热镀锌生产工艺

热镀锌工艺分析研究

摘要：连续热镀锌薄钢板简称镀锌板或白铁皮，是厚度0.25~2.5mm的冷轧连续热镀锌薄钢板和钢带，钢带先通过火焰加热的预热炉，烧掉表面残油，同时在表面生成氧化铁膜，再进入含有H2、N2混合气体的还原退火炉加热到710~920℃，使氧化铁膜还原成海绵铁，表面活化和净化了的带钢冷却到稍高于熔锌的温度后，进入450~460℃的锌锅，利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理，以提高耐白锈性。关键词：热镀锌还原退火炉钝化

一、前言

热镀锌（galvanizing）也叫热浸锌和热浸镀锌：是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。热镀锌工艺流程：成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-药化-清洗-打磨-热镀锌完工 1、热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百七十多年的历史了。近三十年来，伴随着冷轧带钢的飞速发展，热镀锌工业得以大规模发展。

二、国内外薄板热镀锌生产现状及发展趋势

（一）热镀锌

镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。镀锌板按生产及加工方法可分为以下几类：①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到５００℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的密着性和焊接性；

③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板；

⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。

镀锌钢板按用途又可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。

热镀锌工艺主要运用范围：工业、建筑、电力设施、化工设施、机械制造、石油、农业设施、通信设施、消防设施、铁路、公路交通设施等领域

主要生产厂及进口生产国家：

国内主要生产厂：武汉、鞍钢、沙钢、宝钢及广东等；国外主要生产国有日本、德国、俄罗斯、法国等。

外观

１、表面状态：镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。

２、镀锌板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、锘污垢、白锈等。国外标准对具体外观缺陷规定都不十分明确。

包装分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装，内衬防潮纸，外以铁腰子捆扎在托架上。捆扎要牢靠，以防内装镀锌板相互摩擦。

（二）镀锌板行业发展现状

目前我国钢铁工业在品种、质量、成本、服务和劳动生产率方面与世界先进水平仍存在一定差距，面对日趋激烈的的国际国内市场竞争，必须加快结构调整步伐，这不仅是我国冶金工业生存与发展的需要，也是当今世界冶金工业的发展趋势。镀锌板发明于18世纪中叶，它是由镀锌板工艺发展而来。钢带连续镀锌板工艺历经五十年的发展，已经成为一种工艺成熟的、技术先进的工业技术，至今为止，镀锌板仍是钢材防蚀方法中应用最普遍的、最有效的工艺措施。在建筑工业中，用于各类工业及民用建筑的轻钢龙骨、建筑层面板、瓦楞板、卷帘门等；在家电和轻工业方面，用于各类家用电器的外壳和底板；镀锌钢板广泛用于轻工、加电、和建筑工业。在工业中，用于车体的、外壳、内板、底板等。我国大力发展电力、交通、通讯、能源和城市基础建设，随着建筑、家电、工业的强劲发展，我国镀锌行业面临前所未有的机遇和巨大的市场。近二十年来钢带连续镀锌板技术、装备以及相应的控制手段均有巨大的发展，使镀锌板得以满足面板和家电用板的苛刻要求，并从而以其比电镀锌合金钢带廉价、耐蚀性优异而大有取代之势。本课题拟借鉴国外先进的高性能用镀锌板生产技术与装备开发技术及经验，通过技术创新、优化设计、精密制造以及国外技术合作，突破制约我国高性能用镀锌板钢板生产技术与装备发展瓶颈。同时镀锌板技术发展在国民经济可持续发展、节约能源、矿产方面的重要意义和前景。

（三）国内外镀锌板的发展

自1975年美国首次把镀锌板板应用于工业的20多年间，世界各生产大国都在努力开发和研制以防腐蚀为目标，并综合考虑焊接性、涂敷性和成型性的高质量镀锌板板，并取得了一系列的技术进步，其中包括钢基体的化学成分，钢板表面的轧制质量，镀锌板镀层厚度的均匀性，合金化的最佳结构及工艺控制等一系列技术问题。经过20

