连续热镀锌工艺进展与展望

王卫远

摘 要：随着科技进步经济发展，连续热镀锌技术已经在各行业中被广泛应用。文章对连续热镀锌工艺的发展现状进行介绍，对比国内外近年来连续热镀锌工艺的进展及差距，主要包括热镀锌工艺方法、工艺流程。为了改进提高连续热镀锌工艺，针对目前热镀锌工艺存在的能源消耗量大的关键问题，提出相应的几点改进方法，优化连续热镀锌工艺，促进热镀锌行业发展。

关键词：连续热镀锌；工艺过程；设备；优化

引言

目前，在世界市场上对于镀锌带钢的的需求量越来越多，我国对于热镀锌钢的需求也是相当大的，市场上热镀锌钢供不应求，这种市场需求极大地推动了连续热镀锌技术的出现和发展。现在，较为落后的单张镀锌已经远远不能满足经济发展的需求，技术成熟的连续热镀锌不仅工艺稳定，而且使用寿命长，成本低，具有远远优于单张镀锌的镀层性能，在各大领域被广泛应用。

1 连续热镀锌工艺及发展现状

1.1 连续热镀锌的工艺方法及工艺流程

目前，带钢连续热镀锌主要有三种工艺方法，其中森吉米尔法和改良森吉米尔法加热都直接采用火焰进行的，对于带钢表面质量有一定影响，但这两种工艺方法的工艺简单，产品成本低。美钢联法能够将钢带表面的油污全部去除，同时加工出来的带钢表面锌层质量较好，但这一工艺方法工艺复杂，同时热效率较低。相比较而言，为了提高带钢质量，目前更多的是采用美联钢法。

目前，现代冷轧钢带连续热镀锌的典型工艺流程为：上料—开卷—夹送、矫直—焊接—清洗—入口活套—退火—镀锌—（合金化）—冷却—中间活套—平整—拉矫—后处理—出口活套—检查卷取。这里，中间活套的作用是在平整机更换工作辊时能够使机组工艺段正常运行，在保证产量的同时，恒定的机组速度还能够有助于控制镀层厚度，保证其均匀性。另外，中间活套在平整机工作辊更换时也很有使用必要。

1.2 国内外发展状况

现在国际上具有500多条的大型宽带钢连续热镀锌线，其总生产能力能够达到1到2亿吨的产量。随着科技进步，连续热镀锌工艺发展的越来越完善，新近投产的热镀锌机组或旧热镀锌机组改造后的生产能力都进一步提高了，产品质量也越来越高，我国的在连续热镀锌工艺方面还需进一步学习发展，目前我国的几条主要热镀锌生产线基本上是从国外引进的。

在国外，热镀锌板在汽车工业及其他行业中都已经得到普遍应用，而国内热镀锌方面起步较晚，与国外相比具有一定差距。相比于国外先进的镀锌技术，我国的热镀锌机组还有许多不足。第一，机组不具备预清洗设备，对于镀锌锌层的表面质量不能完全保证；第二，我国现有的光整机大多都是较为简单的两辊式的，这对于带钢力学性能的改善不利，尤其是带钢的深冲性能；第三，目前我国大部热镀锌钢板的生产厂家的主要用户是建材、轻工、交通等行业，以我国目前的热镀锌设备条件、工艺技术以及原板性能方面的限制，能够生产出供汽车制造业使用的镀锌板的厂家很少，这方面镀锌板的产量也很少。

2 热镀锌技术的发展趋势

随着近十几年经济及科技的快速发展，现在镀锌板在整个市场上的需求大大增加，同时对镀锌板的质量要求也大幅度提升了。在市场的驱使下，原有工艺及装备已不能满足市场要求，镀锌板生产厂家纷纷对其进行改造，建立全新的大型高速热镀锌生产线以满足生产需求，生产线以高产和节能为发展目标。但大量的改造资金以及还原质量的不确定性，都是改造设备的风险，尤其是还原质量，还原不好对钢带的镀层性能有很大影响。因此，为了高效节能增加效益，应该制定出满足镀锌层性能要求的镀锌临界工艺参数。

第一，合理的退火工艺。热镀锌在连续退火过程中，当再结晶未能充分进行时，钢基组织大部分会仍为冷轧态组织，导致成型型差。为了保证再结晶过程的充分进行，改变带钢在退火炉内加热及冷却时间是最为有效的方法。而实际退火时间取决于机组生产速度的大小，当然，退火温度对再结晶时间也有一定影响，退火温度越高，提供的驱动力越大，再结晶完成时间越短。然而在实际生产中，提高退火温度会消耗大量能源，造成能源浪费。因此，制订合理的退火工艺，使得在尽量地降低退火温度，提高机组速度的情况下保证再结晶充分进行。

第二，控制还原段气氛。还原作为热浸镀锌过程中最为重要的一步，对产品质量有着重要影响。为了利用H与带钢表面的氧化薄膜发生还原反应将其还原成纯铁，炉内气氛需要控制为还原性气氛，从而大大增强了基体与锌液的结合力，提高镀层性能，为了保证还原段气氛的还原能力，应该调整出合适的H与N的比例。

第三，确定还原时间。H还原的时间不易确定，因为在无氧化段中钢带形成的氧化薄膜厚度难以确定。在实际的生产过程中，还原时间过短会导致原材料表面的氧化膜未被完全还原，从而导致热镀锌层的结合力降低，影响热镀锌板的质量；还原段时间过长却会增大能源消耗降低生产率。因此，为了判断氧化和还原程度，研究镀锌过程中钢带氧化还原的动力学模型，有助于进一步优化工艺。

3 结束语

文章介绍了近十几年来国内外连续热镀锌的技术的发展状况，将我国热镀锌工业与国外进行对比，虽然我国热镀锌工业已经有了很大进展，但与国外相比仍差距较大，还需进一步发展提升，采取合适的方法提高镀锌层性能。

参考文献

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