隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展和日趨激烈的市場環(huán)境，汽車、家電企業(yè)對鍍鋅板表面質(zhì)量的要求越來越高[1]。在鍍鋅板生產(chǎn)過程中，鋅渣缺陷的產(chǎn)生是不可避免的，如何有效地控制鋅渣缺陷，成為國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究的課題。
郭芳芳[2]對模擬的鋅液流場、溫度場、A1和Fe濃度場進(jìn)行分析，得出帶鋼入鍋溫度和鋅液溫度對鋅渣生成量的影響很大，鋅液溫度467 °C且?guī)т撊脲仠囟?79 °C時，對減少整個鋅鍋和帶鋼附近鋅渣生成量最為有利。陳剛等[3]采用掃描電子顯微鏡和能譜儀研究了熱鍍鋅板中5種隱形鋅渣缺陷的微觀形貌和微區(qū)化學(xué)成分，在采用高鋁控制工藝、設(shè)備優(yōu)化和調(diào)節(jié)露點(diǎn)控制等方法后，熱鍍鋅板的表面質(zhì)量得到明顯提高。王艷強(qiáng)等[4]通過對排渣爐鼻子結(jié)構(gòu)及加鋅控制系統(tǒng)的研究，分析了液位波動的原因及原有液位控制策略的不足，提出了一種保持鋅鍋液位穩(wěn)定的控制方法，該方法減小了鋅鍋液位波動和帶鋼表面粘渣及擦劃傷缺陷。
本文描述了鋅渣的產(chǎn)生機(jī)理，列出了相應(yīng)的影響因素，并將某鋼廠熱鍍鋅機(jī)組對于帶鋼表面鋅渣缺陷的控制措施進(jìn)行了介紹。希望對鍍鋅板鋅渣缺陷控制相關(guān)的生產(chǎn)質(zhì)量管理工作有一定的借鑒意義。
1. 鋅渣的形成機(jī)理
鋅渣的主要成分是鐵鋅金屬化合物[5]。鋅渣形成的根本原因是：帶鋼進(jìn)入鋅鍋的過程中，表面的鐵溶于鋅液。鋅鍋中的鋅液，由于帶鋼運(yùn)動、鍋輥轉(zhuǎn)動、感應(yīng)加熱、熔鋅錠等因素，溫度、成分分布并不均勻。鋅渣便在Fe濃度較高、鋅液溫度較低的地方形成[6]。
隨著鋅液中Al含量變化，鋅渣形成的種類也有不同，分為浮渣、底渣、自由渣3類[7]。最常見的底渣為FeZn7，密度大于鋅液，底渣在鋅液沒有攪動時會緩慢下沉。浮渣主要為Fe2A15，其密度約為4.2 g/cm3，小于鋅液密度，浮在鋅液表面。自由渣主要是Fe、Al、Zn形成的三元金屬化合物，密度介于浮渣與底渣之間，懸浮于鋅液之間。
沉沒輥在帶鋼的作用力下，在鋅液中快速攪動，整個流場內(nèi)的鋅渣隨著鋅液的流動而流向帶鋼和沉沒輥、糾正輥表面，如圖1所示[8]。鋼帶運(yùn)動帶動后側(cè)遠(yuǎn)離鋼帶的流體向鋼帶運(yùn)動（線a1?1），后側(cè)區(qū)域鋼帶附近的流體隨著鋼帶向前側(cè)區(qū)域運(yùn)動（線a2?2），前側(cè)區(qū)域鋼帶附近流體沿著鋼帶上升（線a3?3）。前側(cè)區(qū)域遠(yuǎn)離鋼帶的一部分流體向下運(yùn)動至鋅鍋底部（線b1?1），再從前側(cè)區(qū)域運(yùn)動至后側(cè)區(qū)域（線b2?2），后側(cè)區(qū)域鋅鍋底部流體向上運(yùn)動（線b3?3）；前側(cè)區(qū)域遠(yuǎn)離鋼帶的另一部分流體向鋅鍋側(cè)壁運(yùn)動（線c1?1、c′1?1′），再通過側(cè)壁運(yùn)動由前側(cè)區(qū)域運(yùn)動至后側(cè)區(qū)域（線c2?2、c′2?2′），最后后側(cè)區(qū)域側(cè)壁流體向鋼帶運(yùn)動（線c3?3、c′3?3′）。前側(cè)區(qū)域沿鋼帶運(yùn)動的流體運(yùn)動至前穩(wěn)定輥與鋼帶結(jié)合處時，一部分流體上升并向前運(yùn)動（線q1?1），另一部分向下運(yùn)動（線q2?2）或斜向下運(yùn)動（線qb2?b2、q′b2?b2′）沖擊底渣。此外，中間區(qū)域的流體流向鋼帶兩側(cè)（線d1?1、d′1?1′），再向后側(cè)區(qū)域流動（線d2?2、d′2?2′），最后在后側(cè)區(qū)域向鋼帶運(yùn)動（線d3?3、d′3?3′）。鋼帶不包圍部分的沉沒輥轉(zhuǎn)動形成的沖擊流mb?b、m′b?b′以及前穩(wěn)定輥與鋼帶結(jié)合處形成的向下沖擊流q2?2，qb2?b2，q′b2?b2′
沖擊底渣形成5個深坑。
