一种锌锭制造技术

本发明专利技术公开了一种锌锭，该锌锭按重量百分比计由０．４８％至０．５２％的铝、不超过０．０２％的杂质、余量为锌的组分而构成。利用本发明专利技术的锌锭，可以将锌液中的铝保持在适当的范围，同时能够防止或减少由于锌液中的铝含量的波动过大而导致的各种缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锌锭，具体地说，涉及一种能够防止锌液中铝含量波动过大的用于带钢连续热镀锌的锌锭。
技术介绍
连续镀锌钢板(简称GI)由于具有很好的表面质量、优异的抗腐蚀性能和成本较 低，在工业生产特别是汽车工业中得到了广泛应用。随着我国汽车工业的发展，其用量将会 越来越大。 在GI生产中，需要在锌液中添加适量的铝，使得铝与钢材表面的铁发生反应形成 一层较薄的抑制层，避免或抑制在镀层与基板界面处形成Fe-Zn合金层。另外，锌液中的锌 渣是影响镀锌表面质量的重要因素，锌渣的产生不仅增加了锌的消耗，而且降低了产品质 量。锌渣的主要来源是钢材基体中的铁。根据Zn-Fe-Al三元相图，当铁处于过饱和时，锌 锅中的铝可与铁、锌作用，形成Fe-Zn-Al金属间化合物，锌渣的成分主要为含铁化合物，分 为Fe-Zn化合物和Al-Fe化合物。Al-Fe化合物(Fe2Al5Znx)密度比锌小成为面渣，Fe-Zn 化合物(FeZn13或FeZn7)密度比锌大成为底渣。对GI而言控制锌液中的有效铝含量可以 将锌液中底渣转化成面渣便于清除。 参照460°C时Zn-Al-Fe三元系富Zn角的相图，当镀锌中铝含量小于0. 10%时， 该阶段的液相平衡相是〖-相(FeZn13);铝含量在O. 10 %到0. 135 %时，其液相平衡相是 S-相(FeZn7);铝含量超过0. 135%时的液相平衡相是n-相(Fe2Al5Znx)。因此，在GI生 产中锌液中需要将铝含量控制为大于O. 135%，才能避免底渣的产生。 此外，近年来关于铝对镀层的作用和机理的研究越来越多。发现溶解于锌液中的 铁含量总是大于镀层中的铁含量，这些多余的铁将形成锌渣。锌液的铝含量与锌渣控制密 切相关，铝含量太低或太高对镀层均有不良影响。当铝含量太低时，不能形成致密的铁铝化 合物抑制层，并且会出现铁锌化合物，使得镀层厚度过大，产品的成形性能降低，锌量的消 耗增加，此外还会在锌液中形成底渣，使得生产线需经常停产除渣。当铝含量过高时，将会 导致镀层不完整，抑制层过厚，镀层中的铝含量偏高，影响镀锌产品的后续退火工艺和可焊 性。 锌液中的铝有两种存在方式，一种形式是溶解于锌液中，它的主要作用是与钢材 表面的铁发生反应形成一层较薄的抑制层，避免或抑制在镀层与基板界面处形成Fe-Zn合 金层，我们称之为有效铝。另一种形式是溶于合金化合物中，当铁处于过饱和时，锌锅中的 铝可与铁、锌作用，形成Fe-Zn-Al金属间化合物，成为底渣或浮渣。准确测量锌液中的有效 铝是非常困难的，目前常用的方法是化学分析的方法，而化学分析方法测得的实际上包含 了溶解在化合物中的铝含量，我们称之为总铝量。总铝值大于有效铝值。 带钢连续热镀锌生产过程中，镀层表面常产生锌渣缺陷，其主要原因是受到镀锌 工艺参数的影响，而镀锌工艺中锌锅铝含量的控制是提高镀层表面质量、减少锌渣缺陷、降 低生产成本的技术关键。在GI生产中总铝含量的控制值为0. 16% -0. 22%，铝含量过高，将影响产品的焊接性及涂装性，当铝含量过低时，可能导致界面形成铁-锌合金层，影响产 品的成型性，降低表面质量。 锌液中铝含量的稳定对镀层产品的性能、质量和成本起着非常重要的作用，因此 如何实现锌液中铝含量的稳定控制是非常关键的工作。要实现锌液中铝含量的稳定，必须 做到锌液消耗铝的量同锌液中补充铝的量基本相同。锌液消耗铝的量为镀层带走铝的量和 锌渣消耗铝的量之和，而镀层带走的铝的量受到镀层厚度、基板厚度，机组速度等因素的影 响，这些因素在实际生产过程中是经常变化的，这就造成了镀层中带走的铝含量是变化的， 这种变化直接影响锌液中的铝含量的稳定。同时锌液中的铝含量还受到基板的清洁度、基 板入锌液温度、基板材质等因素的影响。