CN113021194A - 一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法，属于金属表面防腐处理技术领域。其特征是采取高压水喷咀将由水和钢丸组成的高压固液两相流混合物喷射击打在热钢带表面，达到去除鳞的目的，然后再将锌铝镁合金液镀在抛丸处理过的钢板表面。抛丸过的钢板表面较为粗糙，利于提高锌铝镁合金镀层强度，而且整个工艺无酸洗环节，绿色环保。

Description

一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法
技术领域
本发明涉及一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法，属于金属表面防腐处理技术领域。
背景技术
钢板表面防腐处理主要有：热(浸)镀锌、热镀铝、热镀铝锌、热镀铝锌硅合金等多种工艺方法，按照这些方法生产出的金属涂层钢板具有一定的防腐性能，因此被广泛应用于汽车、家电、通信、光伏、城市交通等多个行业。在延长钢板使用寿命，减低大气或海水对钢材腐蚀方面发挥了重要的作用。但是目前的产品中存在三大问题，一是热浸镀层的附着力不强，抗折弯性能不好，容易开折弯处发生开裂，甚至出现镀层脱落，严重影响防腐效果，二是单一合金镀层耐腐蚀性仍有待于进一步提高，采用多元合金会使镀层更致密，进而使用寿命会进一步提高。三是目前制取热浸镀层钢板时都是采用酸洗的工艺对其所使用的热轧基板进行除鳞除锈，然后再进行合金液体的表面涂镀，因此必然污染周边环境，所产生的废酸需要进行处理，增加企业负担，扩大成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法，可实现一种保证镀层附着力好，防腐性能稳定，绿色环保的合金镀层钢板的制取方法。其发明内容如下：
一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法，其特征是采取以下两大步骤：
1、使用高压水喷咀抛丸除鳞，将水和钢丸按照一定的比例在喷咀中充分混合，然后升高水和钢丸混合物的压力，通过高压水喷咀，将水和钢丸混合物喷射击打在热钢板表面，将钢板表面的氧化皮击碎，脱离钢材表面，达到去除鳞的目的，使得钢带表面露出钢材基体本色，再进行钢板的合金液体表面涂覆。
特别的，前述一种抛丸除鳞制取金属镀层钢板的方法中，其通过高压水喷咀，将含有一定数量钢丸的高压水固液两相流喷射击打在热钢带表面，分成粗喷1段、粗喷2段、精喷1段、精喷2段共4个高压水抛丸除鳞段，其中：
(1)粗喷1段是将粒径为0.7-0.5mm、洛氏硬度为50-60HRC的高强度合金铸棱角钢丸和水按体积比为20-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀将将混合后的水和钢丸混合物喷射击打在钢板表面，每支高压水喷咀的喷出量为6-8Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为30-50MP，钢板经过粗喷1段的时间为4-6分钟；经过粗喷1段后去除了热带表面大部分氧化皮，基板表面形成了很浅的不规则凹坑，凹坑内仍然会有一定量的氧化皮残留；
(2)粗喷2段是将粒径为0.35-0.45mm、洛氏硬度为50-60HRC的高强度合金铸棱角钢丸和水按体积比为25-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为5-6Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物的压力为40-50MP，钢板经过粗喷2段的时间为4-6分钟；经过粗喷2段喷射打击处理后，钢板表面凹坑内残留的氧化铁皮基本去除干净，钢带表面形成面积较小略深的密集不规则凹坑；
