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1、冷轧带钢表面污染物及其对热镀锌的影响李 九 岭，汪晓林(武汉市吉瑞化工科技有限公司，湖北，武汉，430074)摘 要：在冷轧过程中，由于轧制油性能差，乳 化液参数选择不当，乳 化液脱铁净化 效率低，轧制参数优化不佳，轧机出口吹扫不力等原因，都会使冷硬板表面油脂和铁粉 污染物的含量增加，在热镀锌时不仅产生大量的锌渣增加生产成本，还会污染退火炉和 锌锅，在带钢表面产生压痕和锌粒缺陷，降低表面质量。关键词：铁粉；油脂；污染物；脱脂Infufence of coldrolled strip surface contaminants onhot dip galvanizationLI jiu ling
2、1 ZHENG Hong dao 2 WANG Xiao lin 3(1.The Cold rolling mill of WISCO,Wuhan 430083,China; 2.The Technology of WISCO,Wuhan430080,China; 3.The Wuhan Jirui Seicnce and Technology Group Company)Abstract: Surface contaminants of cold rolling strip such as oil and iron dust will increase in cold rolling pro
3、cess, which can be contributed to many reasons, including poor property of rolling oil, emulsion parameter selected improperly, emulsion degreasing and cleaning inefficiently, rolling parameter optimized badly, purging ineffectively on outgoing side of rolls, etc. So production cost will increase fo
4、r large amount of zinc dross forming in hot dip galvanization, and surface quality will decline for press mark and zinc particle defect comingout on strip surface.Key words : iron dust , oil, contaminant, degreasing1 前 言从 1965 年美国阿姆柯 公司发明改良森吉 米 尔法，到上世纪末的 30 年间，是热镀锌的 快速发展时期。因NOF炉的炉温可达1250 C,对钢板表面污染物有
5、一定的净化能力，所 以， 在早期建设的热镀锌机组中就不设脱脂段。 随着热镀锌应用领域的扩展， 人们对其表 面质量要求愈来愈高，目前建设的热镀锌线全部设置有脱脂段。由于脱脂段也只能清除冷 硬板表面 8090%的污染物，所 以最根本的措施应该是优化冷轧工艺，减 少冷硬板表面 的污染物。2 冷硬板表面的污染 物2.1污染物的组成收 稿 日 期：作者简 介 ：李九岭（1937-），男，河南濮阳市 人，教授级工程师热轧板通过冷轧工序轧成薄规格的冷轧板，因加工硬化，其抗拉强度Ob可达 700800MPa ，故称之为冷硬板。如果用白纸擦拭冷硬板的表面，就会发现钢板表面覆盖一 层“黑色油泥”污染物。经检验附着
