500MPa 級熱基板鍍鋅產品生產工藝的研究

魏東華，唐嘉悅

（承德承鋼釩鈦冷軋薄板有限公司，河北 承德 067000）

隨著公路、鐵路產業的快速發展，厚規格熱軋鍍鋅板在建筑鋼構業、制造業、倉儲等行業有著良好的發展前景。厚度2.0mm 以下規格的熱軋鍍鋅板在國內和國際都較為普遍，其生產工藝也較為成熟。但2.5 mm 以上規格的基本無經驗可以借鑒。以熱軋帶鋼為基板的熱鍍鋅產品具有生產成本低、可生產厚規格3.0mm 以上產品等優勢，且這些優勢是冷基熱鍍鋅板較難具備的。因此，在一些市場中，如建筑結構件、高速公路護欄、倉儲等領域，熱基鍍鋅占有一席之地[1]，有良好的發展空間且正在逐漸取代價格較高的冷軋鍍鋅板。

1 試驗材料與研究方向

試驗材料為S500GD+Z 鋼種，鋼板厚度3.0mm，寬度1500mm，鋅層厚度為Z275，其化學成分要求和力學性能要求如表1、表2 所示。

表1 S500GD+Z 化學成分要求

表2 S500GD+Z 力學性能要求

本文以承鋼熱基鍍鋅機組為研究對象，分別從焊接工藝、退火工藝、氣刀工藝、光整鈍化工藝等方面進行了介紹和分析，對于鍍鋅生產工藝的制定具有理論指導意義。

2 焊接工藝

隨著鍍鋅工藝的快速發展，對帶鋼焊縫的質量要求也越來越高。承鋼鍍鋅線從武漢凱奇引進一臺GD-10C-1630型固體激光對接縫焊機。該焊機采用固體激光器，最大焊接功率10KW，焊接規格1.0mm～6.0mm，具有焊接速度快，焊縫質量優良，設備操作簡便，操作方式多樣化(手動、半自動和全自動方式)等特點。以S500GD+Z 鋼種為例，對其不同規格進行試焊，調整焊接功率、焊接速度、離焦量等參數，并在實際生產過程中不斷積累經驗，最后得出一套理想的焊機的工藝參數，并維護到焊機數據庫。表3 為不同規格S500GD+Z 鋼種的焊接參數設定表。

表3 焊接參數設定表

3 退火工藝

退火工藝是熱鍍鋅板生產中的核心工藝，退火工藝直接影響鍍鋅板的力學性能，而退火爐是實現退火工藝的核心設備[2]。承鋼熱基板鍍鋅線于2019 年6 月開始調試，采用斯坦因臥式退火爐，爐子總長（不包括穿帶棒平臺）接近127m；寬度7800mm；高度10m。退火爐分為無氧化加熱段（NOF）、輻射管加熱段（RTF）、輻射管均熱段（ESF）、噴射冷卻段（JCS）和帶有張緊輥的出口段（HBS）。退火爐的工藝參數要求如表4 所示。

表4 退火爐工藝參數要求

表5 SGH340+Z 退火制度

在分析了熱鍍鋅退火過程特點的基礎上，通過實驗方法得出不同鋼種退火過程作用的機理，大致確定退火工藝，然而該退火工藝制定與實際生產過程還是有一定的差距，需要在實際生產線進行不斷驗證。針對退火工藝制定與退火溫度的控制問題，通過不斷地調試積累經驗并和理論知識相結合，優化各段退火溫度，以3.0mm S500GD+Z 為例，工藝段速度48m/min，得出最佳的退火制度（如表5 所示），并實現量產。

表6 氣刀開口度調節標準

4 氣刀工藝

氣刀采用懸掛安裝于鋅鍋之上，其主要功能是應用流體沖擊學的原理，去除帶鋼從鋅鍋中帶出的多余鋅液，控制鍍層厚度[3]。主要設備有沉沒輥、穩定輥、矯正輥、氣刀等。其簡圖如圖1 所示。

圖1 氣刀設備構造簡圖

鍍層厚度控制主要通過調節氣刀距帶鋼的距離、氣刀壓力和氣刀距鋅液面的高度來實現。其他輔助功能如鋅層邊部控制裝置、刀唇清理裝置等均是圍繞如何獲得較好的表面質量而進行的。承鋼熱基板鍍鋅線采用韓國POSJET 氣刀，噴射介質采用壓縮空氣。該氣刀不能在線進行氣刀開口度的調節，故開口度也是影響鋅層表面均勻性的重要因素。通過實際生產過程中經驗累計，氣刀開口度的不斷優化，氣刀開口度調節按表6 的數據進行調整。以3.0mm S500GD+Z，鋅層Z275 為例，氣刀控制參數如表7 所示。

表7 氣刀控制參數

5 光整鈍化工藝

本機組工藝采用四輥式光整機，傳動方式為上下支撐輥傳動，由普銳特公司設計，具體設備參數如表8 所示。

鍍鋅線光整機采用濕光整形式，在光整機入口側板面上下噴淋脫鹽水+光整液，清潔軋輥和鋼帶表面，減少軋輥光整后的輥印。光整機工作輥采用毛化輥，恒軋制力控制，軋制力2500KN～3000KN，過焊縫模式為輕開模式。

表8 四輥式光整機的相關參數

鈍化輥涂機是四輥立式輥涂式設計，輥涂機可以在垂直帶鋼運行方向正向或反向涂敷鈍化液，采用三價鉻鹽鈍化。帶有兩組安裝在獨立框架上的輥式上下涂頭，每組涂頭帶有1 個涂敷輥和1 個蘸料輥，分別由傳動電機驅動[4]。其設備構造圖如圖2 所示。涂敷輥和蘸料輥的位置和平行度調整通過步進電機驅動絲杠實現。兩組涂頭都有液壓缸驅動的快開裝置，焊縫通過時可快速打開涂頭。

圖2 輥涂機設備構造簡圖

6 結語

本文對熱基鍍鋅機組鍍鋅工藝進行了介紹和分析。以500MPa 級S500GD+Z 鋼種為研究對象，在生產過程中不斷總結研究，對各種變量因素及其相互影響進行全面考慮和分析，制定更為優化的工藝參數，不斷提高熱基鍍鋅板的表面質量，為市場提供更為優質的鍍鋅板材。