(3)精喷1段是将粒径为0.30-0.40mm、洛氏硬度为45-50HRC的304不锈钢圆丸和水按体积比为20-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为8-10Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为 30-40MP，钢板经过精喷1段的时间为4-6分钟；经精喷1段后原来存在在钢板表面由氧化铁皮形成的鳞片已经完全去除干净，并基本形成均匀弧形凹坑；
(4)精喷2段是将粒径为0.20-0.30mm、洛氏硬度为40-45HRC的304不锈钢圆丸和水按体积比为30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为8-10Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为 30-40MP，钢板经过精喷2段的时间为4-6分钟；经精喷2段后钢板表面形成均匀致密均匀的弧形凹坑。
2、热浸镀层，采用聚酰胺纤维尼龙刷辊对经过抛丸处理的钢板表面进行进一步清洗，确保钢板表面清洁度为200mmg/m2以下，然后进行如下处理：
(1)助镀液浸泡并烘干，要求助镀液为浓度250-400g的氯化锌溶液。助镀液浸泡后要经过热风干燥，确保带钢烘干；
(2)钢板退火、还原，退火炉明火段3个区温度控制在750℃、800℃、850℃，还原段4个区温度分别为850℃、800℃、750℃、700℃，控制钢板温度为460℃～ 480℃时进入合金熔锅内；
(3)热浸镀锌铝镁合金镀层，合金熔锅内成分铝5.5％～6％，镁3.0％～ 5.0％，剩余为锌及微量元素，锌铝镁合金液温度控制在450℃～460℃。
(4)镀后处理，出合金熔锌锅后利用变频风机调节风却风机风量，带钢带到高塔转向辊时板带温控制在90℃～110℃。再通过水淬实现水冷，将钢带板表面温度降至35℃～45℃之间。
(5)光整、拉矫，合金镀层钢板带经过风冷、水冷后通过光整、拉矫来消除钢板中的屈服平台、实现钢板的板形控制，光整时轧制力一般控制在50吨～ 300吨之间，拉矫延伸率0.01％～0.03％。
本发明取得了良好效果。主要表现在以下几个方面。
1、本发明通过提高钢带表面的粗糙度，使得镀覆钢板过程中合金液能和钢板表面有更大面积的接触，使合金液与钢板更好的融为一体，有效地提高了镀覆过程中合金层和钢板的结合强度，避免了产品在深冲或折弯过程中镀层脱落或开裂的风险。
2、整个工艺段无酸洗环节，而且高压用水和钢丸循环使用，氧化皮和破碎的钢丸粉作铁精矿供钢厂回收利用，达到废水、废气、固体废弃物零排放标准。整个工艺流程程无污染，绿色环保。
具体实施方式
一种制取钢带无酸生态除鳞锈表面热镀锌铝镁合金的钢板带的设备与工艺是通过前道无酸除鳞锈设备去除热钢带表面氧化皮并调节基板带表面粗糙度从而达到调节锌铝镁镀层厚度及附着力的目的。
以下结合试验对本发明做进一步说明。
试验实例1
试验使用的原料为板带宽800mm，厚度4.50mm的Q235B卷板，其中：
1、对卷板进行除鳞处理，具体包括：
(1)无酸除鳞粗喷1段和粗喷2段分别选用大小为0.6mm和0.45mm，硬度为60HRC高强度合金棱角钢丸；
(2)粗喷1段和粗喷2段每一喷咀的进砂量均为5Kg/min，高压水压力均为50MP；
(3)精喷1段和精喷2段分别用0.3mm和0.2mm的洛氏硬度为40-45HRC 的304不锈钢圆丸；
(4)精喷1段和精喷2段每一喷咀的进砂量均为8Kg/min，高压水压力分别调至30MP和40MP。
(5)除鳞锈工艺速度控制在30m/min.