年的研究，上述的技术问题及完成此项技术要求的工艺装备已基本得到解决而开始大量应用于上，这些技术的成功应用可极大地改善工作状态、延长寿命并节省能源。高表面质量、高强度和高深冲性是面板所必需具备的基础条件，镀层表面质量与薄板表面质量粗糙度、清洁度、带钢化学成分及其冲压成型性有直接的关系，同时热镀工艺、锌液成分、热镀设备也是影响镀层表面质量的重要因素。高强度和高冲压性与镀锌板基板化学成分、物理性能、热处理工艺以及热镀性能都有密切关系。

三、薄板热镀锌生产工艺简述

（一）热镀锌生产工艺流程

上料→开卷→夹送、矫直→焊接→清洗→入口活套→退火→镀锌→(合金化)→冷却→中间活套→平整→拉矫→后处理→出口活套→检查卷取。

（二）清洗工艺

清洗通常包括碱液刷洗和电解脱脂，它可清除冷轧钢板表面上的铁屑和油污等杂质，对生产高表面质量和镀层结合力要求高的镀锌产品至关重要。

（三）退火工艺

带钢连续热镀锌采用在线连续退火。退火工艺是双相钢等高强钢热镀锌产品生产的关键，对Ｍｎ、Ｓｉ等元素在钢板表面的富集有很大影响，进而会影响到高强钢的可镀性及其表面质量。镀锌钢板的退火过程通常包括预热、加热、均热和冷却过程。利用加热废气预热带钢不仅能够节约燃料，而且可以避免因带钢升温速度太快而引起带钢变形，对薄规格产品的板形非常有利。一些机组的冷却过程采用先缓冷后快冷的分段冷却方式，既可以避免冷却速度过快造成板形不良，又可以满足双相钢等高强钢

的冷却速度要求。有些厂家在冷却段之后还设置了均衡段，目的是在镀锌与冷却段之间提供一个缓冲区域，从而使带钢具有更佳的板形和更均匀的温度进入锌锅镀锌，提高镀锌质量。

（四）合金化工艺

合金化是指把热浸镀得到的纯锌镀层立即在450～550℃下进行镀层扩散退火，获得铁含量在7%～15%之间的锌铁合金镀层的过程。影响合金化的因素主要有锌液有效铝含量、锌锅温度、带钢入锌锅温度、合金化温度、带钢速度、基板化学成分及镀层厚度等。高品质合金化产品的镀层往往希望钢板和镀合适的合金化镀层退火工艺，对加热速率、均热时间和冷却速率进行严格控制。

（五）平整工艺

为消除带钢的屈服平台，获得良好的带钢平直度和合适的带钢表面粗糙度，要对热镀锌板进行平整。平整工艺参数主要包括轧制力、弯辊力、平整入口张力和平整出口张力。在改善板形和提高带钢表面质量方面四辊平整机明显优于二辊平整机。目前，日本已开发出工作辊可换成不同辊径的四辊平整机，可更好地控制不同规格和钢种热镀锌产品的板形和表面粗糙度。

（六）后处理工艺

后处理包括钝化、预磷化和涂油。通过钝化处理，可以改善镀锌层的表面结构和光泽，提高镀锌层的耐蚀性能及使用寿命，并能改善涂层与基体金属的结合力。目前钝化处理主要采用铬酸盐钝化。在钝化液中添加一些活化剂，如氟化物、磷酸或硫酸等，使得钝化后得到较厚的铬酸盐膜。当钝化液中有氟化物时可降低钢带表面张力，加速成膜反应，并能增加化学抛光作用，使钝化膜细致光亮。

