冷轧热镀锌线光整机工作辊控制措施研究

摘要：在带钢连续热镀锌生产中，由于光整机工作辊粘锌而更换新辊，是生产中常见的情况。本文介绍了在生产实际中光整机工作辊粘锌的主要原因，并简要地进行了分析，提出了相应的控制措施，以提高工作辊使用周期，降低生产成本。

关键词：换辊 粘锌 辊印

1、前言

在带钢连续热镀锌生产中，光整是带钢镀锌后处理的主要工序之一。光整机的功能主要有：①提高钢板的平坦度和平直度[1]。②镀锌板经过光整能达到表面所要求的均匀单一的粗糙度。③改善带钢的机械性能，使屈服平台消失或不明显，使下屈服极限（δ）降到最低点。[2]

当光整机工作辊的状况出现异常时，产品就会出现质量问题，由于轧制力的作用，工作辊的表面缺陷很容易就会反映到带钢上。常见的情况就是板面出现周期性工作辊印痕，印痕间距即为工作辊的周长，这时就要考虑工作辊面了。由于镀锌生产线环境十分清洁，本文暂不关注其他杂质粘辊和辊面损伤的情况，而重点考虑工作辊面粘锌（合金）的情况。

2、 工作辊粘锌的原因及分析

当锌（合金）粘附于光整机工作辊后，质地较软的锌（合金）会将有一定粗糙度的辊面局部填平，致使辊面局部粗糙度减小，经过轧制的带钢表面会周期性地出现一小块或一小片反射率较强的亮印，严重时会有手感，如图1所示。

实践证明，光整机工作辊面粘锌，主要从以下几个方面重点考虑和避免。

2.1 光整机本身因素

2.1.1 湿光整和干光整

通常光整机操作不用轧制剂即为干光整。由于无作用，在辊缝中工作辊和带钢表面之间产生的摩擦较大，因而干光整只可以给带钢以有限的延伸或压下。

在镀锌板光整时，工作辊和带钢之间的速度差会使带钢镀层表面上的小锌粒沿着初始锌层移动，有些锌粒会粘附在辊缝内轧辊表面上，继续吸引其它锌粒并且使其形成大块锌（合金），最终影响辊面局部粗糙度，而在镀层带钢表面上形成明显的周期性斑痕。

采用湿光整，即向工作辊和镀锌板表面喷射光整液或脱盐水，用于、降温和防止粘锌，可有效减小辊子和带钢之间的摩擦，使锌粒在辊面的粘附减慢，防止锌粒凝聚[3]。实践证明，湿光整能大大减少工作辊粘锌的几率和延长工作辊的使用周期，但在使用中要注意液体的清洁度。

2.1.2 高压喷头的使用

锌粒粘附的发生取决于工作辊的压力（轧制力和延伸率）、工作辊粗糙度和镀层材质。采用湿光整时，虽然可以使锌粒粘附减慢，但是工作辊辊缝前部以及工作辊和支撑辊之间会产生较高的锌粒富集，并会降低处理效果。因此，在光整机上安装工作辊高压清洗系统，即采用高压脱盐水冲洗工作辊，将辊面上已粘附的的锌（合金）清除，可有效防止粘锌。

在生产实际中，可采用高压螺旋喷头，在平行于工作辊轴线的滑道上往复移动对工作辊面进行间歇式喷扫，频率和持续时间可按实际情况进行调解，喷头压力一般为100～120Bar。这样可有效减少粘锌几率甚至将工作辊上已粘附的锌（合金）和杂质去除，起到了净化工作辊的作用。

2.2 光整机因素

2.2.1 炉鼻子锌灰的影响

炉鼻子内由于锌液表面没有氧气作用，不能形成有效的氧化膜保护，使得锌液进行了蒸发，蒸发后的气态锌遇炉鼻子内壁和其它设备时会凝结成白色粉末状的固态锌粉，它和炉鼻内的非金属杂质、赃物结合就形成灰色的粉末，吸附在炉鼻子内壁上并不断聚集增多，当炉鼻子产生震动时这部分锌灰就脱落到锌液表面并散开。当粘到钢带表面后就隔绝了正常的锌铁铝反应，经气刀吹扫出现扫帚状、有点像彗星的漏镀现象。带有此缺陷的带钢进入光整机，经过工作辊的碾压作用，很可能会使工作辊粘锌。

为此方便时可以改造炉鼻子：在两侧开方形掏灰孔，实际上也可以用来掏锌渣，这样可以避免拆卸炉鼻子。如果不能改造最好三个个月拆开清理一次锌灰和锌渣。这样可有效减少产品表面锌灰的缺陷，并避免光整机粘锌。

2.2.2锌粒与锌疤的影响

当带钢经过锌锅后，有时会在镀锌带钢表面出现点状或块状突起，大小不等，象芝麻、米粒状，使板面粗糙不平，即产生了表面锌疤或锌粒等缺陷，如图2所示。

这些突起与基板的粘附性较差，若带有此缺陷的带钢进入光整机，经过工作辊的碾压作用，锌粒或锌疤很可能会脱落而使工作辊粘锌。要避免这种现象的产生，就要消除这种缺陷。

通过X射线显微组织分析和电子探针分析，这些锌粒实际是铁锌化合物，其组成为FeZn10。当锌液温度为450℃时，铁在锌液中的最大溶解度（即饱和浓度）为0.03%，若含铁量继续增加，则铁会与锌结合生成Fe-Zn合金，沉入锅底，即所谓底渣。此外，铁还易和铝结合生成浮渣Fe2Al5，悬浮于锌液中并减少有效铝含量，使镀层粘附性变坏。

在实际生产中，主要从以下几个方面考虑：1尽量减少锌液中铁含量（保持在0.018%以下。可将铝含量提至0.24%而将铁结合析出），保持锌液的清洁度。按时捞取底渣，使底渣与沉没辊之间的距离不小于200mm。2防止锌液温度过高，例如超过470℃时，使底渣浮起。捞浮渣时避免用猛力而将锌液泛起，防止搅动锌液。3注意锅沿杂物随时清理干净，投入锌锭时要将表面杂物清理干净。

2.2.3 其他方面的避免措施

要保持入锌锅带钢的表面清洁度，防止杂质干扰正常的锌铁铝反应而降低锌层粘附性。主要从几个方面考虑：1加强原料质量检验，控制残油残铁含量；2关注清洗段清洗效果，加强工艺点检，各循环槽每3个月清洗一次；3保持炉内清洁度，必要时检查炉辊是否干净；4气刀各种参数控制不当导致的与带钢是否刮蹭，是否产生锌液飞溅粘到带钢上产生粘锌，进一步导致粘辊。5镀后冷却塔顶辊可采取加装清扫装置方式以保持辊面清洁，防止带钢表面粘锌而粘到工作辊上。

总之，保持镀后带钢表面的清洁和锌层粘附性是重要的。

3、结语

在目前钢铁市场较弱势的情况下，降低成本是提高竞争力的有效措施。在钢板热镀锌生产中，要有目的地减少工作辊粘锌的几率，减少工作辊更换的次数，这是降低生产成本的有效途径之一。

参考文献：

[1] 王国栋.板形控制和板形理论.冶金工业出版社，1983：1～19

[2] 程浩等.新编连续热镀锌钢板、钢带生产新工艺、新技术与其性能检验及缺陷分析实用手册.北方工业出版社，2007 ：1113～1116

[3] 李九岭.带钢连续热镀锌（第3版）.冶金工业出版社，2010：366～367