專利名稱：生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎ǖ闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼帶熱浸鍍生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在鋅基合金熱鍍鋼帶生產(chǎn)中，鍍液溫度不同于原有溫度、氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率不同于原有運(yùn)行功率的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋅是用作鍍層材料的金屬當(dāng)中消耗量最大的金屬，在鋅的總耗量中用于鍍層的鋅至少占一半。但是，地球上的鋅資源十分有限。國外學(xué)者預(yù)測，如今地球上的鋅礦，只能供人類開采三五十年。雖然鋅可以回收利用，但回收做不到百分之百，總有一部分鋅永久地?fù)p失掉了。隨著鋅的使用量越來越大，鋅資源正日益走向匱乏。為了盡量推遲鋅資源的最終枯竭，讓鋅為人類服務(wù)的期限盡可能延長，如何減少鋅資源的消耗，已經(jīng)成為一項(xiàng)重大而迫切的戰(zhàn)略任務(wù)。要減少用于鋼帶鍍層的鋅的消耗量，就要減薄鍍層，這樣就會縮短鍍層鋼板的使用壽命。為了鍍層減薄后保持原有的使用壽命，甚至讓使用壽命有所提高，主攻方向是研發(fā)高耐蝕性的新型鋅基合金熱鍍板。國際鉛鋅研究組織發(fā)明的鋅鋁稀土熱鍍板(GF)、 日本日新制鋼公司發(fā)明的鋅鋁鎂熱鍍板(ZAM)、日本新日鐵公司發(fā)明的鋅鋁鎂硅熱鍍板 (SUPER DYMA)，都是高耐蝕鋅基合金熱鍍板的成功實(shí)例。如發(fā)明專利申請“在生產(chǎn)中氣刀氣源為空氣的熱浸鍍鋅鋁鎂稀土鍍層鋼帶”(簡稱四元鋅合金熱鍍板，中國專利申請?zhí)?201010174680.0)、“在生產(chǎn)中氣刀氣源為空氣的熱浸鍍鋅鋁鎂硅稀土鍍層鋼帶”(簡稱五元鋅合金熱鍍板，中國專利申請?zhí)?01010174679. 8)，是這方面研發(fā)的新進(jìn)展。以上這些產(chǎn)品的一個共同特點(diǎn)是，在鍍層化學(xué)成份中，鋅含量占80%以上。生產(chǎn)中，從鍍鍋中出來豎直上升的鋼帶，是靠氣刀吹刮掉其表面多余的鍍液來控制鍍層量。改為生產(chǎn)高耐蝕鋅基合金熱鍍板后，對于那些嫌普通熱鍍鋅板耐蝕性不夠的應(yīng)用場合來說，適宜保持或基本保持原先的鍍層量，取得延長產(chǎn)品使用壽命的效果；對于那些認(rèn)為普通熱鍍鋅板耐蝕性已經(jīng)足夠的應(yīng)用場合來說，則應(yīng)在保持或適度提高使用壽命的前提下，降低鍍層量，達(dá)到減少鋅耗量的目的。要降低鍍層量，就要提高氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，以提高氣刀的風(fēng)壓、風(fēng)量。然而， 運(yùn)行功率和風(fēng)壓風(fēng)量的提高，受到一個重要條件的制約，就是鍍液溫度。普通熱鍍鋅公認(rèn)并常用的鍍液溫度標(biāo)稱值有455°C和460°C，實(shí)際操作中一般按 455士5°C (即450 460°C)或460士5°C (即455 465°C )來控制?！冬F(xiàn)代鋼帶連續(xù)熱鍍鋅》(冶金工業(yè)出版社，2007年1月第1版，第似4頁第1行)主張鋅液溫度最理想的范圍為450 455°C ；《帶鋼連續(xù)熱鍍鋅》(冶金工業(yè)出版社，2010年5月第3版，第269頁倒10 行)主張鋅液溫度最好為455 465°C ；行業(yè)內(nèi)同仁則公認(rèn)鋅液溫度最高不能超過480°C。按照這樣的觀點(diǎn)，前述幾種鋅基合金熱鍍板，因其鍍層材料的熔點(diǎn)與普通熱鍍用鋅的熔點(diǎn)基本相等或低一些，則其鍍液工作溫度應(yīng)與普通熱鍍鋅相等或者低一些。例如，本研發(fā)團(tuán)隊(duì)所在公司的五元鋅合金熱鍍板投產(chǎn)后，鍍液溫度就是按460士5°C來控制的。在同等鍍層量的前提下，五元鋅合金鍍層的耐蝕性數(shù)倍于普通鍍鋅層。本來指望通過大幅度提高氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率來顯著降低鍍層量，可是，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率升高不多時，鍍層板表面即出現(xiàn)了金屬流紋，不但外觀變差，而且鍍層量反而增加。這樣，就限制了風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率的升高和鍍層量的降低。究其原因在于氣刀的機(jī)械吹刮作用與冷卻作用是同步增減的，隨著風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率的升高，機(jī)械吹刮作用增強(qiáng)，冷卻作用也增強(qiáng)，氣刀吹掃時板面鍍液最表面的實(shí)際降溫幅度也隨之增大?？墒牵谝欢ǖ腻円簻囟认?，板面鍍液最表面的允許降溫空間是一定的
Y =(T - T0) - α
式中Υ為板面鍍液最表面允許降溫空間/°C T為鍍鍋中鍍液溫度/°c T0為鍍液凝固點(diǎn)/°c α為無窮小/°C
