浅谈八钢热镀薄锌层研发

李 钢 马占福 陈 勇

(宝钢集团八钢公司制造管理部 乌鲁木齐 830026)

1 前言

薄锌层板一直是电镀锌的主要市场，由于电镀锌板生产成本高、产量低、价格昂贵、环境污染严重等劣势越来越明显，而热镀锌板的生产技术越来越成熟，锌层质量和表面光洁度越来越高。因此，为了进一步满足市场需求，扩大产品规模，拓宽产品品种，提高市场竞争力，需研发生产成本较低的热镀锌薄镀锌层钢板。

2 气刀控制镀层厚度的基本原理

气刀是冷轧热镀锌生产线锌层厚度控制的核心设备，气刀由气刀体、气刀水平、角度、高度调整装置及供风系统组成，其中气刀体和供风系统对锌层厚度控制起到关键作用。

气刀是依靠压缩后的气体通过气刀唇缝隙，形成像刀一样的连续气流，对尚未凝固的锌液进行刮削，被刮削掉的锌液在重力的作用下流回锌锅。随着气刀喷吹压力的增加厚度降低，这样，气刀就能很好的发挥控制镀锌层厚度的作用。气刀用于刮削锌液镀锌量作用是十分明显的。

3 薄锌层控制影响因素

影响锌层厚度控制的主要因素有两点：一是带钢出锌锅时的自然带锌量，二是气刀的刮锌量。

3.1 自然带锌量

3.1.1 带钢运行速度的影响

带钢运行速度是影响自然带锌量的最为直接因素，随着带钢运行速度的增加，带钢上的镀锌量越多。但是，带钢运行速度是由带钢厚度和其它生产条件决定的，为保持或提高生产效率，减薄锌层只能靠调整气刀的参数来保证带钢所需的镀锌量。

3.1.2 锌液的流动性的影响

提高锌液的流动性可减薄锌层厚度。通过锌液中加入一定量的铝来除铁增加锌液流动性可减薄镀锌量。

3.2 气刀刮锌量

3.2.1 气刀压力的影响

提高气刀压力是减少锌层厚度最方便、最有效的方法之一。随着气刀压力的增加，镀层急剧下降。

3.2.2 气刀与带钢的距离的影晌

气刀与带钢的距离越小，镀锌层的厚度越薄。但是这种减薄锌层方法受限因素多。

4 八钢热镀锌生产现场薄锌层控制

4.1 现状

原有气刀供风系统的设备能力达极限时，气刀总管处压力及流量分别达到为：0.50kg和56.8m3/min，机组速度仅为90m/min（Max120m/min）气刀间距、角度、高度等参数调整至极限状态，锌层的实际厚度一般在40/40g/m2。为了生产20/20g/m2薄锌层需对气刀供风系统进行改造和生产工艺优化。

4.2 薄锌层控制方案确定

4.2.1 气刀供风系统利旧改造方案

⑴由一个电机驱动两台串联的罗茨风机。风机串联，流量不变，压力值达到单级风机的1.7倍。但是由于更高速度的要求，必须加大风机流量保证速度增加的要求，该方案无法满足既降低锌层和保证高速度的要求。

⑵由一个电机驱动两台并联的罗茨风机。两台罗茨鼓风机并联可以提高风机的流量，但无法提高风机压力。同样无法达到降低锌层的目的。

⑶由每台风机各供一组气刀体，提高吹气压力以增加气刀的刮锌能力—包钢薄板厂镀锌生产线

通过气刀供风系统管路改造风压提高了15kPa，气刀刮锌能力提高。生产锌层为41g/m2，钢带速度由75m/min提高至95m/min。不适合本机组改造。

综合以上分析知：气刀供风系统利旧改造不能从根本上解决生产超薄锌层和释放产能的目标要求，于是确定采用气刀供风系统更新改造方案。

4.2.2 气刀供风系统更新改造方案

淘汰原有的罗茨风机供风系统，采用多级离心风机更新改造以增大气刀风量及压力。气刀供风系统的配置选型及分析如下：

（1）速度的影响

带钢离开锌锅时，速度越高带锌越多，则相应锌层就越厚，要想获得薄镀层，就必须增加气刀喷吹外力。

（2）压力的影响

气刀对未凝固锌层的刮持力由冲量大小来决定，由I=P·b2得知减薄镀层就必须增大气刀压力，气刀压力与锌层厚度关系见表1。

表1 气刀压力与锌层厚度的关系

功率220kW更新改造实施后，机组速度130m/min，由于供风系统压力和流量提升，大幅提高气刀刮锌能力。通过供风系统改造，机组薄锌层生产能力由40/40g/m2拓宽至20/20g/m2并且产能提升约12%。

图1 气刀供风系统更新改造后平面图

4.3 锌锅区域生产工艺优化减薄锌层措施

提高锌液流动性，生产超薄镀层的措施：锌液中加入一定量的铝来除铁。铁在锌液中以铁锌合金状态存在，铝和铁在锌液中可发生化学反应：2FeZn7+5Al→Fe2Al5+14Zn，其中Fe2Al5上浮成为面渣而除铁净化锌液，提高锌液流动性，从而容易把锌层吹薄。现场通过生产试制将锌液铝含量控制在0.75%。锌液中铝含量和锌层厚度关系见表2。

表2 锌液中铝含量和锌层厚度关系

5 结论

八钢热镀锌机组通过对气刀供风系统改造和生产工艺优化使热镀锌生产线具备生产薄镀层能力，机组生产速度由90m/min提至130m/min，镀层控制能力由40/40g/m2达到了20/20g/m2的既定目标。提高了机组产能，拓宽了产品品种，实现了40～60g/m2薄锌层连续热镀钢带系列产品的开发。