所有这些都会引起锌液中铝含量的波动。 因此，在目前的GI生产中，通常通过所添加主锌锭和辅助锌锭来调节锌液中铝含 量的，其中，辅助锌锭的铝含量高于主锌锭的铝含量。例如，众多使用的主锌锭铝含量控制 在0. 35 % -0. 42 % ，辅助锌锭铝含量为4. 0 % -4. 6 % ，有些机组还采用两种以上不同铝含量 的辅助锌锭。这种设计是基于镀层带走的铝的含量通常为0. 4%左右，辅助锌锭添加的铝某 种程度上用来抵消锌渣带走的铝的量。然而，由于在这些工艺中采用的辅助锌锭中铝的含 量比较高，所以在锌液铝含量调整调整中均存在铝含量波动大的问题。 然而，在GI生产中，锌液铝含量控制的稳定性对产品质量尤为重要。这是因为在 一定温度状态下，有效铝和游离铁的含量是沿铁_铝平衡线一一对应的，若铝含量波动过 大，会导致铁的溶解度变化，从而造成锌液频繁造渣反应，产生大量游离渣。游离渣在锌液 中飘浮，易与钢材表面粘附形成锌粒缺陷，或附着于沉没辊辊面形成结瘤，影响产品质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种用于带钢连续热镀锌的锌 锭，该锌锭能够防止锌液中铝含量波动过大，所述锌锭按重量百分比计由O. 48%至0. 52% 的铝、不超过0. 02%的杂质、余量为锌的组分而构成。优选地，锌锭中铝的含量为0. 48%至 0. 49%。 另外，所述杂质中的锑的含量不大于0.01%。优选地，杂质中的锑的含量不大于 0.001%。此外，杂质中的铅的含量不大于0.01%，锡的含量不大于0.01%。优选地，杂质 中的铅的含量不大于0. 003%，锡的含量不大于0. 001%。 利用本专利技术的锌锭，可以使带钢连续热镀锌的锌液中的铝含量保持为合适的范围 内，同时可以防止随着生产的进行或添加锌锭过程中铝的含量出现大的波动，从而防止产 品出现缺陷。具体实施例方式锌液中的铝的存在方式有多种，其中有溶解于锌液中呈游离状态的铝元素，对锌 液理化性能和铁锌反应起有效调节作用，我们称这部分铝为有效铝，有效铝是热镀锌工艺 中锌液成份的主要控制对象。 除溶解铝外，锌液中的铝还以游离渣中的Fe^Ls，表渣中的Fe2AL5、 AL203等化合物的形式存在，它们本身对热镀锌反应机理不起直接影响，通常称之为无效铝。 由于铝以上述多种形式存在，化学法检测的铝既包括有效铝，也包括部分无效铝成份，通常称为总铝量。通常，总铝量大于有效铝的含量。 热镀锌中对锌液性能和热镀锌反应影响较大的主要是有效铝，而通常在热镀锌生 产中对铝的控制是通过化学法测量出的总铝。这是由于在现有的技术条件下，对有效铝的 含量是很难准确测量的，而通过对总铝的检测，可以间接地反应出有效铝的含量。在下文 中，如无特殊说明，描述中提到的含量、百分比等均表示重量百分比。 钢板在热镀锌过程中，钢板表面的铁会溶解在锌液中，在正常热镀锌温度450°C 46(TC下锌液的铁的溶解度为0. 025 % 0. 03%。铁在锌液中的溶解度与锌液温度和铝含 量有关。具体地说，随着锌液温度的升高，铁的溶解度增大，在铝含量小于0. 2%时，随着铝 含量的增加，铁的溶解度减小，但当铝含量超过0. 2 %后，铁的溶解度随着铝含量的增加而 变大。 在正常情况下，锌锅中的铁含量都是饱和的。日常生产中，随着锌液温度和铝含量 的波动，导致铁在锌液中的溶解度发生变化。当锌液中的铁含量大于其溶解度时，多余部分 的铁就会和铝或锌反应生成锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌锭，其特征在于按重量百分比计由０．４８％至０．５２％的铝、不超过０．０２％的杂质、余量为锌的组分而构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春富，周一林，金永清，刘俊文，蒋英箴，张妞妞，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，攀枝花新钢钒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]