热镀锌板钝化缺陷产生的原因及预防措施

第25卷第2期腐蚀科学与防护技术V ol. 25No. 22013年3月CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGY Mar. 2013经验交流

热镀锌板钝化缺陷产生的原因及预防措施

岑耀东

包钢（集团）公司集团管理部包头014010

中图分类号：TG174文献标识码：A 文章编号：1002-6495(2013)02-0170-03

1前言对边部吹扫器，挤干辊一备一用，由电机驱动，喷淋

钝化是连续热镀锌板生产中重要的后处理工后的钝化液经喷淋箱底的回流口进入钝化液储液序，是大幅度提高镀锌板耐腐蚀性的有效方法，此工罐，循环使用，储液罐中的钝化液由搅拌器搅拌均序的质量问题一直是高等级热镀锌板研究人员关注匀，喷淋系统结构如图1所示。上挤干辊由双动作的焦点[1]。如果镀锌板钝化质量不合格，不仅影响气动缸上下移动以控制挤干辊的打开和关闭，下挤产品外观，而且镀锌板在储存运输过程中的耐腐蚀干辊高度由丝杠手动调节，挤干辊的碾压力通过调性也会大打折扣[2]，产品将无法适应近几年由低端整气动缸的压缩空气压力来控制。边部吹扫器可调转向高端市场的需求，也无法满足客户对带钢的表节距离和角度以适应不同的带钢宽度范围，喷淋箱面质量越来越高的要求，这将直接影响企业在市场体与铬酸盐烟雾排除系统相连。

中的竞争力[3，4]。3喷淋法钝化缺陷及产生原因分析

包钢薄板厂热镀锌线采用了喷淋式钝化技术，在实际生产中，钝化缺陷表现为钝化黄斑、钝化由于该生产线的产品规格范围大，厚度为0.25~不均匀、钝化膜抗腐蚀性差等，因钝化黄斑、钝化不2.5mm ，宽度为960~1524mm ，使得其工艺特点有均匀缺陷严重影响产品外观，而钝化膜抗腐蚀性差别于其它生产线，再加上近几年市场的发展使产品缺陷将导致镀锌板在潮湿环境下耐腐蚀性减弱[5]，最终用户趋于多样化，包钢拥有大量的不同需求的从而影响产品质量等级。

订单用户，使该生产线的产品规格更加复杂化，这就

加大了钝化工艺的控制难度。经过多年的实践与探3.1钝化黄斑边部连续黄斑是在带钢边部大约5mm 左右宽索，包钢薄板厂热镀锌线积累了大量的经验，形成了的位置累积了过量的钝化液，凝固后成为钝化黄具有自身特点的钝化质量控制技术。本文针对该生边。这种缺陷一般较常出现于厚度h >1.2mm 的厚产线喷淋式钝化法的设备配置和工艺特点，详细分带钢，此时，由于边部间隙大，间隙内聚集了过量的析了在生产中出现的钝化缺陷的产生机制，并结合钝化液，挤干辊无法挤掉，钝化液凝固后成为连续黄生产实际，提出了控制措施，对热镀锌板钝化缺陷的斑。另外，无论何种规格带钢，生产较长时间后，挤预防有重要的指导意义。干辊在带钢边部位置处磨损严重时，带钢边部间隙2喷淋式钝化工艺增大，就会产生黄边，当镀锌板有边浪、锯齿边、挤干

喷淋法钝化工艺的基本原理是将稀释后的铬酸

钝化液喷淋到镀锌板表面，使钝化液与镀锌板表面

进行充分反应，经挤干辊的碾压后，在烘干箱内经

90℃~140℃的热风烘干，形成一层连续、致密和均

匀的钝化膜，以防止镀锌层产生白锈。

包钢钝化喷淋箱带有1对喷淋梁，2对挤干辊，2

定稿日期：2012-12-11

作者简介：岑耀东，1982年生，男，硕士，研究方向为带钢连续热

镀锌图1喷淋式钝化法示意图

通讯作者：岑耀东，E-mail:[email protected] of spray type

passivation

2期岑耀东：热镀锌板钝化缺陷产生的原因及预防措施

171辊线速度与带钢运行速度不匹配、带钢频繁跑偏等生如下反应：情况将会加快挤干辊边部的磨损，也会产生黄边，此CrO 2-4+8H -+3e →Cr 3++4H 2O 时调整边部吹扫器也无法解决。4Cr 6++3O 2+6H 2O +24e →4Cr(OH)3

实际生产中，辊面上极易粘附锌渣，或辊面被带

钢的焊缝或热瓢曲缺陷冲击损伤，碾压后在粘渣处Zn →Zn 2++2e 上述反应过程能否正常进行，烘干温度起关键或辊伤处产生钝化黄斑。另外，个别喷嘴局部堵塞作用，钝化膜在烘干时除脱水以外，还有固化作用，后，钝化液喷射不畅通，间或喷射，无法形成均匀的烘干温度太低时，钝化膜不能完全固化，膜层附着力扇形面，而是形成液滴掉在镀锌板面上，也会形成不差，易脱落，从而影响耐腐蚀性。规则钝化黄斑。

3.2钝化不均匀4缺陷的控制措施

实际生产中经常会遇到这种情况，钝化后带钢4.1工艺优化及控制一侧颜色较深，而另一侧颜色较浅，观察喷淋系统情挤干辊材质一般为橡胶，胶辊材质太硬，会造成况和挤干辊旋转速度均正常，这个问题曾一度困扰带钢边部间隙大，而选用材质太软，则边部非常容易着生产，经过长期现场观察发现，这种状况是由于挤磨损，挤干辊使用寿命变短，更不利于钝化黄边的控干辊两侧气缸压力不一致，或一侧有卡阻，使辊缝形制，所以挤干辊材质的选用没有太大的改善空间，而成契型造成的。从优化生产制度着手，针对窄带钢边部挤干辊磨损