四、热镀锌车间的主要设备、安全操作规程及企业文化。

（一）车间主要设备

表1 入口段：

表2 中央炉子段：

表3 平整段：

表4 出口段：

（二）热镀锌线安全操作规程：

入口段岗位安全操作规程：

1.上岗前穿戴好一切劳保用品；

2.原料带钢应该按照钢种、规格堆放整齐、平稳不得歪倒，以防伤人；

3.开卷机上卷时，开卷小车上的钢卷内孔应该严格对中开卷机卷筒，以防钢卷

歪倒伤人；

4.原料钢卷的头尾焊接应严格按照焊机的操作规程，并严格检查焊接质量，以

防因焊接质量不好断钢；

5.机组在运行过程中入口活套应该储满原料带钢，以便更换钢卷时有足够的时

间焊接；

6.检修或处理故障时必须停车，并挂牌检修，设专人监护；

7.在出现事故报警时，必须及时停机，在没有得到准确的运行信号前不得开机；

8.剪刀修理时必须加安全销，剪刀动作时不能碰钢板；

上料工安全操作规程：

1.吊运钢卷前，入口钢卷鞍座上严禁站人；

2.上卷前必须确认入口钢卷小车升降及横移无失控现象，入口钢卷小车滑板上严禁站人或载物；

3.如钢卷内径松卷、椭圆或局部凸起，卷筒插入困难时，严禁强行插入；

4.设备运转中严禁靠近，处理开卷问题时一定要注意周围工作环境，人工干预开卷时必须戴手套并确保安全前提下进行；

5.严禁触摸正在运转中的钢卷，不得进入钢卷与导板台之间的间隙观察带钢；

6．严禁在设备旋转部位和传动部位及带钢上走动；

7.两人作业时要相互联系，运行设备注意是否有人，在平台上作业注意坠落；

8.行车吊运物体时人与行车的距离为3~5米；

清洗段安全操作规程：

1.接触碱液时要戴好防护眼镜，口罩，防腐蚀橡胶手套，严禁赤手作业；

2.进入循环罐清洗时要穿好防护衣及橡胶套鞋，并且小心滑倒；

3.拆卸喷管，严禁喷管接触带钢；

4.检查碱液喷洗喷管状态时，需戴口罩及保护眼睛；

5.清洗段清卫时，小心滑倒，严禁水进入循环泵电机等设备。

6.禁止赤手接触运行中的带钢，防止划伤；

7.电解液清洗段清理作业时，应切断电源并挂牌作业，防止触电事故发生；

工艺段安全操作规程：

1.上岗前穿戴好一切劳动保护用品；

2.应严格按照“技术操作规程”和“工艺规程”操作；

3.按照工艺要求选择好张力，以防断钢；

4.机组在运行中，出口活套应是空套，以备卸卷有足够时间；

5.要严格按照电解脱脂段、退火炉、锌锅、钝化等系统“技术操作规程”和“工艺规

程”操作；

6.经常检查电解脱脂段、退火炉、锌锅、钝化等系统的液位、温度、碱液浓度、铬点

等，如有不符合工艺要求，应及时调整，确保镀锌带的质量，减少废次品的产生；

7.经常观察带钢清洗烘干、钝化等情况，以保证热镀锌钢带的质量；

8.注意观察各系统压力，如发现异常，要及时处理，严禁空负荷运转；

9.配置添加各系统液体时，一定戴好防各种液体的劳动保护用品，以防对操作人员身

体造成上伤害；

出口段岗位安全操作规程：

1.在出口设备运转时禁止触摸带钢；

2.卷取区域不能随意站人和存放重物；

3.卷取卸料时必须密切注意信号及实物，一旦钢卷的中心位置发生变化应立即停止操作；

4.分卷后密切注意带尾定位状态防止带尾定位不准，在钢卷小车运行时严禁用手或脚接触带钢；

5.出口段卷起机下处理废带钢捆带及清洁工作时必须先通知主操断开出口段传动电源，锁上面板，挂上安全警示牌，并有专人监护，处理完毕后清理工到达监护者位置方能摘牌，面板解锁，将急停复位并通知主操；