6、的污染物一般为 8001200mg/m 2（双面）， 最多 可达 2000mg/m 2。污染物是由油脂和铁粉等固体物颗粒混合组成的， 其中铁粉和非金属固 体物约占 3050% 。2.2 污染物的来源热轧带钢在高速冷轧过程中，当压下量达到一定程度时，在轧制变形区因变形功增大 产生大量的热能， 虽然有大流量的乳化液进行冷却， 并且辊缝区形成油膜进行润滑， 但是 带钢变形的前滑区和后滑区在极大的摩擦力作用下仍有铁粉从轧辊表面和带钢表面脱落。 一部分铁粉进入乳化液中， 污染了乳化液；而另一部分铁粉滞留在带钢表面。在带钢的轧 制过程中， 乳化液因高温破乳形成的油膜除了起润滑作用外， 还有少量的油脂残留在
7、带钢 表面与铁粉混合构成了污染物， 牢固地粘在带钢表面， 在轧机的出口很难被吹刷掉。所以 冷硬板表面存在污染物应属正常现象， 其合理的范围应为 600800mg/m 2（双面）， 若超出 最高值就属不正常状态。2.3 减少污染物的措施2.3.1 选择润滑性良好的轧制油应选择性能良好的轧制油来配制乳化液， 这种乳化液应具有良好的“离水展示性”， 即在一定的条件下具有排水析出油的功能。在冷轧过程中， 乳化液受到高压、剪切力、温 度升高等因素的作用；同时在高温作用下，由于水分气化的带热蒸发，又起到了冷却作用 如果乳化液不具备次性能， 则在轧制辊缝区高温破乳就不充分， 形成的润滑膜也不完善， 就会增加
8、摩擦力， 使更多的铁粉进入乳化液， 不仅污染了乳化液和钢板表面， 而且增加了 轧辊的消耗。2.3.2 规范乳化液参数2.3.2.1 乳 化 液 的 浓 度乳化液中含油量的范围为 24% 。轧制变形量较大时，应增加含油量。2.3.2.2 乳 化 液 的 温 度乳化液的使用温度为4565 C。温度过低不利于破乳油膜的形成，降低了乳化液的润 滑效果， 增加了钢板的 铁粉污染程度 。 温 度 过 高使 乳 化 液 颗粒长大， 因乳 化 液 不 稳定造成 油 耗上升 1,这样就使 过 多的 油 脂附集在钢板表面， 增加了 钢板的 油 脂污染程度 。2.3.2.3 乳 化 液 的 净 化乳 化 液 的 净
9、 化 方 法 有 三 中 。 第 一 为 磁 性 过 滤 ， 主 要 作 用 是 清 除 铁 粉 ， 过 滤 精 度 为 0.2mm ；第 二为 反冲洗过 滤，主 要是清除非金属颗粒，过 滤精度 为 0.15mm ；第 三种为 霍夫 曼纸过 滤， 主要清除油 污和细小铁粉， 过 滤精度 为 0.06mm 。 经过 净化 处理， 乳 化 液 中的 铁粉含量应小于 200mg/L ， 灰份小于 1500mg/L ， 铁皂小于 0.3% ， 游离脂肪酸小于 10% 。2.3.3 优化 轧制参数在轧制生产过 程中， 选择适当的 轧制力至关重要。 如果压下量过 大， 就会使 辊缝区润 滑油 膜 发生破
10、裂， 这时在带钢和轧辊表面会发生局部粘结式摩擦， 不 仅使 带钢表面产生热 滑痕、轧机工作辊产生摩擦辊印， 而且还会产生大量的 铁粉污染乳 化 液 和钢板表面。2.3.4 加强冷轧机出口 的 吹扫2.3.4.1 采用 高压风吹扫， 将带钢上下表面残留的 乳 化 液 及其其它污染物清除。2.3.4.2 采用 负压抽吸的 方式将带钢上下表面残留的 乳 化 液 及其其它污染物清除。2.4 污染物的 检验2.4.1 粘 贴 法用 一种专门测量冷硬板表面污染物的 胶带贴在被测的 带钢表面， 利 用 胶带表面附着的 胶状物将冷硬板表面的 污染物粘到胶带上， 然后再用 反射率检测仪测量胶带的 反射率， 将
11、被测样与标样对比即可。 这种方法简单、快速、方便， 其缺点是仅能测量污染物重量的 定 性 值 2 ，且 误 差 较 大 。严格说，反 射率与清洁度 不 存在正比关系，根据实际测量发现，当 反射率大于 45% 时 反射率与清洁度 才近似正比关系。 因为 冷硬板污染严重时， 其污染物厚度 增加， 胶带第一 次粘贴只能粘下表面一层污染物， 还有大量的 污染物未被胶带粘下， 这时应该在同一部位 多 次 粘 贴 ， 最后计算 其叠加值。2.4.2 重 量 法2.4.2.1 取 样从 被 测 冷 硬 板 上 冲 6 块 直 径 为 80mm ， 面 积 为 50cm 2 的 园 片 作 为 检 测 试 样
