一、前言

在热镀锌板不断进入家电板市场的今天，客户对于家电镀锌板材的表面质量要求也在不断提高，能否在激烈的竞争中脱颖而出，板材质量显得尤为重要。 锌渣在板材镀锌的过程中是不断出现的，一旦锌渣在板带运动过程中附着于表面上，会使得板材表面产生点状或条状缺陷，影响合同的正常交付，因此采取有效措施降低锌渣的产生是十分有必要的。

 

二、镀锌板锌渣缺陷及原因分析

镀锌板表面缺陷的产生主要由以下几个方面造成：

1.原料带钢板材本身所具有的缺陷，如原带钢材料锈蚀，冷轧吹扫不良，表面残油、残铁过多导致冷轧乳化液残留物过多等。

2.原料带钢板轧制生产工艺前处理不当，如脱脂碱点超标、脱脂剂使用不当导致的脱脂不尽，刷毛磨损掉落、刷洗辊电流过小导致的表面刷洗不良，挤干辊表面不良、压力不均导致的挤干不良，漂洗温度、水流流量不过度调整导致的漂洗不完全等。

3.退火炉中带钢退火工艺缺陷，如无氧化加热段空燃比过大、炉子存在泄漏、氢气通气流量低导致的带钢表面氧化，锌渣锌灰过多附着在带条上导致的带材表面残留物多等。

4.稳定辊、沉没辊本身缺陷压入锌渣，如辊子沟槽合金层过厚，倒角、粗糙度过小，辊面粗糙度过大，辊子水平度、圆周跳动过大，轴瓦磨损过大等。

5.锌锅内带钢镀锌工艺不适宜，如锌锭投入过快，带 钢生产规格频繁变换导致的锌锅温度波动大，锌锭投入量不匹配，锌锅内铝含量不稳定或含量过低，辊子支架腐蚀，带钢表面还原不良导致的 Fe 溶出过多等。

 

通过提高对原材料表面质量的要求及有针对性措施的实施，以及退火炉中带钢退火工艺的不断完善，镀锌板表面缺陷的影响得到了有效控制，但是在实际生产过程中，锌锅锌渣对于镀锌板表面质量的影响仍占有极大的比重。

锌渣对镀锌板表面质量的主要影响如下：

 

1.严重影响钢卷表面质量。 在正常情况下，生产出来的镀锌钢带表面不应有漏镀、镀层脱落、肉眼可见裂纹等影响用户使用的缺陷， 而锌渣会严重影响到带钢镀锌层的质量，造成镀层粗糙，产生凹陷、麻点、锌瘤等，严重时会导致大面积镀层脱落，造成大批量钢卷质量降级，甚至变成废品。

2.严重影响设备使用寿命。 锌锅中的锌渣会增加传动机构的运行阻力，同时加大锌锅内部设备的腐蚀，易造成载荷增加甚至超载，加快设备损坏失效。

3.严重影响热镀锌成本。 当在生产同样多的镀锌板时，锌灰锌渣严重会使 Zn 元素在锌渣中所占的比重更大， 则其锌锅锌锭消耗量会比正常状况下锌锭消耗量多一倍以上，大大提高热镀锌成本。

4.严重影响企业声誉及形象。 由于锌渣的影响，生产出来的镀锌板表面出现缺陷时，一旦发货外送后被厂家在使用中发现，将会造成极大的品牌负面影响。 在市场竞争如此激烈的今天，任何细节都决定着企业的形象。

 

我们对镀锌作业生产现场进行了长期细致观察，有针对性地进行重点分析，发现锌渣在锌锅中存在的表现形式主要有三种：面渣、悬浮渣与底渣。 锌锅内的主要成分是锌液,因此我们可以得到面渣的密度是低于锌液的密度，其表现为漂浮在锌锅表层； 悬浮渣的密度与锌液的密度近似或相等，其表现为悬浮在锌锅锌液中的各个角落；底渣的密度是高于锌液的密度，其表现为沉淀在锌锅的zui底部。经过对锌渣组成成分进行检验和分析后，其主要成分为铁锌化合物、铁铝化合物、氧化锌和氧化铝，它们互相间的转化反应使得锌渣在锌锅中的表现形式相互转换，其反应示意图，如图 1 所示，其过程如下：

悬浮渣在铝的作用下在锌锅中上浮转化为面渣 ：Al+

FeZn7→Fe2Al5+Zn；

底渣在铝的作用下在锌锅 中上浮转化为面渣 ：Al +

FeZn13→Fe2Al5+Zn；Al+Fe5Zn21→Fe2Al5+Zn；

底渣在锌锅中在没有 铝的作用下分解成为悬浮渣 ：

FeZn13→FeZn7+Zn；

底渣在锌锅的底部自我转化：FeZn13→Fe5Zn21+Zn；除此之外在锌锅中的铁与锌液也会发生反应，生成铁锌化合物，其中铁锌所占比例的不同决定了铁锌化合物在锌锅中存在的表现形式：nFe+mZn→FenZnm；