6.出口段如需手动剪贴带钢时，注意戴好手套，防止割伤。

7.人工拉板一定要带手套，脚远离辊子；

8.剪刀修理时必须加安全销并专人看护；

9.确认钢卷放稳后方可黏贴标签；

（三）沙钢企业文化

江苏沙钢集团总部位于江苏省张家港市。沙钢集团坚持走创新发展之路，不断优化产品结构，深化节能减排，发展循环经济，企业发展实现了稳健发展。沙钢是1975年靠45万元自筹资金创办的钢铁企业。改革开放20多年来，沙钢在科学发展观指导下，定位国际先进水平，坚持科技创新、管理创新和机制创新，在社会主义市场大潮中搏击前进，实现了持续、高速、高效发展。是国内最大的电炉钢和优特钢材生产基地、江苏省重点企业集团、国家特大型工业企业、中国最大的民营钢铁企业。沙钢将高扬科学发展、创新发展的主旋律，走新型工业化道路，紧紧围绕品种、质量、节能、环境和效益，进行产品结构和技术装备结构调整和产业升级，大力发展循环经济，努力把沙钢建设成为具有强大核心竞争力的精品板材和精品长材生产基地；建设成为资源综合利用、生产与环境和谐友好的绿色钢城，经济总量进入全国冶金行业前列，奋力挺进世界500强，为建设钢铁强国作出新的贡献。沙钢集团将认真贯彻落实国家有关钢铁产业发展政策，以科学发展观为指导，坚持可持续发展战略，走新型工业化道路，加快转型升级，大力推进产品结构调整，进一步延伸产业链，抓好配套建设，壮大现代物流，实施资本运作，不断增强企业综合竞争力，进一步把企业做精、做强、做优、努力为把沙钢打造成“百年老厂，绿色沙钢”。

五、常见的设备故障及排除方法

（一）入口焊机焊接无焊接电流

薄板焊接机是当今高科技的产物被誉为、薄件焊接专家首选、由于具有脉冲工作方式，因此溶池容易控制，热影响区小，焊接电流可以小到0.1A稳定燃烧、对于厚度为0．1～2.5mm薄板焊接尤其适用，具有氩弧焊无法替代的微小电流电弧指向性和大电流熔化

速率和溶深，焊接效率是氩弧焊TIG焊2倍。对于焊机无焊接电流的故障是多方面的，具体有参数设置不当、焊接开关接触不良、HK2没闭合的原因，排除这类故障要做的是认真检查相关的电路、更换焊接开关、重新设置参数。

（二）助卷机助卷不到位，钢卷不齐、卷疏松不紧凑。

皮带助卷器安装在卷取机上，通过穿引速度，通过皮带引导带钢，将初始钢卷绕到卷取机的卷筒上，绕上卷取机，皮带助卷器的旋转轴引导带钢前进，直至缠绕4或5圈。通常助卷机的助卷问题出现的问题很多，助卷框架不到位，油缸漏油等问题，主要通过调整油缸、皮带、芯轴转速等彻底解决这类问题。

（三）纠偏辊纠偏无反应信号

图1 纠偏系统组成图

排除方法：生产线用钢带纠偏系统是通过纠偏辊的位置使走向走偏了的钢带回复到中心位置，从而保证钢带的正常运行。纠偏辊纠偏，通过带钢位置光电检测器信号的反馈，这个信号即是钢带位置偏差信号，能反应出钢带往哪个方向偏离中心线，偏离量是多少，通过向液压控制系统发出指令，推动纠偏框架向所需的角度方向旋转，从而使带钢回复到正常位置。通常只需设定好正确的参数、数据、张力。

六、薄板热镀锌的先进技术应用情况分析

随着我国工业的发展,热镀锌产品已经运用到社会的很多领域,例如被广泛运用到通信铁塔、电力铁塔、铁路、公路防护、路灯杆等生产生活领域。作为热镀锌产品的重要一支,热镀锌薄板的应用尤其重要,成为机械、车辆、家电、建筑等行业部门不可缺少的一部分,因为热镀锌薄板的质地优良、用途多样,所以其加工技术越来越受到国家、社会和企业部门的重视。