12、 。2.4.2.2污 染 物 总 量 的 测 定取两片试样置于天平上称量，记下质量叫。然后将试样放入烧杯中加入50ml丙酮，加 热至微沸， 再用带乳胶头的玻璃棒擦洗试样表面。 洗净后 夹出试样并用 20ml 丙酮冲洗 试样表面， 用吸水纸擦拭并用电吹风吹干， 放入干燥器中 ， 两片试样用同样的方法分别处 理。待试样冷却至室温后，在天平上称量，记下质量m2。以上操作为一组试样，共三组六 片 试样取其平均值。 以每平方米双面上的毫克数来计算冷硬板表面污染物的总量， 计算公 式为：(m-m?) X 103污染物总量= (m1-m2) X 105 ( mg/m 2)NS式中：m1清洗前的试样质量，克；
13、m2清洗后的试样质量，克；N试样数量，2片；S单片试样面积，0.005m 22.4.2.3 固体颗粒含量的测定将试样置于天平上称量，用有机试剂清洗试样，将 板面清洗干净，然 后 将洗涤进行真 空抽滤，再将残留物全部移至坩埚中，放入105 土2C的烘箱中干燥一小时，取出放入干燥 器中 冷却 至室温称重， 以 上操作六片为一组。 以 每平方米双面上的毫克数来计算冷硬板表 面固体颗粒物的总 量， 计算公式为：( G1-G2)X 103污染物总量=(mg/m 2)NS式中：G空坩埚重量，克；g2有固体颗粒残留物的坩埚重量，克；N试样数量，6片；S单片试样面积，0.005m 22.4.2.4 铁粉含量的
14、 测定使用有机试剂清洗试样， 用盐酸和过氧化氢溶解洗涤液中 的铁粉， 然后 加热挥发去除 有机试剂，将处理液定容。以上操作三片试样为一组，用原子吸收分关光度计测定铁含量。以每平方米双面上的毫克数来计算冷硬表面铁粉的含量，计算公式为：CV1V2污染物总量=X 103 ( mg/m 2)VoS式中：C工作曲线上查到测定铁元素含量，mg /ml ；Vo分取试液体积，ml ；V1处理液第一次定容体积，ml ；V2分取液定容的体积，ml ；S单片试样面积，0.015m 3通过上述测定可以得知， 冷硬板表面污染物的总量可用下式表示。Q T+Q2+Q3丿匕、式中：Q总污染物总量,mg/m 2总Q 1 油 脂
15、 含 量 ， mg/m 2Q 2 铁 粉 含 量 ， mg/m 2Q 3 非 金 属 固 体 颗 粒 物 含 量 ， mg/m 2由此又可得知， 上述测得的固体颗粒物含量可由下式表示。固体颗粒物含量=Q2+Q3冷硬板表面的油脂含量可由下式表示。Q1=Q 总( Q2+Q3)在热镀锌机组中， 采用重量法测定冷硬板表面的污染物应每周进行一次， 并将测试 结果反馈到前工序， 以便改善钢板表面质量。3 污染物对热镀锌的影响3.1 油 脂在氢气还原法带钢连续热镀锌作业线中都带有连续退火炉。若作业线采用改良森吉 米尔法，其NOF炉的最高炉温可达1250 C；若作业线采用全辐射美钢联法，其退火炉 最高炉温也有950 C，轧制油的气化温度约为180 C左右，所以冷硬板进入退火炉后，在 很短的时间内其表面油脂即可全部挥发， 岁废气排出炉外， 从理论上讲， 单纯的油类污染 物对线内退火的带钢热镀锌机组不产生影响。冷硬板表面的油脂虽然对热镀锌没有直接影响，但是可以产生间接不利影响。因为表 面的污染物是由油脂、铁粉、非金属固体颗粒物三部分组成。它们相互渗透混合在一起， 牢牢地粘附在钢板表面，所以要想去除铁粉等固体颗粒物必需首先脱脂，只有去除油脂才 能去除固体颗粒物，由此可见脱脂的重要意义。3.2 能 使炉底辊