當(dāng)實(shí)際降溫幅度SY時，不發(fā)生金屬流紋，隨著氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率增加，鍍層量降低。當(dāng)實(shí)際降溫幅度> Y時，發(fā)生金屬流紋，隨著氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率增加，鍍層量增加，金屬流紋變嚴(yán)重。由此看出，要想進(jìn)一步升高風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率以進(jìn)一步降低鍍層量，就必須擴(kuò)大允許降溫空間。要擴(kuò)大允許降溫空間，就必須提高鍍液工作溫度。尋求、確定技術(shù)上合理的鍍液工作溫度，正是本發(fā)明要完成的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為鋼帶熱浸鍍鋅基合金提供一個高于現(xiàn)行鍍液溫度的鍍液溫度范圍，進(jìn)而通過大幅度提升氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率來顯著降低鍍層量，節(jié)約鋅資源，同時又能避免大的負(fù)面作用。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，在鋼帶熱浸鍍鋅基合金時，控制鍍液工作溫度在530 560°C之間。與之相配合，氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率最高調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。鍍液工作溫度控制為535士5°C。鍍液工作溫度控制為M5士5°C。鍍液工作溫度控制為555士5°C。在鋼帶熱浸鍍鋅基合金時，邊進(jìn)行鋼帶熱浸鍍生產(chǎn)，邊小步幅、多步次地調(diào)升氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率，以調(diào)升氣刀風(fēng)壓風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)鍍層量小步幅、多步次地下降；若調(diào)到某一步時，板面出現(xiàn)了金屬流紋，則退回到前一步的運(yùn)行功率，并持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)。倘若氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率調(diào)到了最大值，板面仍未出現(xiàn)金屬流紋，為了最大程度地降低鍍層量，可改為安裝額定功率更大的鼓風(fēng)機(jī)，或者增加一臺鼓風(fēng)機(jī)，與原有風(fēng)機(jī)一起運(yùn)行。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的方法，具有以下有益效果 1、因鍍液工作溫度大幅度提高，拉大了鍍液溫度與鍍液凝固點(diǎn)的差值，擴(kuò)大了板面鍍液最表面的允許降溫空間，從而可以大幅度提高氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，增大氣刀風(fēng)壓風(fēng)量(只要板面鍍液最表面的實(shí)際降溫幅度不超過允許降溫空間即可)，顯著降低鍍層量，節(jié)約鋅資源。以熱浸鍍五元鋅合金為例，五元鋅合金的凝固點(diǎn)是417°C，現(xiàn)行鍍液溫度460°C， 板面鍍液最表面允許降溫空間為 43°C，限制了氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率的升高。當(dāng)把鍍液溫度改為535°C時，允許降溫空間則為 118°C，比現(xiàn)在的擴(kuò)大了 118 — 43 = 75°C。這樣，就允許大幅度提高氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率，從而使鍍層量顯著降低，在保持或提高耐蝕性的前提下顯著節(jié)約鋅耗量。就凝固點(diǎn)低于普通鋅液的鋅基合金而言，現(xiàn)行鍍液溫度低于普通鋅液，當(dāng)實(shí)行 535°C熱浸鍍時，其允訴降溫空間的擴(kuò)大量大于75°C，能更大程度地通過提升氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率來降低鍍層量。2、由于選擇的鍍液工作溫度位于第二個正常浸蝕區(qū)，避開了劇烈浸蝕區(qū)，就避免了對鍍層板質(zhì)量的不利影響。雖然由于鍍液溫度較高，鐵損量增高一定幅度，鍍鍋沉沒件的使用壽命縮短一定幅度，鍍鍋耗電量也增加一定幅度，但這些經(jīng)濟(jì)成本的付出，遠(yuǎn)小于節(jié)約鍍層材料消耗量而帶來的效益回報。本發(fā)明除對高耐蝕性的各種鋅基合金熱浸鍍適用之外，在一定條件下，對普通熱鍍鋅也適用。國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T2518—2008連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶》在列出以60g/m2為起點(diǎn)的系列推薦鋅層重量的同時，指出，“經(jīng)供需雙方協(xié)商，亦可提供其他鍍層重量。”這表明， 在用戶有要求的條件下，可以生產(chǎn)提供60g/m2以下的鋅層重量。鋅液溫度取530°C以上對這種情況就是適用的。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是鐵損量與鋅液溫度關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的工作原理如下
