锌锅维护和镀锌机理

1、 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 京唐CGL3&CGL4 锌锅设备 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 位置： 功能： 组成： 位于工艺段，退火炉后面，气刀正下方。 熔化并保持有一定体积体积和温度温度的锌液，使当带钢 通过锌锅时，处于熔融状态的锌被镀到带钢表面， 从而完成热镀锌工艺过程。 锌锅本体、感应器、保温锅盖、提升机构和电 气控制系统等。 配置： CGL3-两个可移动锅：GI锅和GA锅（靠传动侧） CGL4-一个固定锅GI锅 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 技术参数：技术参数： 锌锅尺寸： 内部（长宽深） 约450041002500 mm 锌锅容量 约300 T 暴露面积

2、约18 感应器总功率 500 kW2 锌液温控精度 4601 带钢速度 （GI）180 m/min，max （GA）150 m/min，max 镀层厚度（双面） （GI）450 g/m2，max （GA）180 g/m2，max 熔锌速度 (GA)3 T/h (GI)6.23T/h 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌锅本体： 锌锅由外到内依次为 钢壳 绝热板耐火砖 砂浆高铝砖 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 感应器 每个锌锅有两个感应器,分别布置在锌锅的传动侧和操作侧。 感应器用于加热锌液并使锌锅的锌液维持稳定的温度。 使生成的“铁锌”合金未出现大量聚集就被运动的带钢带走 ，从而可

3、大大减少底渣生成量。 锌液在熔沟里形成强力的“喷射流”。通过“喷射流”和锌金 属本身良好的热传导性来加热整个锌锅内的锌液，可使整个锌锅 内锌液温度均匀。 位置： 作用： 锌液的循环流动的作用： 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 感应器冷却方式：感应器冷却方式： 风机异常损坏时，有压缩空气自动接通，为感应器进行临 时冷却 1.30min以内，可以采用在锌锅上盖保温棉的措 施临时保温，或提前对锌锅升温 2.如停电超过30min，必须接通临时电源，如无法 接通临时带电源，则必须在各个融沟内插入一根 2030的铁棒，最为将来接通二次回路的一部分。 感应器出现供

4、电故障时的处理方法：感应器出现供电故障时的处理方法： 感应器的寿命：感应器的寿命： 5年-10年 风机冷却 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 5.当感应器回复供电时，必须先在低功率下工作， 再逐步提高功率。 4.如停电超过5h，就必须考虑抽锌。 3.如停电超过2h，则必须用煤气等在锌液表面加热， 以防凝固。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 提升机构提升机构(CGL3)(CGL3) 1个移动框架、1组传动机构带动4套主提升丝杆、4组摆动支架、2组导 向机构等。 组成：组成： 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 提升过程：提升过程： 1、锌锅从停放位运行到工作位。 2、电机驱动主丝杆先

5、将锌锅主体缓慢提升1700（165050）mm 3、摆臂摆起 4、丝杆再将锌锅主体缓慢放下50 mm， 5、锌锅主体由摆动支架支撑后，丝杆下降回到原位。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 未提升时，传动机构不工作，主提升丝杆处于完全收缩状态；未提升时，传动机构不工作，主提升丝杆处于完全收缩状态； 摆动支架处于水平位置；提升框架上轨道与地坑中轨道处于同一摆动支架处于水平位置；提升框架上轨道与地坑中轨道处于同一 水平高度。水平高度。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 提升时，传动机构驱动主提升丝杆缓慢将框架（锌锅）提起；导提升时，传动机构驱动主提升丝杆缓慢将框架（锌锅）提起；导 向机构开始

6、工作；摆动支架仍处于水平位置；提升框架上轨道位向机构开始工作；摆动支架仍处于水平位置；提升框架上轨道位 置高于地坑中轨道置高于地坑中轨道 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 框架（锌锅）提升到最高位置（框架（锌锅）提升到最高位置（1700 mm1700 mm）后开始缓慢回落，）后开始缓慢回落， 此时液压缸已驱动摆动支架到达直立位置，框架回落此时液压缸已驱动摆动支架到达直立位置，框架回落50 mm50 mm后与后与 摆动支架相接触并由其支撑，主提升丝杆继续回落直至返回原始摆动支架相接触并由其支撑，主提升丝杆继续回落直至返回原始 位置。位置。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌锅的控制：锌

7、锅的控制： 1.锌液Al含量的控制 2.锌液温度控制 3.带钢入锌锅的温度控制 4.锌渣的控制 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌液中锌液中AlAl含量的控制含量的控制 AlAl的作用的作用? ? a.抑制铁和锌的反应 b.提高锌层的附着力 钢带进入锌液后，铝先与铁发生化学反应形成一层致密的铁铝化合物薄膜，抑 制了铁向锌液的扩散，从而阻碍了铁锌化合物的生成。 铁铝化合物的生成起到了媒界的作用，使带钢与镀层能够更紧密的 结合在一起，从而提高镀锌板的冲压成形性能，在变形时不致造成 镀层脱落。 c.铝有利于锌渣的上浮去除 Al比Zn要活泼，可以将Zn从FeZn化合物中置换出来，形成FeAl 化

