一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法与流程

1.本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法。


背景技术：

2.镀锌铝镁产品已经应用于建材、家电板、汽车板等领域，因为其良好的耐腐蚀性开始在市场上逐渐替代镀锌产品。同时客户对锌铝镁产品的表面也有了更高的要求，锌铝镁镀层钢带表面的雪花纹缺陷会对后续涂装、表面镀层耐蚀性等方面产生不良影响，同时雪花纹缺陷的出现不能满足高表面客户的需求，雪花纹缺陷形貌如图1所示。较高的锌锅温度以及入锅温度能够减轻此缺陷，但锌锅温度较高会生成大量的锌渣，导致产品表面质量依然不能满足用户需求。相关文献及专利涉及一些提高带钢入锅温度及锌锅温度，能够改善锌流纹缺陷的研究，但升温是为了提高锌液的流动性，本质是一种物理变化，并非化学反应。但锌铝镁与纯锌不同，结晶过程中本身发生金属偏析，不同金属与氧气反应后体积膨胀率不同，造成氧化不均匀，是化学反应。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法。本发明采用如下技术方案：一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其通过控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度来消除雪花纹缺陷，包括：控制气刀吹扫介质氮气的温度为50～350℃来降低气刀对镀层的冷却作用；还包括控制热浸镀过程中镀液的温度≥420℃，带钢入锌锅的温度≥420℃。
4.所述热浸镀过程中带钢入锌锅的温度为420～435℃。
5.所述热浸镀过程中镀液的温度为 430～440℃。
6.所述镀液的成分为：al：1.0～13.0wt%，mg：1.0～4.0wt%，其余为zn及不可避免的杂质元素，且杂质元素含量≤1.0 wt%。
7.所述带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度可通过镀层表面设置的测温点来测定，该测温点位于气刀上方500mm以内的位置，带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥415℃。
8.所述测温点位于气刀上方100mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥420℃；测温点位于气刀上方150mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥419℃；测温点位于气刀上方50mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥421℃。
9.所述锌铝镁镀层重量为60～300g/m2。
10.锌铝镁镀层的典型组织为纯锌相、mgzn二元共晶相、znalmg三元共晶相等三种相共同组成，如图3所示。锌铝镁中zn、mg、al这三种元素发生氧化反应后体积变化不同，其中
zn、al元素氧化后体积会发生膨胀，但是mg元素氧化后体积会发生坍缩。锌铝镁镀层在气刀的冷却作用下会优先析出纯锌相，而后随着镀层温度的降低析出二元共晶相mgzn及三元共晶相znalmg。镀层结晶过程在氮气保护作用下析出纯锌相后，剩余液体中的mgal含量会升高，此时镀层如果与氧气初始接触后，初始相的氧化薄膜与剩余液相中产生的氧化薄膜体积变化不一致，产生微观褶皱，从而导致雪花纹缺陷产生。因此，保证镀液与空气接触时不结晶可以解决雪花纹缺陷。
11.本发明带钢出锌锅后使用氮气的气刀对带钢表面进行吹扫，从出锌锅至气刀吹扫完毕，最终得到的镀层部分都处于未被氧化的状态，从出锌锅至气刀吹扫完毕前，带钢表面镀层只冷却不发生氧化反应。本发明通过控制气刀吹扫氮气的温度、带钢入锌锅的温度以及镀液的温度，保证镀层与氧气初始接触温度（镀液开始结晶温度），锌铝镁镀层在较高的温度下与空气中氧气接触并发生氧化反应，可以消除雪花纹缺陷的产生。
附图说明
12.图1为对比例1锌铝镁镀层钢带的表面质量图；图2为本发明控制雪花纹缺陷生成的示意图；图3为锌铝镁镀层钢带的镀层横截面电子显微图；图4为本发明实施例1锌铝镁镀层钢带的表面质量图。
具体实施方式
13.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
14.本发明消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，通过控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度来消除雪花纹缺陷的产生。具体技术方案包括：控制热浸镀过程中带钢入锌锅的温度为420～435℃，镀液的温度为 430～440℃；带钢出锌锅后，通过气刀对带钢表面进行吹扫，吹扫介质为温度50～350℃的氮气。
15.热浸镀过程中镀液的成分满足标准yb/t 4761的要求，即镀液的成分为：al：1.0～13.0wt%，mg：1.0～4.0wt%，其余为zn及不可避免的杂质元素，且杂质元素含量≤1.0 wt%。
16.上述方法适用于镀层重量为60～300g/m2的镀锌铝镁带钢。
17.上述带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度可通过镀层表面设置的测温点来测定，为准确测定镀层表面与空气接触的初始温度，一般情况下，测温点的位置应不高于气刀上方500mm，若测温点位于气刀上方500mm时，则应当控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥415℃。
18.当测温点位于气刀上方100mm处的位置。因带钢速度快，测温点距离气刀近，可以近似认为测温点温度即为镀层表面接触氧气的初始温度。该测温点并不局限于气刀上方100mm处的位置，可根据实际情况进行调整，如测温点的位置发生变化，则应相应调整此处的控制温度。如测温点位于气刀上方50mm处时，因该测温点相比原测温点（100mm）更接近气刀，带钢热损失小，表面温度高，则应当控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥421℃。如测温点位于气刀上方150mm处时，因该测温点相比原测温点（100mm）远离气刀，带钢热损失大，表面温度低，则应当控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥419℃。
19.实施例及对比例1-6：对锌铝镁镀层钢板进行热浸镀，带钢牌号、产品规格、镀层厚度及热浸镀过程中的参数控制见表1；镀液的成分组成见表2。
20.表1.实施例及对比例带钢牌号、规格、镀层厚度及热浸镀过程中的参数表2. 各实施例及对比例镀液的成分组成（wt%）图1为对比例1锌铝镁镀层钢带的表面质量图，由图可知，其雪花纹缺陷严重，均匀分布在带钢表面，严重影响了钢带的表面质量。
21.由图4可知，本发明实施例1所生产的镀锌铝镁带钢产品表面无明显的雪花纹缺陷。实施例2-6生产的镀锌铝镁带钢产品表面质量良好，无明显的雪花纹缺陷，其与图4相似，故省略。