现代热镀锌薄板加工的现状当前我国热镀锌薄板的加工方式多样,按照以往的习惯,通常根据薄板的镀前处理方法不同,分为线外退火和线内退火两大类。线外退火又分为:湿法热镀锌、单张钢板热镀锌、惠林法热镀锌等。线内退火又分为森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法、赛拉斯。

近年来，由于薄板坯连铸技术和热轧技术的进步，热轧板的最小厚度可以达到1.0mm 以下，这一技术的进步促进了热轧热镀锌钢板的快速发展。其生产线工艺及设备改进，以适应热轧带较厚的特点，并出现了在线酸洗，感应加热等热轧板热镀锌生产技术。

采用热轧板经过酸洗后，可以不涂油直接进入热镀锌线进行热镀锌，少了冷轧工序，而且由于热轧板的组织机构为等轴晶粒，因此无需再结晶退火，只需在还原退火炉中的氢气还原气氛中加热到550℃左右，降低了能量的消耗，这样就大大降低了热镀锌钢带的生产成本。提高了市场竞争力。

七、结论

实习是个人综合能力的锻炼。作为一名新时代的新青年更应该把学习作为保持工作积极性的重要途径。像我这种文凭不高的人，心里就有一种很渴望的感觉，明白了自己与社会所需的要求，因为现在毕业求职，特别是对于像自己一般的人，更多的时间是社会职业选择自己面试，更多的不是自己去选择职业，这应该就是所谓的先就业再择业吧。所以自己会把心态放正，在公司的时候先全面发展，等过段再看看精于哪个方面，然后向那个方向努力发展。

在实习中我们会接触到许多具有高超工艺技术的工友，在车间，他们是前辈、是师傅，我们是一群刚走向社会的青年，在师傅的带领下，我们学到了很多书本上没有的东西，以前的我们什么也不是，现在的我们正在迎面赶上。“在大学里学的不是知识，而是一种叫做自学的能力”。参加工作后才能深刻体会这句话的含义。课本上学的理论知识用到的很少。在这个信息爆炸的时代，知识更新太快，靠原有的一点知识肯定是不行的。我们必须在工作中勤于动手慢慢琢磨，不断学习不断积累。遇到不懂的地方，自己先想方设法解决，实在不行可以虚心请教他人，吸取他们对自己有用的方面，而没有自学能力的人迟早要被企业和社会所淘汰。所以我们还要继续学习，不断提升理论素养。

在车间我们从开始的认识设备，参与设备的调试、现场的清卫工作，从中让我们更加系统的学习生产线的相关知识，了解了热镀锌相关的生产工艺，从而更加系统的学习生产知识，不断汲取吸收生产知识，为以后工作留下宝贵的经验。在信息时代，学习是不断地汲取新信息，获得进步的动力。作为一名年轻同志更应该把学习作为保持工作积极性的重要途径。认真努力的去学，无论学到的多于少，虚心请教师傅，态度是关键的，实习生活或许比较辛苦，但也具有其乐趣，不断的找兴趣，从而喜欢上热镀锌这一生产车间。走上工作岗位后，结合工作实际，不断学习理论、社会知识，用先进的理论武装头脑，用精良的知识提升能力，以广博的社会知识拓展视野。同样，一个人的价值也是通过实践活动来实现的，也只有通过实践才能锻炼人的品质，彰现人的意志。

从学校走向社会，首要面临的问题便是角色转换的问题。从一个学生转化为一个单位人，在思想的层面上，必须认识到二者的社会角色之间存在着较大的差异。学生时代只是单纯的学习知识，而社会实践则意味着继续学习，并将知识应用于实践，在实际的工作和生活中潜心体会，并自觉的进行这种角色的转换。

参考文献：

中华商务网

《科技致富向导》2011年20期

兰格铬铁网

《热镀锌原板生产工艺、热镀锌生产制造方法、热镀锌钢板及其制造方法》2012 宋加.世界金属报.No.1553,2001.9.4,6