂油镀锌板。但是,由于当时生产的只钝化不涂油镀锌板的防锈性能不好,空气湿度较大时易产生白锈,这就出现了一种两难的情况:一方面用户需要只钝化不涂油产品;另一方面只钝化不涂油产品易产生白锈,造成大量质量异议。1998年全年,镀锌板锈蚀质量异议量达2448.771t,直接经济损失达165万元。

因此,为了向用户提供具有良好外观质量而又不易生锈的只钝化不涂油镀锌板,提高武钢牌镀锌板的市场竞争力,对锈蚀和钝化缺陷的产生原因进行了分析,并针对这些原因采取了相应的措施。

2 锈蚀及钝化缺陷原因分析

2.1 产生锈蚀的原因

(1)原钝化液在镀锌板上形成钝化膜的时间长,膜中Cr 离子含量低,不能满足只钝化不涂油镀锌板对防锈性能的要求。

(2)原钝化系统烘干热风管分散,烘干效果不好,易造成钝化带水,产生锈蚀。2.2 产生钝化缺陷的原因

(1)原来用铬酐配制的钝化液中杂质较多,钝化液喷嘴易堵塞;

(2)原钝化液在镀锌板表面形成的钝化膜呈

深黄色,颜色深;

(3)钝化液喷嘴嘴型不合理,喷射不均匀;

(4)喷淋系统无有效过滤装置、喷嘴易堵塞;(5)钝化喷淋管距离钝化挤干辊太近,钝化液易飞溅到挤干辊之后,形成钝化斑;

(6)钝化槽槽体不密封,大量钝化液外溅,顺地板缝隙滴到2号活套的带钢上,形成钝化斑;(7)钝化挤干辊结构设计不合理,挤干效果不好,易形成钝化条痕或钝化斑。

3 减少钝化缺陷及锈蚀的措施

3.1 采用新型钝化剂

新型钝化剂与原来用铬酐配制的钝化液相比有如下优点:

(1)用浓缩液加水配制钝化液,无残渣,减少钝化液喷嘴堵塞的可能性,保证了钝化液在钢板上的均匀分布,提高了镀锌板的防锈性能;(2)钝化膜生成时间短,膜中Cr 离子含量高,大大提高了防锈性能;

(3)配制的钝化液在镀锌板表面形成的钝化膜呈淡黄色,颜色浅,保证了镀锌板的外观效果。

由于新型钝化剂在镀锌机组是第一次使用,它是否适合冷轧厂的镀锌板,钝化液的挤干程度以及钝化液配制浓度达到多少,才能既保证镀锌板的防锈性能又保证钝化膜基本无色呢?为此,进行了一系列试验。

首先,研究了钝化液挤干辊的挤干压力对钝化膜厚度的影响,即当钝化液挤干辊的挤干压力为多少时,钝化膜的厚度满足镀锌板外观不发黄的要求?经过一系列试验,摸索出合适的钝化液挤干辊的挤干压力为0.04N P mm 2

。

其次,研究了钝化液浓度对镀锌板防锈性能的影响,即当钝化液浓度为多少时能够保证镀锌板的防锈性能?作为一种含Cr 离子的钝化剂,其防锈性能取决于镀锌板表面钝化膜中的Cr 离子含量,因此首先要研究钝化膜中的Cr 离子含量(简称Cr 含量)与镀锌板防锈性能的关系。表1给出了在不同Cr 含量下,72h 中性盐雾试验中,镀锌板表面的腐蚀面积及评级情况。

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武钢技术 2001年第3期

行家里手

从以上数据可以看出,当镀锌板表面Cr含量达到15mg P m2以上时,其72h中性盐雾试验的腐蚀面积均小于1%,评级水平平均达到了7级,满足镀锌板的防锈性能要求。

表1镀锌板表面性能测试

试样

编号

1234567

Cr含量

P mg#m-2

14.7429.8221.7222.4818.4714.0815.01

腐蚀面

积P%

2.100.190.960.100.929.200.46

评级5869637注:¹中性盐雾试验按GB6458)86;

º评级按GB12335)90;评级越高,耐腐蚀性越好。

在钝化液挤干辊的挤干压力为0.04N P mm2的前提下,考虑到钝化液在镀锌板上的停留时间为1~2s,又摸索出合适的钝化液浓度为35~45点(采用滴定法,通过观察溶液颜色变化测量钝化液浓度,为方便表示,用滴定液的滴定点数来表示钝化液浓度),即当钝化液浓度为35~45点时,可以确保镀锌板表面Cr含量达到15mg P m2以上。

3.2改造钝化系统

针对原因分析中设备存在的问题,对钝化系统进行了改造。

(1)改变钝化液喷嘴嘴型,重新设计管道,保证喷嘴前0.02MPa的工作压力,使钝化液呈扇面均匀喷出。

(2)在钝化槽传动侧增设一个过滤配料槽,使锌渣等不溶性颗粒得到充分过滤,杜绝了喷嘴堵塞现象。

(3)改造钝化槽槽体:加大钝化喷淋管到挤干辊的距离;正常生产时,钝化槽为密闭状态,加设密封辊,基本杜绝了钝化液的外溅。

(4)改造钝化挤干系统,使钝化挤干压力可调,钝化挤干辊两辊位置、间隙可调,保证了挤干效果。图1为改造前的钝化挤干系统,图2为改造后的钝化挤干系统。从图1可以看出,上挤干辊的上下运动绕O点作圆周运动,下辊位置固定;当上挤干辊上升或下降时,其中心线会向前或向后移,造成上、下挤干辊的中心线不在同一垂直平面内,致使辊子与带钢呈面接触状态,挤不干净带钢表面的钝化剂。从图2可以看出,上、下挤干辊的位置均可调,且上、下挤干辊的上下运动分别绕O点和O.点作圆周运动,通过调节螺丝可使上、下挤干辊的中心线在同一垂直平面内,从而保

证了挤干效果。

图1

改造前的钝化挤干系统

图2改造后的钝化挤干系统

(5)改造烘干系统。集中排列热风喷射管,重新设计热风分配器和管道,加装热风烘干箱,大大改善了烘干效果。

4结论

通过对产生钝化缺陷和锈蚀的原因进行分析,采取了使用新型钝化剂及改造钝化系统的措施,摸索出合适的钝化液浓度和钝化液挤干辊压力,保证了镀锌板的外观质量和防锈性能,提高了产品市场占有率,减少了镀锌板质量异议,效果显著。

镀锌板由1999年一季度的滞销变为目前的供不应求,尤其是厚度为0.5mm及以下的只钝化不涂油镀锌板。1999年锈蚀异议量为227.267t,比上年减少了90.72%,挽回经济损失149.95万元,大大改善了武钢牌镀锌板的市场形象。直接经济效益计算如下:

减少锈蚀异议量2221.504t(2448.771-227.267=2221.504t),按每t差价675元计算(镀锌板平均价格4500元P t,平均差价为均价的15%),共挽回经济损失149.95万元。

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