熱鍍鋅鋼卷外圈白銹缺陷原因分析及對策

王寧，劉麗娜（天津軋一冷軋薄板有限公司，天津300270）

熱鍍鋅鋼卷外圈白銹缺陷原因分析及對策

王寧，劉麗娜
（天津軋一冷軋薄板有限公司，天津300270）

[摘要]針對熱鍍鋅鋼卷外圈產生白銹狀腐蝕現象，分析出其產生原因為鈍化膜厚度較薄、PMT溫度過低以及包裝時鋼卷與環境溫差較大，通過優化鈍化烘干工藝，降低卷取與包裝溫度等措施，消除了鋼卷外圈白銹缺陷，保證了產品質量。

[關鍵詞]熱鍍鋅鋼卷；白銹；鈍化

1　引言

熱鍍鋅鋼板經鈍化后具有良好的耐蝕性，可以防止鋼卷在儲存和運輸過程中出現白銹狀腐蝕。隨著人們對環保意識的增強，三價鉻鈍化或無鉻鈍化逐漸代替六價鉻鈍化，成為熱鍍鋅產品生產的重要工序[1]。天津軋一冷軋薄板有限公司鍍鋅機組采用立式輥涂機，自試車生產以來，一直采用三價鉻鈍化液，但經客戶質量反饋，某批鋼卷外圈偶爾會出現白銹狀腐蝕，經過對庫區內包裝入庫鋼卷進行調查，也發現了該現象。本文對該現象產生的原因進行分析，并提出了預防措施。

2　白銹現象及原因分析

2.1白銹產生機理及現象

熱鍍鋅板面白銹的產生長期以來都是影響鍍鋅產品和工程質量的難點，由于鋅是非?；顫姷慕饘伲斾\層表面與潮濕的空氣或水滴等接觸時，會發生化學反應生成ZnO和Zn（OH）2，鋼卷在海運過程中，由于海洋性氣候，空氣中含有Cl－，腐蝕產物會進行一步生成ZnCl2·4Zn（OH）2[2]，該腐蝕產物附著在鋼板表面，呈白色粉末狀，通常稱為白銹。熱鍍鋅鋼板表面產生白銹的原因很多，但主要的原因可歸為兩點：

（1）鋼板鍍鋅后鈍化效果不好或無其它涂層保護，沒有形成良好的鈍化層或其它保護層。

（2）鍍鋅鋼帶表面與潮濕空氣接觸或有水分進入包裝內。

白銹的嚴重程度取決于鍍層間凝結水的成分和所處環境中持續的時間。將庫區內熱鍍鋅卷打開包裝進行調查，發現鋼卷內層包裝防銹紙有潮濕現象，鋼卷僅外圈產生白銹，內層質量良好，如圖1所示。

圖1　鍍鋅鋼卷外圈白銹

2.2白銹產生原因分析

針對上述現象，本文從鈍化工藝、鈍化液濃度以及卷取與包裝條件等方面進行了深入分析，得出了鋼卷外圈產生白銹的主要原因。

（1）鈍化烘干工藝

熱鍍鋅鋼板的鈍化質量受到各種工藝因素的影響，主要包括輥涂機的涂覆方式、涂料輥和醮料輥與鋼帶的相對速度、涂料輥的磨制精度、輥間壓力、帶鋼張力以及鈍化后的PMT溫度等。經調查，該批熱鍍鋅鋼卷產生外圈白銹現象的原因主要是涂料輥與蘸料之間的壓力過大和涂料輥的加工精度不夠，造成鈍化膜較薄且在板寬方向上不均勻。

鈍化后的PMT溫度也是影響鈍化膜質量的重要因素。鍍鋅鋼板經三價鉻鈍化后需要進行烘干處理，通常PMT溫度在80~120℃左右，因而烘干爐內熱風的溫度需要根據生產機組的運行速度進行調節，當生產速度較快時，應提高烘干爐內的熱風溫度。

（2）鈍化液濃度

鈍化液的濃度低，也是導致鈍化膜較薄的重要原因。由于三價鉻鈍化膜沒有自愈能力，為了提高它的耐蝕性，在鈍化液中直接加入封孔劑，封孔劑采用添加直徑達納米級的微粒，能夠填充鈍化層的微孔，使膜層更加細密，所以膜層耐蝕性大大提高。當鈍化膜較薄時，封孔劑不能完全隔離空氣與鋅層，當空氣中的露點較高時，將對鋅層進行腐蝕，產生白銹。

（3）卷取與包裝

鍍鋅卷下線通常立即進行包裝，這樣由于鋼卷溫度比室溫高，鋼卷四周的空氣露點較高，經密封包裝后，空氣無法流通內部水分無法蒸發掉，當鋼卷存放一段時間溫度降低后，空氣中的冷凝水會留在鋅層表面，逐漸對鋼卷外圈鋅層進行腐蝕。而且當鋼卷出現溢出邊，或包裝后的鋼卷在吊運過程中都有可能損壞外包裝，致使鋼卷內部進水產生白銹。

3　防止白銹產生的措施

3.1優化鈍化、烘烤和冷卻工藝參數

優化鈍化工藝參數，可以保證三價鉻鈍化膜的厚度以及抗白銹能力。在實際生產過程中，主要從以下幾個方面進行改善。

（1）對熱鍍鋅機組輥涂機的工藝參數進行標準化作業規定，包括輥涂機的涂覆方式，輥子的相對速度以及輥間壓力等。在實際生產中，規定鍍鋅板進行三價鉻進行鈍化時采用順涂方式，以更好地控制鈍化膜的厚度。涂覆輥的轉速為產線速度的105%~110%，并對不同規格產品生產時輥涂機的涂覆輥和醮料輥之間的壓力進行了規定，在生產中嚴格進行標準化作業。

