连续热镀锌线在线清理锌灰应用

孙宁

摘 要：通过对退火炉炉压和氢含量的合理控制，完成在线清理炉鼻子内锌液面的锌灰，实现对炉鼻子内锌液面的净化，显著提高镀锌产品的表面质量。

关键词：连续热镀锌线；在线清理；锌灰

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.015

1 应用背景

随着热镀锌产品日益在建筑、轻工、家电以及汽车行业的广泛应用，民用、建筑等普通商用板，要求尺寸较大的锌花供货；而无锌花和小锌花则常常作为彩色涂层板基材使用，或者经过光整后作为需要进一步涂漆的各种容器、家电、电气设备外壳等，人们对热镀锌板表面质量要求越来越严格。

随着镀锌生产厂家的增加，市场竞争越发激烈，镀锌生产成本控制力越来越显示出其重要位置。在同样产品质量的前提下，低成本生产成为钢铁企业生存的必要条件。镀锌生产废次率大部分来自镀锌表面质量缺陷，在影响镀锌产品表面质量的因素中，锌灰是降低镀锌产品表面质量的关键因素。据统计一条50万吨的产线每年因为锌渣造成降判的产品多达6千多吨，给产线效益带来巨大损失，所以对锌锅除灰除渣尤为重要。

2 锌灰产生机理与抑制方法

锌灰是锌蒸汽凝结的产物。锌锅锌液的温度为460℃，这种温度下，锌锅液面随着锌的挥发，一直产生着锌蒸汽，散发在周围的空气中。随着液面的氧化，锌锅液面形成一层薄薄的氧化锌的薄膜，这种致密的氧化锌膜能够抑制锌的挥发。这里研究的锌灰是炉鼻子内部锌液表面挥发的产物，锌蒸汽在炉鼻子内部连续不断地从锌液面产生，并在炉鼻子内部温度较低的地方凝结，大多粘附在炉鼻子上下表面以及侧面，随着锌灰凝结的越来越多，在炉鼻子震动或带钢抖动的影响下，锌灰掉落在带钢上表面，进入锌锅镀锌，这样就在带钢上表面产生了类似彗星尾巴形状的表面缺陷，我们称之为锌灰缺陷。

如果锌液温度控制高、带钢入锅温度高，导致锌灰爆发严重，一部分锌灰粘结在炉鼻子内部另一部分锌灰随着炉鼻子内氮氢混合气的流动进入到热张紧辊室内部，粘附在炉壁以及热张紧辊上，使炉子受到污染。粘附在炉内热张紧辊上的锌灰在460℃带钢表面液化，随着带钢进入锌锅镀锌，导致锌层不均或漏镀缺陷的产生。

清除锌灰的形成的途径有：（1）在炉鼻子下方加装接锌灰袋，此方法虽然有一定效果，但是操作起来有一定难度，受炉鼻子后空间限制，对炉鼻子处穿带造成难度。（2）在炉鼻子两侧开清锌灰孔，利用停车或检修时，将炉鼻子闸板闸好以保护炉内气氛，因为现在大多数炉鼻子都有升降功能，将炉鼻子升起到最下端离开锌液面，确认无误后打开两侧开孔，用气管吹净炉鼻子内表面附着的锌灰，落下的锌灰和浮在锌液面上的锌灰在接触空气氧化后可以看到呈白色和土黄色粉末状浮在锌液面上，可用捞渣工具在升起的炉鼻子下方捞出，然后再将炉鼻子下降到启线位置，打开炉鼻子内的闸板，这也是目前最简便易操作的方法。我们也是采用了此方法之一对炉鼻子锌灰加以控制。（3）安装除锌灰泵，就是在炉鼻子里的两侧各安装一个除锌灰装置，利用负压原理将炉鼻子液面上的锌灰抽出。也有使用机械泵抽出锌灰的，这也是现在普遍使用的方法，只是这种方法只解决了炉鼻子内带钢边部的锌液面的锌灰。对带钢两面的锌灰锌锅不是很明显。（4）炉鼻子内安装加湿系统，即将湿润的氮气通入炉鼻子内，露点控制在-15到-18℃左右，使其在较高露点下锌液面表面有一个微氧化，从而形成一个氧化膜，减少锌蒸汽的形成，避免锌液蒸发而形成锌灰。再利用锌灰泵抽出表面的锌灰。这种方法虽然效果较好但是要求对炉内露点严格控制好，否则破坏了炉内气氛会对热镀锌产生漏镀现象。（5）让炉鼻子锌灰随焊缝带出，如果生产线在正常运行时出现了锌疤状漏镀，也可以尝试在焊缝通过前在炉鼻子后用工具搅动炉鼻子内的锌液，让炉鼻子锌灰和锌液搅拌在一起，随焊缝前后板型不规则的钢带带出，或通过调整矫正辊使带钢抖动，让抖动的带钢将炉鼻子锌灰带出。

