攀钢-周一林-热镀铝锌板露钢缺陷治理.ppt

攀钢冷轧厂生产技术科攀钢冷轧厂生产技术科周一林周一林刘春富刘春富胡红胡红2010年年5月月秦皇岛秦皇岛热镀铝锌板露钢缺陷治理热镀铝锌板露钢缺陷治理第第20届全国薄板宽带生产技术信息交流会届全国薄板宽带生产技术信息交流会内容U引言引言U热镀铝锌露钢缺陷分析热镀铝锌露钢缺陷分析U热镀铝锌露钢缺陷治理热镀铝锌露钢缺陷治理U结语结语55A1435ZN15SI铝锌合金镀层产品铝锌合金镀层产品GALVALUME，简，简称称GL是美国伯利恒是美国伯利恒BETHLEHEM钢铁公司于钢铁公司于20世纪世纪70年代年代开发的高耐蚀性镀层产品，它兼顾了热镀锌板和热镀铝板开发的高耐蚀性镀层产品，它兼顾了热镀锌板和热镀铝板的性能优点的性能优点一、引言1、优异的耐腐蚀性能相当、优异的耐腐蚀性能相当于热镀锌板的于热镀锌板的26倍。倍。2、良好的涂装性、良好的涂装性一、引言4、良好的防热反射性、良好的防热反射性3、良好的成形性、良好的成形性一、引言热镀铝锌板在国内的应用应用领域主要用途建筑业彩涂基板、屋面板、墙面板电气柜高压配电柜、中压配电柜、开关柜家电制造洗衣机、空调、冰箱背板；微波炉、烤箱内板；显像管防爆带；等离子及液晶显示器背板、后盖板；太阳能热水器汽车制造消声器、排气管、燃料箱其它管道（城市地下管道、中央空调通风管道）、高档卷帘门、电缆支架一、引言U钢基钢基DX51D、S320GD、DX52D、DX54DU镀层镀层80150G/M2（双面）（双面）U表面结构表面结构Z、GZU表面处理表面处理含铬耐指纹含铬耐指纹无铬耐指纹无铬耐指纹涂油涂油无铬钝化无铬钝化铬酸钝化铬酸钝化做为一代新产品，露钢缺陷将严重影响产品的使用做为一代新产品，露钢缺陷将严重影响产品的使用二、露钢缺陷分析原板表面状态原板表面状态镀镀层层附附着着力力123退火炉炉内气氛退火炉炉内气氛H2、O2、露点、露点镀液成份、镀液温度和带钢入锌镀液成份、镀液温度和带钢入锌锅温度锅温度1、原板表面清洁度美钢联法热镀铝锌生产工艺对带钢表面清洁度要求十分苛刻。因此，在退火炉前设置有带钢清洗段，采用先进的“机械化学电解脱脂”式多级复合清洗技术，以去除带钢表面的残留物，为带钢进入退火炉及锌锅提供洁净的表面。带钢清洗不干净易造成镀层附着力不良或漏镀缺陷。二、露钢缺陷分析二、露钢缺陷分析2、退火炉炉压正常生产时炉压通常控制在1015MMH2O。其中的喷气冷却段，在风机启动时，炉压由于冷气体的进入及热气体的抽出，会形成瞬间低压甚至负压的情况，严重影响退火炉安全运行。相比热镀锌生产而言，在镀铝锌生产时，最终退火温度（720850）与带钢出炉温度（约600）温差较小，喷冷段冷却需求量较低，不易控制，造成风机启停频繁，进一步加剧了炉压的波动。而炉压波动引起的均衡段、出口段等炉膛保护气氛的变化，也会导致带钢经镀铝锌后出现露钢缺陷。二、露钢缺陷分析3、退火炉还原气氛由于在加热、均热、喷气冷却等高温段存在还原反应，要消耗一定量的H2，如果N2稀释比例不合理，炉内H2含量过高，则存在爆炸风险；H2含量过低，则影响带钢表面还原能力，进而影响镀层附着力。铝锌生产过程中通常在炉鼻子处安装有加湿器以抑制锌蒸汽进入退火炉，但这样会提高炉内的露点，降低还原气氛。