除鳞锈结果：板带面清洁无氧化皮等残留物，板带面粗糙度测试结果为 RA5.0—RA5.5。
2、热浸镀层，采用聚酰胺纤维尼龙刷辊对经过抛丸处理的钢板表面进行进一步清洗，确保钢板表面清洁度为200mmg/m2，然后进行如下处理：
(1)助镀液浸泡并烘干，要求助镀液为浓度300g的氯化锌溶液，助镀液浸泡后热风干燥；
(2)钢板退火、还原，退火炉明火段3个区温度控制在750℃、800℃、850℃，还原段4个区温度分别为850℃、800℃、750℃、700℃，控制钢板温度为460℃时进入合金熔锅内；
(3)热浸镀锌铝镁合金镀层，合金熔锅内成分铝5.5％，镁5.0％，剩余为锌及微量元素，锌铝镁合金液温度控制在460℃。
(4)镀后处理，出合金熔锌锅后利用变频风机调节风却风机风量，带钢带到高塔转向辊时板带温控制在100℃。再通过水淬实现水冷，将钢带板表面温度降至40℃。
(5)光整、拉矫，合金镀层钢板带经过风冷、水冷后光整，其轧制力控制在100吨，拉矫延伸率为0.02％。
热镀锌铝镁结果：镀层厚度为24-28um镀层表面粗糙度为RA3.2-RA3.5。肉眼可见板面均匀、细腻，手摸触感有磨砂感。

Claims (1)

1.一种制取锌铝镁合金镀层钢板的方法，其特征是采取以下两大步骤：
1)使用高压水喷咀抛丸除鳞，通过高压水喷咀，将含有一定数量钢丸的高压水固液两相流喷射击打在热钢带表面，分成粗喷1段、粗喷2段、精喷1段、精喷2段共4个高压水抛丸除鳞段，其中：
(1)粗喷1段是将粒径为0.7-0.5mm、洛氏硬度为50-60HRC的高强度合金铸棱角钢丸和水按体积比为20-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀将将混合后的水和钢丸混合物喷射击打在钢板表面，每支高压水喷咀的喷出量为6-8Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为30-50MP，钢板经过粗喷1段的时间为4-6分钟；
(2)粗喷2段是将粒径为0.35-0.45mm、洛氏硬度为50-60HRC的高强度合金铸棱角钢丸和水按体积比为25-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为5-6Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物的压力为40-50MP，钢板经过粗喷2段的时间为4-6分钟；
(3)精喷1段是将粒径为0.30-0.40mm、洛氏硬度为45-50HRC的304不锈钢圆丸和水按体积比为20-30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为8-10Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为30-40MP，钢板经过精喷1段的时间为4-6分钟；
(4)精喷2段是将粒径为0.20-0.30mm、洛氏硬度为40-45HRC的304不锈钢圆丸和水按体积比为30:100的比例进行充分混合，然后通过高压水喷咀喷将由水和钢丸充分混合形成的水和钢丸混合物喷射打击到钢板上，每支高压水喷咀的喷出量为8-10Kg/min，高压水喷咀喷出的水和钢丸混合物压力为30-40MP，钢板经过精喷2段的时间为4-6分钟；
2)热浸镀层，采用聚酰胺纤维尼龙刷辊对经过抛丸处理的钢板表面进行进一步清洗，确保钢板表面清洁度为200mmg/m2以下，然后进行如下处理：
(1)助镀液浸泡并烘干，要求助镀液为浓度250-400g的氯化锌溶液，助镀液浸泡后要经过热风干燥，确保带钢烘干；
(2)钢板退火、还原，退火炉明火段3个区温度控制在750℃、800℃、850℃，还原段4个区温度分别为850℃、800℃、750℃、700℃，控制钢板温度为460℃～480℃时进入合金熔锅内；
(3)热浸镀锌铝镁合金镀层，合金熔锅内成分铝5.5％～6％，镁3.0％～5.0％，剩余为锌及微量元素，锌铝镁合金液温度控制在450℃～460℃；
(4)镀后处理，出合金熔锌锅后利用变频风机调节风却风机风量，带钢带到高塔转向辊时板带温控制在90℃～110℃，再通过水淬实现水冷，将钢带板表面温度降至35℃～45℃之间；
(5)光整、拉矫，合金镀层钢板带经过风冷、水冷后通过光整、拉矫来消除钢板中的屈服平台、实现钢板的板形控制，光整时轧制力一般控制在50吨～300吨之间，拉矫延伸率0.01％～0.03％。
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