控制带钢连续热镀锌工艺中有效铝的研究及当前技术进展

有效铝是在带钢连续热镀锌涂镀工艺中熔融在锌锅中的总铝中的一部分，在镀层形成的过程中．有效铝可明显地抑制铁锌间的反应。当前通常采用的取锌液样进行化学分析的检验方法是包括未溶解铝份和可能结合到底渣或浮渣的总铝量。本文介绍了在带钢连续热镀锌工艺中控制有效铝的理论研究及相关技术进展。对锌锅内锌液中有效铝的精确测定控制是当前带钢连续热镀锌涂镀工艺中在生产普通热镀锌产品和热镀锌合金化产品时锌锅锌液成分管理的研究的前沿和热点。     

硅对热浸镀ZnAl4合金镀层组织及生长动力学的影响

采用热浸镀法在纯铁片表面制备锌铝合金镀层,研究纯铁片在锌铝熔池(ZnAl4)中的界面反应,分析熔池中添加硅元素对镀层组织与生长动力学的影响。结果表明:随热镀时间延长,锌铝凝固组织与基体间的金属间化合物层(即中间合金层)的厚度增加。熔池中加入0.15%Si时,铁铝金属间化合物层的生长受到抑制,厚度减小,特别是在600℃时厚度减小更明显。Si在金属间化合物层中富集,使Fe和Al原子通过液相通道相互扩散受到阻碍,铁铝抑制层稳定存在,从而降低金属间化合物层的厚度。熔池中硅含量增加至0.30%时,对于铁锌合金层的抑制作用消失,合金层结构与不含硅时相似,形成Fe_2Al_5/FeAl_3/(Zn-Al)液相凝固组织。中间合金层的厚度随时间延长呈抛物线增长,表明镀层的形成受扩散控制;但适量硅在中间合金层的溶解能阻碍铁锌原子的扩散,从而抑制镀层过度生长。     

基于实践经验的锌液铝含量预测方法

锌锅中锌液铝含量决定了镀层的结构以及锌锅锌浴行为,热镀锌工艺要求锌液成分稳定控制。利用工业大生产的数据,建立一套铝消耗的经验模型。镀层中的铝含量主要由抑制层厚度决定,抑制层厚度取决于带钢运行速度。镀锌面积决定了锌渣发生量。根据锌锅铝物质平衡,利用已有的生产实绩包括锌锭添加量、镀层带走的铝量以及锌渣发生量等,测算出锌渣铝含量。应用本铝消耗经验模型,可预测锌液铝含量,也为稳定锌液成分的锌锭添加制度做准备。     

高铝锌基热镀合金热浸镀性能研究

本文通过试验研究了高铝锌基热镀合金润湿性、流动性的影响因素，以及合金成分、浸液温度及时间对钢带浸蚀铁损的影响。     

熔剂法钢板热镀铝涂层的研究

研究了熔剂法钢板热镀铝和铝-硅合金镀层.熔剂分为覆盖在熔融铝液表面的5种覆盖剂和4种水溶性熔剂及1种化学镀金属底层.从中选出一种覆盖剂和二种水溶性熔剂及预镀金属底层.镀层试样先经硝酸侵蚀法测定镀层上的针孔,用金相显微镜测量镀层的合金层厚度和附着层厚度.工艺试验表明,镀铝和铝-硅合金的最佳温度分别为700～710℃和680～690℃;热镀时间为10s;提升速度均为15～30cm/s.     

Mg,Si对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性的影响

通过添加少量Si元素配制了Zn-22.3Al-xSi(x=0,0.7,1.1,1.4,1.8,3.8)熔池及添加少量的Mg元素配制了Zn-22.3Al-1.1Si-yMg(y=0,0.2,0.4,0.6)熔池。在热浸镀后加工相应的合金试样,对合金试样进行盐雾实验和电化学实验,应用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)分析等方法,研究了硅、镁对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性能的影响。实验发现,Zn-22.3Al-xSi合金凝固组织由η-Zn相、α-Al相、锌铝共析组织及铝硅共晶组织组成。硅的加入,明显改善了组织分布的均匀性。但是当硅含量超过1.1%时,凝固组织中开始析出块状硅,并随硅含量增加而增多。镁、硅的协同作用使得热浸镀Zn-22.3Al-1.1Si-yMg合金凝固组织中开始出现Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织,随着镁含量的增加,锌铝共析组织不断增多,α-Al相、η-Zn相数量减少,尺寸增大;与此同时,Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织数量也不断增多。当合金中镁含量达到0.6%时,凝固组织中出现了少量的Zn/Al/MgZn_2三元共晶,且铝硅共晶的尺寸稍有增大。随着镁含量的增加,腐蚀速率逐渐降低,即合金的耐蚀性能逐渐提高。     