 

由上述分析可得，铁锌化合物与铁铝化合物为锌渣的主要组成成分， 因此 Fe 元素含量的多少是锌渣生成控制的重中之重。 锌锅中 Fe 元素主要是由三方面产生的：在钢板进入锌锅后发生的反应产生 Fe 元素， 原料板表面上的 Fe 粉残留，锌锅中机械设备在锌液中腐蚀所转移的 Fe 元素。 其中带钢板进入锌锅后发生的反应是锌锅内 Fe 元素的主要来源。

三、镀锌板锌渣控制攻关

通过对锌锅 Al 元素含量与锌锅温度的控制， 可以有效地控制锌锅内 Fe 元素的含量， 进而大大减小锌锅锌渣的产生。 适当增加锌锅中铝元素含量可以提高锌锭中锌的利用率，同时将锌锅底部的底渣与锌锅锌液中的悬浮渣转化成为漂浮在锌锅表面的面渣，再通过机械手进行捞渣作业，进而减少锌液中存在的锌渣。 除此之外，Al 元素含量的增加可以减少 Fe 的溶出，降低 Fe 在锌液中的溶解度，如图 2 所示，这样可以加大锌液黏度和表面张力， 优化镀锌层的力学性能，提高锌液的浸润性，更有利于锌液附着在带钢表面上，保证镀锌板的使用性能。

铁在锌液中的溶解度是随温度环境的变化而变化的，因此随着时间推移，锌锅中锌液温度的变化影响着锌锅内zui终的铁损量，当锌锅内锌液的温度处于 500 ℃附近时，铁 损 量随时间急剧增加，几乎成为正比例关系。 锌液的温度低于 500 ℃的范围内，铁损量随着时间的增加上升幅度变得缓慢，近似为抛物线曲线，分析可知在 500 ℃附近时，铁损量是极大的，即锌液对工件及锌锅的腐蚀是zui为严重。 当温度过高达到660 ℃以上时，锌对铁产生破坏性的浸蚀，随着时间的增加，铁损量几乎无穷地上升， zui终导致无法进行正常的镀锌作业。镀锌作业锌锅zui适宜的温度大多选在 430 ℃～450 ℃左右进行，此时铁损量随着时间的增加上升幅度缓慢，且铁损增加量短时间内趋于平缓。 锌锅温度的适当降低还可减少锌锅锌液表面由于氧化而产生的面渣氧化锌，避免面渣附着。 而锌锅温度过低则会导致锌液的流动性变差，影响锌在带钢表面的粘附。

此外， 为了进一步减少锌渣对带钢表面质量的影响，采取了多种措施，如锌锅炉鼻子改造，四角侧面移动式通氮气吹扫，大大减少其内部的锌渣残留。 每次停车检修时，通过提高锌锅内铝元素，使用氮气对锌锅进行搅拌吹扫，让铝与铁锌合金进行充分地反应，转换锌渣状态，上浮成为面渣后再将其捞取，经过 3 个多小时以上再投入生产后，锌锅中锌渣的含量将会大大降低。

 

针对锌锅液面波动所带来的板材表面锌渣缺陷，我们对锌锅加锌过程进行优化改造，采用液位自动控制系统，具体实施为加锌锭电葫芦改造，在地面加装电气控制箱，由 PLC控制，葫芦内部电气元件全部拆除，通过拖缆将电气线路引至地面控制箱；原有线控制手柄改为无线遥控器。 自动加锌时，电葫芦使用低速下降，根据上级磁翻板液位计指示运行和停止，在 PLC 程序中使用计时器控制吊钩下降距离，使其能够不依靠下限位停车。 其控制流程图，如下图 3 所示。

 

当电葫芦设备通电启动后首xianjin入手动操作模式，操作人员手动操作电葫芦挂锌锭并运行到指定位置；操作人员按下“自动”按钮，电葫芦进入自动加锌模式。 喂料结束有两种保护模式：一是运行时间累计到一定值（整块锌锭投入所需时间），退出自动。 二是到达下极限位立即退出自动；在自动运行模式下操作人员按下“自动”按钮可立即退出自动。 自动加锌改造前原电葫芦为升降双速， 平移单速纯手动电葫芦，没有任何自动功能。 在进行改造优化设备功能后，zui终实现可靠稳定的连续自动加锌功能。

四、结语

通过对现场实际作业的不断努力攻关， 克服重重困难，锌渣对镀锌板表面质量的影响程度得到了有效的控制，现如今锌锅设备镀锌作业运行平稳，取得了良好的效果，我们坚信：只要持续用心做好各阶段工作，就可以将锌渣缺陷减小到zui少，为企业的发展壮大做出应有的贡献。

 

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