因此炉内露点尤其是出口段和炉鼻子露点控制难度加大。露点的波动会造成炉内还原气氛下降，影响带钢表面还原能力，恶化镀层附着力。二、露钢缺陷分析4、热浸镀工艺镀液成分主要为AL、ZN、SI、FE，严重的成份偏析会导致镀层附着力不良。由于采用预熔锅向锌锅补充镀液，且镀液在沉没辊、稳定辊的转动作用下和感应器的磁场作用下，镀液的流动能力较强，成份偏析得到遏制，这对于镀层附着力是有利的。合理的镀液温度控制是保证镀层附着力的前提，同时镀液中FE的饱和度随镀液温度的变化而变化。生产过程中镀液中铁通常呈饱和状态，镀液温度的波动会加剧铝锌渣的产生，游离的锌渣进入镀层会造成镀层附着力不良、露钢和锌渣缺陷。三、露钢缺陷治理通过对热镀铝锌产品镀层附着力的主要影响因素的分析，要完全克服镀层的露钢缺陷，应确保产生露钢缺陷的影响因素在可控范围内。原板表面油污、铁粉等残留物、清洗工艺、热浸镀工艺等已被热镀锌工作者高度重视，并有相当多的研究成果和控制手段。因此现阶段退火炉炉压、保护气体H2浓度和喷气冷却循环风机挡板控制已成为铝锌镀层露钢缺陷产生的重要原因。三、露钢缺陷治理1、退火炉炉压控制改进生产过程中，喷气冷却循环风机的启停由带钢冷却需求决定，且是闭环自动控制。喷气冷却循环风机启动瞬间会造成炉压降低引起炉压波动。由于风机启动前，挡板处于关闭位置，此时换热器附近空间的保护气体温度低，当风机启动后，挡板打开，这部分冷保护气体进入炉内，同时，炉内热气体进入循环风道，与换热器进行热交换。根据理想气体状态方程有由于冷、热保护气体温差大，炉压迅速降低。常规的炉压调节系统通过反馈的炉压检测信号对炉压进行调节，有一定的滞后时间，炉压调节效果不理想。三、露钢缺陷治理1、退火炉炉压控制改进鉴于此，增加了随风机启动自动补压的联锁控制系统。当风机启动时，用风机启动信号同时控制保护气体补压管道上的电磁阀，对炉膛进行时长为T的自动补压，以补偿风机启动带来的炉压骤降。通过及时补压，有效解决了常规炉压控制系统调节滞后带来的炉压波动问题，使炉压更加稳定。三、露钢缺陷治理2、退火炉H2浓度控制改进退火炉气氛控制的目的是完全去除带钢表面氧化物，为带钢热镀时获得良好附着力奠定基础。针对热镀铝锌生产，在HMI画面上设置热镀铝锌生产H2浓度控制模式，实现均衡段H2稀释浓度可调整。稀释控制回路的作用主要是隔离出口段的高H2气氛，通过通入N2使出口段高浓度的H2含量与炉膛前面部分隔离开来，从而保证退火炉的安全运行。调整经过稀释后的HN混合气体H2含量配比范围为C1C2。根据带钢原板表面氧化和镀层附着力情况可在此范围内进行调整。三、露钢缺陷治理3、喷气冷却循环风机挡板改造由于喷气冷却循环风机的启停以挡板的开/关控制来完成，打开速度较快，造成炉压波动，且经常造成退火炉负压，既影响退火炉运行安全，又产生露钢缺陷。为了避免挡板开关造成炉压剧烈波动，从软件和硬件两个方面对4台风机翻板的打开过程进行速度调节。在控制程序上按下图控制逻辑进行风机挡板延时控制。在风机挡板上加装开启延时阻尼器，延长挡板的打开过程。将喷气冷却循环风机的启停对退火炉炉压的影响程度降到最低。三、露钢缺陷治理3、喷气冷却循环风机挡板改造喷气冷却循环风机