8、合物，从而上浮去除 d.Al可以提高镀锌板的均匀性。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 AlAl的作用的作用-a.-a.抑制铁和锌的反应抑制铁和锌的反应 带钢进入纯Zn液时会发生什么反应？ 1.1.铁溶解于锌中。铁溶解于锌中。 2.2.铁和锌反应生成金属化合物铁和锌反应生成金属化合物 带钢进入锌液以后，表面的铁原子会扩散并溶解到锌液中，而且随着锌液温度 的升高，铁原子扩散的速度以及锌液中铁的溶解度会增加，特别是当锌液温度 超过470时，铁在锌液中的溶解度会剧增，这样就会造成铁的大量流失。 如果扩散到锌液中的铁达到饱和，那么继续溶解的铁就会和锌发生反应， 生成铁锌化合物。而带钢周围的铁原子浓

9、度最高，所以铁锌化合物是在 带钢表面开始形成的，有FeZn13、 FeZn7、 Fe5Zn21。由于热镀锌时间短， 一般不会有Fe5Zn21。 Fe 扩散扩散 Zn液液Zn液液 带钢带钢 FeZn合金合金 最终涂层 Fe含量减少FeZn13FeZn7Zn层 扩散扩散 FeZn合金合金 FeZnFeZn7 7: :其组织疏松，成栅状，又叫栅状层其组织疏松，成栅状，又叫栅状层 FeZn13FeZn13：成柱状，极易从带钢表面飘逸脱落，又称漂移层：成柱状，极易从带钢表面飘逸脱落，又称漂移层 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 FeZn化合物存在于 带钢与锌液的交界面 脱落，形成锌渣 随带钢离开，

10、成为镀层一部分 成为镀层一部分的化合物与纯锌相比组织硬而脆，这样就使涂层性能恶化，特 别是化合物层与钢基的结合能力非常薄弱，类似于断裂层，割断了钢基与纯锌 层，所以对镀层的黏附性能很不利。 FeZnFeZn化合物对镀层的影响？化合物对镀层的影响？ 为了改善这种情况，采取在锌液中加入一定的铝来提高镀层的黏附力。为了改善这种情况，采取在锌液中加入一定的铝来提高镀层的黏附力。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 AlAl的加入会给镀层带来什么影响？的加入会给镀层带来什么影响？ 铝与锌相比化学性质更为活泼，所以带钢进入锌锅后， 很快的与浓度很低的铝反应生成FeAl化合物，其中最为稳定的是Fe2Al5

11、。 Fe2Al5是一层致密的组织，阻碍了铁往锌液中的扩散，也阻碍了锌与铁的结合。（孕育期） 锌很快会将铝从铁铝化合物中置换出来，使铝铁 合金消失，失去了阻碍铁锌反应的作用。 在生产中，必须保证镀层在孕育期内凝固，才能发挥 AL的作用 生产线速度不能太低，只有在一定范围内才能生产合格 的产品 铁铝化合物能够 牢固的黏附在带 钢表面，并与铁 锌和纯锌层较好 的结合 带钢带钢 铁锌化合物铁锌化合物 Fe2Al5 Zn层 层 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 镀层的形成：镀层的形成： 1. 钢带进入锌液后很快与锌液之间发生热交换，最终使带钢与锌液温度基钢带进入锌液后很快与锌液之间发生热交换，最终使

12、带钢与锌液温度基 本一致。本一致。 2.2.钢带首先与锌液中的铝发生反应，形成钢带首先与锌液中的铝发生反应，形成FE2AL5FE2AL5中间层，并达到一定的厚度中间层，并达到一定的厚度 3.3.铁原子扩散到锌液中，但由于铁原子扩散到锌液中，但由于FE2AL5FE2AL5的抑制作用，扩散速度大大减小的抑制作用，扩散速度大大减小 4.ZN4.ZN会与饱和的铁及铝铁化合物反应，生成铁锌化合物，并长大到一定厚度会与饱和的铁及铝铁化合物反应，生成铁锌化合物，并长大到一定厚度 5.5.带钢离开锌锅，在气刀的作用下刮去多余的锌液，温度开始下降。带钢离开锌锅，在气刀的作用下刮去多余的锌液，温度开始下降。 6.