圖1所示的是鐵損量與鋅液溫度關(guān)系圖，圖中的鐵損量是指鋅液對鋼鐵的浸蝕量，在熱鍍鋅中就是鋅液對鍍鍋沉沒件和鋼帶的浸蝕量。過高的浸蝕量不但加大鍍鍋沉沒件和鋼帶的損耗，而且使產(chǎn)品表面質(zhì)量劣化。鋅液溫度在480°C以下，為正常浸蝕區(qū)，鐵損量隨溫度升高而緩慢增大；480 530°C為劇烈浸蝕區(qū)，總體來說鐵損量非常大；530°C以上，為第二個正常浸蝕區(qū)，鐵損量隨溫度升高而增大得同樣緩慢。業(yè)界現(xiàn)行觀點(diǎn)認(rèn)為熱鍍鋅的鍍液溫度不能超過480°C，是為了避免鍍液溫度進(jìn)入劇烈浸蝕區(qū)。本發(fā)明則跳過了劇烈浸蝕區(qū)，將研究范圍拓展到530°C以上，認(rèn)為第二正常浸蝕區(qū)正好值得加以利用。本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下
1、把鍍液溫度調(diào)升并穩(wěn)定控制在530°C 560°C之間某個設(shè)定值。例如控制為 535 士 5°C。2、一邊進(jìn)行鋼帶熱浸鍍生產(chǎn)，一邊小步幅、多步次地調(diào)升氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率，調(diào)升氣刀風(fēng)壓風(fēng)量，例如每次調(diào)升運(yùn)行功率2%，從而實(shí)現(xiàn)鍍層量小步幅、多步次地下降。若調(diào)
5到某一步時，板面出現(xiàn)了金屬流紋，則退回到前一步的運(yùn)行功率，并持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)。這樣， 即可獲得最低的鍍層量，充分節(jié)省鋅耗量。3、倘若氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率調(diào)到了最大值，板面仍未出現(xiàn)金屬流紋，說明現(xiàn)有氣刀風(fēng)機(jī)的能力限制了鍍層量進(jìn)一步降低。為了最大程度地降低鍍層量，可改為安裝額定功率更大的鼓風(fēng)機(jī)，或者增加一臺鼓風(fēng)機(jī)，與原有風(fēng)機(jī)一起運(yùn)行。實(shí)施例1 在五元鋅合金(鋅鋁鎂硅稀土)熱鍍鋼帶生產(chǎn)中，鍍液溫度控制為 535士5°C ；氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。實(shí)施例2 在五元鋅合金熱鍍鋼帶生產(chǎn)中，鍍液溫度控制為545士5°C ；氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。實(shí)施例3 在五元鋅合金熱鍍鋼帶生產(chǎn)中，鍍液溫度控制為555士5°C ；氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于在鋼帶熱浸鍍鋅基合金時，控制鍍液工作溫度處在530 560°C之間，氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率最高調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于鍍液工作溫度控制?35 士 5°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于鍍液工作溫度控制?45 士 5°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于鍍液工作溫度控制?55 士 5°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于在鋼帶熱浸鍍鋅基合金時，邊進(jìn)行鋼帶熱浸鍍生產(chǎn)，邊小步幅、多步次地調(diào)升氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率，以調(diào)升氣刀風(fēng)壓風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)鍍層量小步幅、多步次地下降；若調(diào)到某一步時，板面出現(xiàn)了金屬流紋，則退回到前一步的運(yùn)行功率，并持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，其特征在于倘若氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率調(diào)到了最大值，板面仍未出現(xiàn)金屬流紋，為了最大程度地降低鍍層量，可改為安裝額定功率更大的鼓風(fēng)機(jī)，或者增加一臺鼓風(fēng)機(jī)，與原有風(fēng)機(jī)一起運(yùn)行。
全文摘要
一種生產(chǎn)鋅基合金熱鍍鋼帶的高溫?zé)峤兎?，在鋼帶熱浸鍍鋅基合金時，控制鍍液工作溫度處在530～560℃之間，氣刀鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率最高調(diào)整為不引發(fā)板面金屬流紋的功率區(qū)間的最高值。本發(fā)明把鍍液溫度設(shè)定為530～560℃之間的值；同時盡量調(diào)高氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率。因板面鍍液允許降溫空間大幅度擴(kuò)大，氣刀鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率得以大幅度升高，使得鍍層量顯著降低，充分節(jié)約了鋅耗量。由于此溫度范圍避開了鍍液劇烈浸蝕鋼鐵的溫度區(qū)域，承受的負(fù)面作用遠(yuǎn)低于減少鋅耗的效益回報。
文檔編號C23C2/20GK102206795SQ20111009804
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者萬鵬, 吳立章, 孫庚辰, 張驍, 徐艷輝, 曹全禹, 梁士臣, 趙明輝, 陳春雨, 馬寶順, 黃世昆 申請人:梁士臣