镀锌卷板白锈成因分析及预防措施

张永钢

（新疆八一钢铁股份有限公司）

镀锌卷板白锈成因分析及预防措施

张永钢

（新疆八一钢铁股份有限公司）

白锈是长期影响镀锌产品使用性能的一大缺陷。文章就其成因、形貌及典型案例进行分析、辨识，并提出一系列现场改进措施及预防建议。

镀锌板；白锈；电化学反应

1 前言

八钢镀锌板卷产品自投放市场以来，一直在新疆建筑市场占有很大的市场份额，且以性能稳定、锌花均匀，色泽光亮享誉新疆市场。镀锌产品也被用于建筑外板，但在新疆伊犁地区有用户反馈将八钢产镀锌板用于民居外顶板有白锈现象。为解决白锈缺陷，八钢冷轧镀锌机组技术人员就伊犁市场发生的白锈缺陷典型案例进行分析，从镀锌产品的生产过程、存放包装及物流运输等各工序环节查找原因，并制定了有针对性的改进措施。

2 镀锌卷板产品存放与环境的要求

镀锌板表面在使用前形成的白色沉淀物，主要有氧化锌（ZnO）和氢氧化锌（Zn(OH)2）组成，通称为白锈。

为防止白锈缺陷，一般镀锌商品卷产品均采用钝化+涂油的后处理方式，且镀锌板本身就是一种抗腐蚀性材料，使用性能至少在5年以上。镀锌板基本上都是在裸露环境中使用，几乎没有几层叠起来使用。裸露环境下的镀锌板表面跟空气接触，即使遇水，也会很快干燥，其抗氧化性也能体现出来。因为活泼的锌与潮湿空气接触，会与水发生化学反应，生成Zn(OH)2。氢氧化锌进一步与空气中的二氧化碳反应，生成一层较薄的致密的有黏附性的碱式碳酸锌2ZnCO3·3 Zn(OH)2，可以阻止镀层进一步腐蚀。所以在一般情况下，镀锌板也是一种耐蚀材料。在八钢镀锌板生产工艺完全相同的情况下，镀锌板同在伊犁地区使用，有些上墙3年了仍光亮如新，有些在存储一段时间或压型完成，没几天就产生了白锈。分析认为伊犁地区镀锌板发生的白锈缺陷，与镀锌板存放的形式及环境密切相关。在通风裸露环境和密闭环境下对镀锌板表面产生不同的影响。如镀锌板成卷状或几层叠在一起，在潮湿空气时，镀锌板与镀锌板间基本处于密闭状态，没有流动的空气，板与板间极薄的空隙会吸附潮湿空气中的水，发生电化学腐蚀，形成白锈。并且白锈很疏松，并不断反应，形成大面积氧化。

3 生产工序环节的影响

3.1 钝化涂油的处理

采用铬酸溶液对镀锌产品锌层表面进行钝化处理，从而提高镀锌板耐蚀性能，是现代镀锌产品工业生产中广泛使用的有效方法。镀锌板经钝化处理后，可获得无色透明的钝化膜，研究表明耐蚀的有效性取决于钝化膜中的铬含量。钝化膜中的铬含量越高，耐蚀性能也越好。通过盐雾试验，当钝化膜中铬含量超过12mg/m2时，在实验条件下，已不出现白锈。考虑镀锌板表面存在锌凸起、锌粒会破坏钝化膜。根据生产经验，八钢镀锌机组将钝化膜中的铬含量控制在≥15mg/m2。钝化处理后，采用喷涂防锈油，可更好地保证防锈效果。

3.2 运输过程中的影响

在成品运输过程中，如出现成品卷外包装破损，钢卷遇水、受潮会造成氧化形成白锈。当运输过程中温度较低，入库开卷时温度较高（温差大于20°），钢卷或板垛上形成冷凝水，又没及时通风使用，发生电化学反应而形成白锈。

3.3 成品仓储的影响

生产中对成品仓储条件有严格的规定，成品露天摆放，如遇库房漏水，雨雪浸湿钢卷，成品库房内温差大，钢卷板上吸附冷凝水；成品钢卷与酸、碱等腐蚀性物质共同摆放，这些状况均能造成镀锌板产生白锈。

成品钢卷摆放时间超过防锈油挥发变质时间为六个月，因此，在这个时间范围内必须使用。

4 典型案例分析

4.1 钝化膜不均匀（图片1）

图1 钝化不均造成氧化白锈

2016年5月伊犁地区用户反应镀锌板上墙使用后出现白锈。经镀锌技术人员现场确认测量，氧化缺陷部分宽度240mm，间距850mm；呈周期性，氧化带垂直于轧制方向。而镀锌生产现场使用的钝化涂覆辊直径355mm，带钢与涂覆辊速度比为1：1.3，涂覆辊上印迹复印在带钢周期为857mm，与缺陷发生周期基本吻合。且通过取样分析，氧化锈蚀部分钝化膜重约在13mg/m2，而未锈蚀部分钝化膜重约在18mg/m2，可以初步认为氧化带与涂覆过程钝化不均相关。

