连续热镀锌工艺进展与展望

郑金旺

（唐山钢铁集团责任有限公司，河北 唐山 063000）

近年来的经济得到快速发展，热镀锌技术被运用到更加广泛的领域。在汽车行业，家用电器、城市建设以及各种轻工业中对热镀锌技术的需求都在渐渐增加。在国际范围内的使用需求更加庞大，尤其对于汽车行业相对发达的国家，热镀锌钢的使用更加普及。由于市场的紧缺，促进了行业的发展，提高了热镀锌技术的水平。在国内外的市场中都出现了热镀锌钢供不应求的情况，传统的热镀锌技术已经无法满足现在的市场需求。经过不断的研发技术，出现了连续热镀锌的工艺，具有更好的稳定性特点，并且相比传统的单张热镀锌节约了经济成本。虽然和发达国家相比，我国的热镀锌技术还存在一定的上升空间，但通过不断对技术的改良和优化，引进更加先进的技术方法，让我国的热镀锌技术不断提高，增强行业的竞争力。

1 连续热镀锌工艺现状

1.1 镀锌的目的和作用

在钢材的实际应用过程中，容易出现材料的腐蚀问题，这就影响了产品的使用寿命，对钢材进行镀锌处理，可以提高钢材的抗腐蚀性能。工业化的进程逐渐加快，影响着人们的日常生活，在人们日常使用的工具中，大量运用到金属制品。每年由于腐蚀问题造成了大量的的经济损失，所以对于金属制品进行抗腐蚀的加工至关重要[1]。镀锌可以在钢材表面产生保护层，在日常环境中对于表面的镀锌涂层产生化学反应，可以形成一层保护膜，保护锌层和钢板不受腐蚀，经过热镀锌的钢材，可以延长使用寿命，提高产品的利用率。尤其是运用到汽车、家用电器等工业领域内，可以极大的提高产品的性能，提升产品质量，便利的人们的生活。

1.2 连续热镀锌的工艺方法

连续热镀锌的工艺方法，在众多领域的实际运用中显现了更加明显的优势。传统的镀锌方式是单张镀锌的形式，生产效率低下，需要较高的经济成本。连续热镀锌的工艺方法，不仅经济成本低，生产出来的产品性能更高，使用寿命更长，具有更高的稳定性，镀锌的性能更加优秀。目前主要使用的连续热镀锌工艺有三种：

（1）森吉米尔法，具有更高的产量、操作更加简单的特点。通过煤气火焰使带钢直接在氧化炉内直接进行加热，达到改变带钢表面质量的效果。

（2）改良森吉米尔法，这种工艺方法主要通过改良装置，连接氧化炉和还原炉，使整个操作流程在一套系统化的设备体系里完成，这种方式具有更好的整体性，但是却容易出现质量问题，需要后期进行检验。

（3）美钢联法，这种工艺方法的技术特点是采用辐射形式的加热方式，改变了传统的操作流程，减少了氧化炉的部分，增加了退火阶段的清洗装置，增设了冷却部分的功能[2]。这样生产出来的带钢表面可以去除污渍，保证表面镀锌的质量。美钢联法在不断发展的过程中，被大量采用，优化了镀锌工艺的流程，引进了更加先进的立式退火炉，提高了技术水平，增加了经济效益。

1.3 连续热镀锌的工艺流程

目前我国主要采用的冷轧钢带连续热镀锌的工艺流程为：

（1）开卷，在带钢连续热镀锌的生产过程中使用两台开卷机器进行开卷作业，两台开卷机交替工作，保证生产过程的连续性。开卷前将材料放置好，做好前期准备工作，机器开始操作后将钢卷运送到开卷机内开始工作。

（2）焊接，在连续热镀锌工艺的作业中，卷带钢通过焊机的焊接进行连接，保证生产线的连贯性，可以进行连续热镀锌操作。焊接的水平直接影响连续热镀锌工艺的质量。当焊接设备出现技术故障时，就会影响连续热镀锌的整体工作进度，这就需要对焊机进行定期的日常维护与保养，设置专门的技术人员进行管理，对生产过程中出现的故障问题，及时进行检修，保障连续热镀锌的工作进度不受延误。