3 应用特点

（1）在线清理锌灰完成后十分钟，炉内气氛不受影响。

（2）在线清理锌灰完成后到镀锌线出口观察下线钢卷，可以看到有5圈板面边部有粘锌灰现象，可以考虑在出口飞剪剪切掉。

（3）在线清理锌灰完成后，其余钢卷不受影响，后面10个班次可连续生产高表面质量镀锌板。

（4）不需要停线，所以不使用炉鼻子闸板，不会触碰带钢，通过特殊技巧合理调整退火炉炉压，控制氮氢保护气体压力，使退火炉气氛不受影响的情况下，通过协作分工完成清理炉鼻子内锌灰。保证带钢镀锌工艺参数一致性，提高带钢锌层均匀性和镀锌板高级表面质量的稳定性。

4 应用实践情况

实施例1：镀锌线连续生产10个班次即80个小时，通过摄像头可以看到退火炉炉鼻子内的锌液面表面有一层明显锌灰，此时如果不进行炉鼻子锌灰的处理，不仅锌灰会粘到运行的带钢表面，造成镀锌板表面锌层粘附性变差，表面质量也附着有部分锌灰影响使用，而且还会有带钢表面漏镀现象，所以镀锌线每到这个时间节点，就需要上3卷过渡卷停车，一卷停线，两卷起车升温，每卷重量20吨，共计30吨，停线后将炉鼻子闸板闭合，提升炉鼻子从-220～+20mm，然后将炉鼻子下面锌液面的锌灰用工具拨开清除，再将炉鼻子回落到-220mm工作位，打开炉鼻子闸板，工艺将带钢将停车时的带钢锌渣部分回点动锌锅熔化后建张起车，起车后查找因停车造成的隔痕划伤等缺陷无误后缓慢提速升温，过渡卷升温后进入正常品种生产，过渡卷停线和起车的降判为三级品，一般控制在30～60吨左右，此过程最快也要耗时3个小时才能完成。FC级品率56%

实施例2：通过采用发明的在线进行炉鼻子内锌灰清理的操作法清理炉鼻子锌灰，不用刻意计划过渡卷只需要利用品种过渡的过渡卷，降速生产3分钟可以完成清理锌灰，降判品可以控制在5吨以内，而且因为没有停车，带钢不会有锌渣斑，所以不会对辊系造成伤害，故后面的生产不会有隔痕和划伤现象产生，可以直接进入高表面镀锌板的生产， FC產品的合格率80%，而且可以节省查找缺陷

5 总结

此操作法的运用给生产薄规格家电板时，避免产线停车清锌灰、再需要大批量普料拉辊，然后再过渡到到生产家电板的繁琐工序提供优质创新生产排产思路，同时也填补了国内镀锌线生产不停车完成在线清锌灰而不破坏炉内气氛的空白。连续热镀锌线每月可避免因清锌灰停车6次，减少起车过渡带，升温过渡带产生的非计划品约480多吨，年创效约300余万元。