图2 钢卷受潮形成叠片湿热腐蚀

可能原因：（1）该锌层腐蚀条带为涂覆辊不圆度超标造成。辊子在使用过程中磨损不均匀，造成涂覆辊不圆度超标产生该缺陷；

（2）涂覆辊震动等异常情况，会导致钝化膜不均，严重时膜重达不到工艺要求，产生锌层腐蚀带；

（3）涂覆辊沿径向硬度不均，硬度高部位钝化膜膜厚薄，膜重达不到工艺要求，产生锌层腐蚀带。4.2 钢卷受潮形成叠片湿热腐蚀

2016年7月伊犁地区反应镀锌板在开卷时存在带钢边部白锈（图2）。根据施工现场图片及镀锌生产实绩调查：此钢卷为5月生产，发货到开卷使用，一直存放在施工现场，期间伊犁地区多次下雨，且日温差较大。有资料数据显示，镀锌卷在钝化涂油且保证条件下，盐雾条件下5周后，钢卷拆包后边部已发生氧化锈蚀。分析认为白锈缺陷产生原因为钢卷在运输及存储时受潮，发生叠片湿热腐蚀（电化学腐蚀）而造成。

5 预防措施

5.1 加强钝化涂油工序的控制

涂覆辊验收工作，按要求对每支进厂涂覆辊进行检测验收并做好记录；生产班负责对涂覆辊上线、中期及下线前的钢带取样（长度大于1200mm）。钢带沿长度方向均匀取4点，每点宽度方向取左、中、右三点做正、背面钝化膜膜重检测，以评价一个涂覆辊周长范围内钝钝化膜均匀性。涂覆辊更换上线时和使用过程中，涂覆辊有震动等异常情况，及时换辊。切换规格后调整辊缝取样检测钝化膜重（钝化膜膜重＞20mg/m2）。

5.2 包装要求

镀锌生产钢卷下线后，钢卷冷却至室温后包装，以减少冷凝水的产生。

包装方式按标准执行：（1）周向。距离边部40mm打捆，中间打捆道次等距离均匀分配，打捆距离距标准位置偏差±50mm。外周包板、内周包板应使用整张的镀锌板，不允许用2张以上镀锌板进行拼凑使用。

（2）径向。各打捆道次等角（90°）度均匀分配，打捆角度距标准位置偏差±15°。上方的打捆带应距外侧铁护角的接缝处不大于100mm，确保径向打捆带能将外侧铁护角的接缝捆牢。下方的打捆带应距内侧铁护角的接缝处不大于100mm，确保径向打捆带能将内侧铁护角的接缝捆牢。

（3）包装整体应规范整齐，不得有外包装板头部外翘现象。

（4）侧面护板的尺寸必须确保侧护板与内外护角的重合度不小于15mm，且不得有侧面护板规格选用不当造成的过大鼓起或漏角情况。

5.3 加强向用户宣传镀锌板使用存储规范要求

会同销售人员对客户宣传镀锌板使用及存储等规范事项，如告之用户存储运输钢卷应避免受潮，受潮钢卷尽快打开通风，并尽快使用；避免镀锌钢卷同酸碱盐物质同场地存储；镀锌板存储时间不超过3个月为宜。

6 结语

八钢镀锌机组2016年共生产镀锌钢卷14.36万t，用户共提出白锈异议达5起，均为2016年7月以前生产。自2016年7月采取的改进措施实施后，截止到2016年年底再未有客户反映白锈异议。镀锌白锈产生的原因是多方面的，不仅要求生产厂通过精细的过程控制、定期的质量实验、精心的包装来预防，正确的物流运输方法、用户合理的存储使用方式，都是消除白锈缺陷的必要措施。

[1] 李九龄.带钢连续热镀锌.北京:冶金工业出版社，1995.

[2] 徐秀飞.钢带连续涂镀和退火疑难对策.北京：化学工业出版社2010.

[3] 王聪.Pb对热镀锌钝化板白锈形成的影响.2007中国钢铁年会论文集,2007.

Analysis the Reasons of White Rust Defects on Galvanized Coiled Sheet＆Its Preventive Measures

ZHANGYong-gang
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd)

That white rust defects will affect the performance of galvanized products for a long time.This paper analyzed and identified the cause and morphology and classic example of white rust defects,a series of mend and preventive measures were proposed.

galvanized coiled sheet;white rust;electrochemical reaction

TG335.86

B

1672—4224（2016）04—0032—03

联系人：张永钢，男，41岁，工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂冷轧分厂

E-mail：zhangyg@bygt.com.cn