（3）清洗段，在生产过程中增加清洗段，是热镀锌前的重要部分。清洗段是热镀锌工艺的冷却部分，可以清洗掉钢带表层的轧制油油污等污渍，以及带钢表面残留的铁粉等杂质，直接影响到钢带的镀锌效果。清洗段的操作通过物理和化学的处理过程，化学处理用清洗液与带钢表面杂质进行化学反应处理，物理处理通过机器产生的震动、摩擦、喷淋溶剂等方式去除表面的污渍。通过清洗过程达到最佳的镀锌效果。

（4）带钢连续退火炉，带钢在退火炉内想要达到指定的温度，需要在预热炉中先进行预热操作，加热到再结晶的温度后，通过还原炉加热到更高的温度，然后在通过冷却段进入镀锌的温度。尤其要求带钢在加热过程中要保持密闭的情况下进行加热，使带钢表面整洁达到理想的镀锌效果。

（5）气刀，通过气刀的操作来控制带钢镀锌层的厚度，利用流体冲击学进行连续的喷出扁平气流，刮掉带钢表面多余的部分，达到标准镀锌的目的。

（6）光整设备，光整机的功能是在热镀锌的作业线内进行冷轧，以达到更好的镀锌效果，是一套系统化的装置。

（7）拉矫机，通过机器进行拉伸弯曲较直的方式，带钢通过两个弯曲辊在拉力作用下进行较直，来确保带钢的平直水平。

（8）铬酸盐处理，对镀锌层表面进行铬酸盐的钝化处理，通过铬酸溶液对涂层进行化学反应，提高热镀锌工艺的耐腐蚀性。

（9）卷取机，使用卷取机将带钢边沿进行作业，达到带钢边沿整齐。利用扫描器进行操控，使液压缸推动卷取机进行操作，出现整齐的效果。

2 热镀锌技术在实际应用中的问题及国内外差距

2.1 连续热镀锌工艺中存在的不足

在我国连续热镀锌工艺的应用中，技术水平还不够成熟，存在着一些不足之处。例如，森吉米尔法和改良森吉米尔法的加热方式都是通过氧化炉直接进行加热，这种形式的加热方法让带钢表面直接接触火焰，对带钢表面的质量产生一定影响[3]。美钢联法虽然加热效果更好，生产出来的带钢表面镀锌质量更优，但是存在操作流程复杂，不易操作的问题。我国的镀锌技术存在着机组的预清洗设备不足，镀锌层表面的稳定程度不能保障。在连续热镀锌的技术设施上不够先进，光整机普遍为简单的两辊式，不利于对带钢的性能改变。我国的热镀锌钢材主要用于轻工业等项目的使用，镀锌的标准还不能满足用于汽车等要求较高的热镀锌板材的行业，对汽车等材料的选择更多的会使用国外制造的热镀锌钢板，对国内的选择极少。对于连续热镀锌的工艺还需要进一步完善，不断学习先进的技术知识，创新思维方式，设计出更佳完善的一套加工设备，既可简单的操作，又能节约经济成本，达到更好的镀锌效果。