13、6.液态镀层在液态镀层在419419左右时凝固、结晶。左右时凝固、结晶。 7.7.镀层在固态下继续冷却，经过水淬后成为常温下的镀层。镀层在固态下继续冷却，经过水淬后成为常温下的镀层。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 那么是不是锌液中那么是不是锌液中ALAL含量越高越好呢？含量越高越好呢？不是不是 1.AL1.AL含量过高会造成不必要的浪费，成本增加。含量过高会造成不必要的浪费，成本增加。 2.2.当当alal含量大于含量大于0.2%0.2%时极易被氧化成时极易被氧化成al2o3al2o3浮渣，大量的浮渣会给板面质量浮渣，大量的浮渣会给板面质量 造成影响。造成影响。 3.3.随着随着ALA

14、L含量（含量（0.5%0.5%以下）的增加，锌液流动性降低，这会造成镀层以下）的增加，锌液流动性降低，这会造成镀层 过厚，给生产薄带钢带来困难。过厚，给生产薄带钢带来困难。 所以要控制锌锅内的铝含量。所以要控制锌锅内的铝含量。 GI产品：Al含量为0.18%0.22% GA产品： Al含量为0.12% 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌液温度的控制。锌液温度的控制。 低温限制：纯锌的熔点是低温限制：纯锌的熔点是419.5419.5，但仅仅熔化是无法进行镀锌的，因，但仅仅熔化是无法进行镀锌的，因 为此时锌液的黏度很高，会造成气刀刮锌困难，锌渣不易上浮。另外为此时锌液的黏度很高，会造成气刀刮

15、锌困难，锌渣不易上浮。另外 如果锌锅温度太低，带钢出锌锅后边部就会过快的凝固，造成边部增如果锌锅温度太低，带钢出锌锅后边部就会过快的凝固，造成边部增 厚。厚。 升温升温 高温限制：温度超过高温限制：温度超过470470后，铁的溶解度随温升急剧增加，造成后，铁的溶解度随温升急剧增加，造成 铁损量增加，锌铁反应异常激烈，使镀层中的化合物层增厚，也使铁损量增加，锌铁反应异常激烈，使镀层中的化合物层增厚，也使 锌渣增多。锌渣增多。 最终确定锌液温度在最终确定锌液温度在460460左右。左右。 厚板可适当降低，薄板必须适当提高厚板可适当降低，薄板必须适当提高 厚镀层适当降低，薄镀层必须适当提高厚镀层适当

16、降低，薄镀层必须适当提高 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 带钢入锌锅温度的控制带钢入锌锅温度的控制 高的带钢入锅温度有利于高的带钢入锅温度有利于Fe2Al5中间层的形成，提高锌层的附着力。中间层的形成，提高锌层的附着力。 高的带钢入锅温度可以加热锌液，降低能量消耗高的带钢入锅温度可以加热锌液，降低能量消耗 提高带钢入锅温度提高带钢入锅温度 过高的带钢入锅温度会使周围锌液温度过多升高，铁损会增加。过高的带钢入锅温度会使周围锌液温度过多升高，铁损会增加。 生产中一般带钢入锅温度控制在锌液温度以上生产中一般带钢入锅温度控制在锌液温度以上20左右，或以维持锌锅温度不变左右，或以维持锌锅温度不变

17、为原则。为原则。 AL含量较低时，可适当提高带钢入锅温度。含量较低时，可适当提高带钢入锅温度。 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌渣的控制锌渣的控制 1.1.锌液的温度锌液的温度 锌液温度是锌液温度是460，温度过高，铁损增加，锌易被氧化，锌渣增多。同状，温度过高，铁损增加，锌易被氧化，锌渣增多。同状 况下，温度波动越大，产渣量越多。况下，温度波动越大，产渣量越多。 2.2.机组速度机组速度 机组速度越快，锌液被搅动越强，锌液氧化越快，产渣量增加机组速度越快，锌液被搅动越强，锌液氧化越快，产渣量增加 3.3.镀层厚度镀层厚度 镀层厚度越薄，所需气刀压力越大，距锌液面距离越近，锌液飞溅越镀

18、层厚度越薄，所需气刀压力越大，距锌液面距离越近，锌液飞溅越 厉害，产渣量增加厉害，产渣量增加 4.Al4.Al含量的控制含量的控制 AL含量增加含量增加 AL含量减少含量减少 浮渣增加，底渣减少浮渣增加，底渣减少 浮渣减少，底渣增加浮渣减少，底渣增加 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 5.产线停车产线停车 产线停车会使炉内带钢被氧化，大量的氧化铁被带进锌锅，产渣量增加产线停车会使炉内带钢被氧化，大量的氧化铁被带进锌锅，产渣量增加 6.清洗效果清洗效果 带钢清洗不干净，铁锈残留在带钢上，带到炉内和锌锅内，产渣量增加。带钢清洗不干净，铁锈残留在带钢上，带到炉内和锌锅内，产渣量增加。 清除底渣的方法：清除底渣的方法： a.工具捞渣法工具捞渣法 b.吹气除渣法吹气除渣法 c.在线高铝除渣在线高铝除渣目前目前3#、4#线出底渣悬浮渣的方法线出底渣悬浮渣的方法 3#线生产线生产GA产品时的除渣方法产品时的除渣方法 首钢京唐2230冷轧镀锌 -锌锅设备 锌锅