（2）加大鈍化液的濃度，以增加鈍化膜的厚度，并要求供貨商增加三價鉻鈍化膜的防白銹能力。同時邀請鈍化劑供貨方對產線相關人員進行了培訓，包括鈍化劑的配制，生產過程中的檢測項目、方法及控制標準，以及使用過程中應注意的事項等，保證鈍化劑能按標準正確使用，帶鋼表面鈍化均勻，減少后處理區域的相關產品缺陷。

（3）提高鈍化后的PMT溫度，將烘干爐內熱風溫度設定在220℃以上，以保證烘干過程中，帶鋼表面的溫度可以達到80℃以上，當生產線工藝速度提升時，熱風溫度設定值也會相應增加。PMT溫度過低，鋼帶表面的鈍化劑不能被完全烘干，導致鈍化膜不能對鋼帶起到應有的保護作用，這也是后期鋼卷表面出現白銹的重要原因之一。機組速度通常在80 mpm以上，因而PMT溫度也選擇設置為220℃以上，并對不同速度的下PMT進行了規定。

（4）加大熱風烘干后冷卻風機的轉速，盡量使鋼板在卷取之前達到室內溫度。尤其是鋼帶較厚時，如果在卷取之間不能達到環境溫度，由于鋼帶表面溫度高，其周圍空氣的露點也會增高，當鋼帶在卷取后，溫度降低，會在鋼帶表面形成凝露，從而易產生白銹。

3.2嚴格產品檢驗標準

增加產品檢測頻次，包括鍍鋅板表面Cr3+涂覆量，以及產品耐鹽霧試驗。鍍鋅板表面Cr3+涂覆量采用分光光度法進行測量，該方法具有及時準確的特點，便于產線工藝調整，現將檢測頻次由每班1次增加到每班2次，降低了漏檢風險。同時耐鹽霧試驗也由每班1個試樣增加到每班3~4個試樣，以便后期進行產品質量追蹤。當更換產品或進行工藝調整后還會增加試驗次數，以保證產品質量。

3.3加強備件管控與設備維護

加強對涂料輥和醮料輥加工精度的管控，將涂料輥和醮料輥的圓度控制在0.02 mm以內。加強輥子軸承、聯軸器等傳動部件的維護，防止輥子在轉動過程中產生跳動，減少機械振動對涂層均勻性的影響。

3.4控制包裝溫度和質量

嚴格控制鋼卷包裝時的溫度，鋼卷包裝前必須在室內經過足夠長的時間，使溫度與室內溫度相同，防止因溫差在鋼卷表面出現凝結水。同時，鋼卷在包裝前表面必須保持干燥，無凝結水，包裝人員無論防銹紙、塑料膜和外包裝板都必須嚴格按要求進行包裝，以增強其密封性，防止在儲存和運輸過程中淋雨或潮氣進入。

4　實際應用效果

本文分別對改善前后各6個月的熱鍍鋅產品的質量及客戶投訴情況進行了總結分析。對庫區鋼卷各40個進行了抽檢，發現改善前在抽檢的鋼卷中，外圈白銹情況占20%以上，而改善后再次抽檢，并沒有發現外圈產生白銹情況，而客戶使用中反饋也無白銹產生，表1給出了改善前后各6個月內鋼卷抽檢情況與客戶投訴情況的對比。

表1　改善前后鍍鋅卷白銹及客戶投訴情況對比

5　結語

鍍鋅鋼卷外圈產生白銹主要受鈍化質量、卷取溫度、包裝時鋼卷與環境的溫差等因素影響。通過優化鈍化工藝條件、進行標準化作業和改善包裝質量可預防鍍鋅鋼卷外圈白銹的產生，并通過增加鍍鋅板表面Cr3+涂覆量的測定和耐鹽霧試驗的頻次，保證了產品質量。生產實踐證明，經過上述改善措施后，鍍鋅鋼卷在儲存與運輸過程中未再發生外圈白銹的現象，有效降低了客戶質量異議次數。

參考文獻

[1]張啟富，劉邦津，黃建中.現代鋼帶連續熱鍍鋅[M].北京：冶金

工業出版社，2007：795.

[2]孔綱，盧錦堂，車淳山，等.熱鍍鋅鋼白銹產生原因分析及預防

[J].腐蝕與防護，2005，26（10）：450-452.

Analysis on Cause of White Rust Defect on Outer Hot Dip Galvanizing Coil and Countermeasures

WANG Ning and LIU Li-na
(Tianjin Zhayi Cold Rolling Sheet Co., Ltd., Tianjin 300270, China)

AbstractThe problem of white rust corrosion on outer hot dip galvanizing coil is analyzed and the reasons are found to be thin passivation layer, low PMT temperature and big temperature difference of coil with the environment in packaging. The said defect was eliminated and product quality ensured through optimizing passivating and drying process and lowering recoiling and packaging temperature.

Key wordshot dip galvanizing coil; white rust; passivation

作者簡介：王寧（1978—），男，碩士，工程師，主要從事表面涂鍍方面的研究工作。

收稿日期：2014- 11- 20修回日期：2014- 12- 10

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2015.02.007