2.2 国内外的发展状况及差距

在国际上热镀锌工艺被广泛运用到各个领域，大型的热镀锌生产线众多，具备非常优异的生产能力。由于科学技术水平的不断提高，连续热镀锌的工艺也逐渐得到提升，对于传统的镀锌基础设备都进行了更新升级，经过热镀锌工艺的产品质量也得到了大幅度的提升。对于产品的表层镀锌越来越均匀，延迟了产品的使用寿命[4]。相比与国际上的热镀锌工艺，我国的连续热镀锌技术还有很大的发展空间，虽然近年来不断引进国外先进的技术理念，我国的热镀锌技还需要进一步的发展，进行更好的穿新，来提高我国的镀锌行业国际竞争力。国外的镀锌行业发展较早，对于各个领域的运用也较早，使用后镀锌板材制造的汽车和家用电器等技术相对成熟，而我国由于起步较晚，对热镀锌的使用还处于初级阶段，这就需要不断的学习国外的先进技术知识来缩小差距。对于热镀锌要求较高的行业，更多的仍然选择国外的热镀锌板材。我国的热镀锌技术主要应用于建筑行业，以及各种要求相对宽松的轻工业行业。我国的热镀锌技术还需要进一步完善，注重镀锌的细节把控，不断引进先进的技术设备，培养更多的专业技术人才，提高我国的镀锌板材品质，积极的探索全新的镀锌方式，开辟我国独有的技术道路。

3 热镀锌技术的发展趋势

近年来对镀锌板材的需求量不断增加，热镀锌技术被应用于各个领域，传统的单张镀锌工艺已经不能满足现在的市场需求，需要不断研发先进的镀锌方式，提高热镀锌工艺的质量。对比原来的生产线，现在的生产线规模更大，设备更佳先进，企业更多的使用连续热镀锌工艺，并且不断引进先进技术设备。在节约经济成本的同时，要保证镀锌的质量达到标准，逐渐将细节问题完善，增加企业的经济效益。

3.1 制定合理的退火工艺

在连续热镀锌的操作过程中，制定合理的退火工艺，可以使冷轧带钢达到一定温度后进行退火工艺[5]。通过控制带钢退火阶段的加热和冷却时间，来改变带钢的再结晶时间。合理的退火工艺可以在实际操作中减少热量的消耗，更佳合理化的进行加热和冷却，有效的节约能源，影响带钢的镀锌效果，提高镀锌工艺的质量。

3.2 还原段气氛控制

在连续热镀锌实际操作的过程中，还原段发挥了重要的作用，直接影响着镀锌的效果。还原段通过化学药剂的反应，使镀锌层的粘附性更好，一旦这一阶段操作失误，会导致整个材料的报废。还原段气氛控制是将炉内的气氛调整为还原气氛，经过化学反应后，提高镀锌层质量，严格的控制反应试剂可以使镀锌效果更加稳定。

3.3 确定还原时间

在热镀锌的还原过程中，镀锌层的厚度很难掌握，要确定还原时间，以保证带钢表层形成厚度均匀的氧化膜，提高镀锌的效果。在实际热镀锌的作业过程中，对材料的还原过程花费的时间具有很大的差异性，对表层的氧化物完全还原所需要的时间不能准确判断[6]。对于还原阶段的操作，需要消耗大量的能源进行加热，当加热时间不足时，不能将材料表面的氧化层完全还原。当加热时间过长时，可以将氧化物还原彻底，但却需要消耗更多的热量，造成资源的浪费，提高了经济成本。还原时间过长或者过短都是不合理的现象，更加科学的确定还原时间，可以提高镀锌层的结合力，使镀锌层的质量得到保障，给企业节约能源，提高企业的经济效益。

4 结束语

目前我国的热镀锌工艺已经取得了很大的进展，但是相比于国际上的热镀锌工艺还存在着一定的距离。科学技术不断改变着人们的日常生活，对于生活中的家用电器，建筑材料的镀锌工艺要求也越来越高，尤其对于汽车这样高速发展的行业，追求更加节能轻便的钢材，对热镀锌材料的标准更加严格。由于对热镀锌的要求不断升级，促进了我国镀锌行业的发展，在新时期面临着巨大的机遇和挑战，要在不断进步中逐渐提高我国连续热镀锌工艺的质量，创新出更多的新型镀锌技术，改变传统化思维，研发出更多镀锌设备，扩大我国镀锌材料的使用范围，让更多高标准的镀锌材料出现在各个领域。我国的连续热镀锌技术未来的发展前景广阔，不断朝着国际化的方向努力，让我国的镀锌行业可以在国际舞台上取得重要成绩。