技术特征：
1.一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，通过控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度来消除雪花纹缺陷，包括：控制气刀吹扫介质氮气的温度为50～350℃来降低气刀对镀层的冷却作用；还包括控制热浸镀过程中镀液的温度≥420℃，带钢入锌锅的温度≥420℃。2.根据权利要求1所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，所述热浸镀过程中带钢入锌锅的温度为420～435℃。3. 根据权利要求2所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，所述热浸镀过程中镀液的温度为 430～440℃。4. 根据权利要求3所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，所述镀液的成分为：al：1.0～13.0wt%，mg：1.0～4.0wt%，其余为zn及不可避免的杂质元素，且杂质元素含量≤1.0 wt%。5.根据权利要求4所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度可通过镀层表面设置的测温点来测定，该测温点位于气刀上方500mm以内的位置，带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥415℃。6.根据权利要求5所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，所述测温点位于气刀上方100mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥420℃；测温点位于气刀上方150mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥419℃；测温点位于气刀上方50mm时，控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度≥421℃。7.根据权利要求1-6任一项所述的消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，其特征在于，所述锌铝镁镀层重量为60～300g/m2。

技术总结
一种消除锌铝镁镀层钢带表面雪花纹缺陷的方法，属于冶金技术领域。其通过控制带钢出气刀后镀层表面与空气接触的初始温度来消除雪花纹缺陷，具体包括：控制气刀吹扫介质氮气的温度为50～350℃来降低气刀对镀层的冷却作用；还包括控制热浸镀过程中镀液的温度≥420℃，带钢入锌锅的温度≥420℃。本发明带钢出锌锅后使用氮气的气刀对带钢表面进行吹扫，从出锌锅至气刀吹扫完毕，最终得到的镀层都处于未被氧化的状态。通过控制气刀吹扫氮气的温度、带钢入锌锅的温度以及镀液的温度，保证锌铝镁镀层在较高的温度下与空气中氧气接触并发生氧化反应，从而消除雪花纹缺陷的产生。从而消除雪花纹缺陷的产生。从而消除雪花纹缺陷的产生。


技术研发人员：王浩 刘大亮 杜秀珍 史建伟 褚明义 张帅 白玉朋 何惠彬 武鑫
受保护的技术使用者：河钢股份有限公司唐山分公司
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/1/28