分析原因，当挤干辊两侧气缸压力一致时，挤干后无法生产宽带钢的问题，调整生产规格为由寛变辊对整个镀锌板表面的钝化液碾压力是一致的，镀窄，针对厚带钢边部较易磨损挤干辊的问题，调整生锌板表面形成的钝化膜是均匀的，但是，当两侧气缸产规格为由薄到厚，这样可以最大限度的提高挤干压力不一致时，挤干辊对镀锌板两侧的钝化液碾压辊的使用寿命，也避免了边部连续黄边缺陷的出现。力也不一致，辊缝成契型，压力大的一端，钝化膜较为了防止电导率检测仪测定到储液罐内局部液薄，压力小或无压力的一端，钝化膜较厚，这就造成体的电导率，可采用搅拌器对储液罐内的钝化液进镀锌板横向钝化膜厚度不均匀，成品卷取后，镀锌板行在线搅拌，尤其是在液体浓度配比的时候，使钝化钝化膜较薄的一端耐腐蚀性差，钝化膜较厚的一端液均匀，搅拌器如图1所示。耐腐蚀性强。另外，当个别喷嘴堵塞后，无法喷液，烘干温度的控制非常重要，而实际生产中经常也可以造成此处相应位置无钝化。将这一影响因素忽略，热风温度一般设定在90℃~

3.3钝化膜抗腐蚀性差140℃，根据生产速度快慢可适当调整，一般机组速

钝化膜抗腐蚀性差是最影响产品质量的缺陷，度在90m/min以下时，需要的热量少，可适当降低但这种缺陷不易被察觉，必须提前控制，以防止出现热风温度，机组速度在90m/min以上时，需要的热大量的不合格产品。出现这种缺陷一般有以下几种量多，可适当提高热风温度，另外，有时烘干温度持原因：续低于设定值太多，烘干箱几乎达不到应有的工作

（1）挤干辊压力太大。挤干压力大小由气缸内温度，经查找原因发现烘干箱内的热蒸汽管道内产的压缩空气的压力决定，当压缩空气压力太大，挤干生了冷凝水，从溢流管排掉冷凝水就可以有效提高辊的碾压力也会增大，造成钝化膜太薄，达不到应有烘干温度。的抗腐蚀性要求。4.2设备优化及调整

（2）钝化液喷淋压力低。铬酸钝化液有一定的停机检修时，钝化液喷淋系统停止工作，管道内黏度，生产一段时间后，会粘附于管道内壁，使液体液体不再流动，极易凝固和堵塞，生产后造成镀锌板流动性变差，导致喷淋压力低，或者钝化泵出现故钝化不均匀，所以，对喷淋管线进行改造，设计了循障，实际功率小于额度功率，也会导致喷淋压力低。环管线，并增加了V 3和V 4阀，如图2所示，检修时可

（3）钝化液浓度低。钝化液的浓度由在线电导以将V 3打开，V 4关闭，喷淋系统成为内循环，即工作率可测得，当电导率仪器测定不准确，或由于钝化液泵不停止工作，钝化液由储液罐抽出后又回到储液搅拌不均匀，仪器只是测到了钝化液储液罐里局部罐，这样就使管道和泵体处于连续工作状态，液体不的电导率，这就会给操作人员一个误导，按照这一错易堵塞。而正常生产时先将V 4打开，后将V 3关闭，误的数据对钝化液浓度进行配比，导致实际浓度低。喷淋系统又可以正常钝化。对于喷嘴堵塞问题，可

（4）烘干温度低。铬酸盐在镀锌板表面一般发以在正常生产前用除盐水清洗一下喷嘴即可。

172腐蚀科学与防护技术25卷

须使喷淋系统、挤干系统、烘干系统达到最佳配合，

才能生产出最佳的高等级镀锌板。

（2）优化生产制度，使板带规格由宽变窄、由薄

变厚可以有效提高挤干辊的使用寿命，大大提高钝

化质量。

（3）喷淋系统的优化设计和挤干辊两侧气缸压

力的一致性调整有利于设备功能的发挥。

采取以上技术措施后有效改善了热镀锌板的钝

图2优化后喷淋系统示意图化质量，大大提高了机组的综合效益。Fig.2Schematic diagram of optimized spray

system

参考文献对挤干辊两侧气缸的运行状态实时监控，尤其[1]张召恩, 杨瑞枫, 刘光明. 热浸镀锌板生产过程中的腐蚀与对策是在生产规格频繁变化时及时观察辊缝状态，防止[J].腐蚀科学与防护技术, 2009, 21(5):480缺陷扩大化，在停机检修时可对压下气缸进行维护，[2]杨芃, 潘燕芳. 家用电器热镀锌钢板的无铬耐指纹钝化[J].材料确保压下时两侧压力一致，如果遇到气缸卡阻造成保护, 2011, 44(2):40了辊缝契型状态，影响了钝化的均匀性，可以将挤[3]刘昕, 江社明, 袁训华等. 热镀锌合金化钢板的耐腐蚀性能研究干辊打开后再关闭，使气缸上下反复动作即可解决[J].腐蚀与防护, 2009, 30(11):768

[4]于武刚, 岳远广, 张启富. Cr(III)热浸镀锌钝化液的研究[J].材料

问题。保护, 2008, 41(11):85结语[5]任艳萍, 陈锦虹. 镀锌层三价铬钝化工艺的研究[J].腐蚀与防护,

（1）钝化质量的提高是一个综合的工艺过程，必2007, 28(1):13