热镀铝锌带钢表面缺陷形成机理及工艺优化

为了研究热镀铝锌带钢表面锌渣与锌灰缺陷的形成机理，进一步通过工艺优化提高带钢表面质量。在初步确定热镀铝锌机组热镀工艺段带钢规格与工艺参数波动对锌锅锌渣与炉鼻子锌灰产生的影响的基础上，结合热镀铝锌机组的热镀机理、设备结构特点与生产工艺参数，分析了锌渣与锌灰对热镀工艺段沉没辊系运行状态的影响，以及在热镀段不同工艺位置带钢表面形成的转印锌渣、锌渣划伤、点状锌渣与锌灰漏镀类型。同时，通过对带钢表面质量缺陷处采用扫描电子显微镜与能谱仪进行了形貌与缺陷成分分析，确定了锌渣与锌灰缺陷的主要成分为氧化锌、铁铝与铁锌化合物。在此基础上，结合热镀工艺与设备对锌渣与锌灰的形成机理展开分析，发现带钢出炉温度与入锌锅温度波动是导致锌渣与锌灰缺陷加速形成的主要因素，并利用热镀铝锌机组验证了带钢出炉温度与入锌锅温度波动是锌渣与锌灰形成原因的正确性。此外，根据锌锅沉没辊系结构参数，充分考虑沉没辊系、带钢规格、热镀工艺参数及温度影响因素建立了锌鼻子与锌锅温度场模型。在表面缺陷现场验证与温度模型建立的基础上，结合连退冷却炉能力对带钢出炉温度进行优化，有效降低了带钢表面锌渣与锌灰缺陷的改判量。为从工艺角度进一步治理锌渣与锌...     

耐锌蚀固体硅钼共渗层的改性研究

固体硅钼共渗可提高钢铁材料的耐锌液腐蚀性能,但工艺难控,易致渗层不致密。通过利用溶胶-凝胶法在渗层表面涂覆氧化硅涂层,对硅钼共渗层的表面改性进行了研究,分析了渗层改性前后的组织形貌、物相结构、显微硬度、孔隙率以及耐蚀性能。结果表明,经表面改性后,硅钼共渗层渗层厚度大约500μm,硬度较基体升高约54%,渗层物相主要由Mo_5Si_3和Mo_5Si_2构成,且孔隙被氧化硅凝胶封堵至完全致密,在熔锌中既不受浸润也不受腐蚀,达到了优良的耐锌蚀性能。     

热镀铝锌钢板表面横向条纹缺陷原因分析及解决方案

热镀铝锌钢板具有优异的耐腐蚀能力、良好的光热反射能力等,在建筑、家电等行业广泛应用。宝钢生产的热镀铝锌钢板表面存在垂直轧制方向的横向条纹缺陷。横向条纹缺陷是由于锌锅内稳定辊位置发生变化,导致带钢通道线位置改变,引起气刀距离变化、镀层厚度变化,宏观呈现条纹。稳定辊的打滑,导致摩擦力矩、摩擦偏角的变化,使稳定辊位置发生变化。铝锌液密度小,使得铝锌锅内的稳定辊处于游离的不稳态,打滑不断重复发生。一定范围内,锌层厚度越厚、带钢规格越厚,横向条纹越明显。通过提高辊面粗糙度、采用空心辊等可以解决横向条纹缺陷问题。     

多弧离子镀铝靶金相分析和研究

采用简便易行的蚀坑法辨别废旧镀膜铝靶的表面织构组分;选用适合浸蚀剂显示铝靶试样的宏观组织;使用电解抛光的方法制备金相试样,观察铝靶试样显微组织.由此推断铝靶在服役期间内部结构发生的变化.结果表明,铝靶在服役中,经历多次再结晶过程.铝靶表面织构组分和一般纯铝再结晶织构组分不太一致.     

电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响

通过电弧喷涂/电火花沉积复合工艺在AZ91D镁合金表面制备了耐蚀性涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学测试和浸泡实验等研究手段,研究了电弧喷涂/电火花沉积复合涂层的结构及耐腐蚀性能,并对涂层腐蚀机制进行了分析。结果表明:经电弧喷涂/电火花沉积复合处理后,E corr=-1.33 V,较基体和喷涂铝涂层试样分别正移约280,40 mV,腐蚀倾向性有所降低;点蚀电位为-0.704 V,较电弧喷涂铝涂层试样提高约60 mV,点蚀敏感性有所降低;电弧喷涂铝涂层试样的钝化电流i pass=4.6×10-3A·cm-2,电弧喷涂/电火花沉积处理试样的ipass=3.2×10-5A·cm-2,经电火花表面改性后,涂层钝化膜自修复能力大幅增强;在3.5%NaCl溶液中,经36 h浸泡试验后,电弧喷涂铝涂层试样表面出现直径达150μm的点蚀坑;而电弧喷涂/电火花沉积复合涂层表面仅出现直径约5~8μm的点蚀坑,涂层发生的主要为亚稳态点蚀。     

稀土在热镀锌中的应用

本文综述了近年来稀土用于热镀锌的国内、外发展概况。研究了添加稀土可使锌的耐蚀性提高1倍;添加微量稀土可改善热镀锌的性能,使热镀合金层和镀层减薄,且增强耐蚀性;锌浴中添加稀土和铝后,会大大增加锌液对热镀槽材料(08F钢)的腐蚀;实验测定了稀土在锌浴中的烧损规律。并对稀土在锌中的应用及其发展进行了探讨。     

高耐蚀锌铝镁镀层研究现状

从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面, 对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析. 根据Al成分含量的不同, 将商用及实验室锌铝镁镀层分为"低铝"、"中铝"和"高铝"锌铝镁三种类型: 不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异, 为了控制镀层厚度, 应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分; 凝固组织也存在差异, "低铝"与"中铝"会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn₂二元共晶组织、Zn/MgZn₂/Al三元共晶组织, "高铝"会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg₂Si相、MgZn₂相, 不产生共晶组织; 发生表面腐蚀时, "低铝"与"中铝"中MgZn₂相先电离, 并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物, 抑制腐蚀; 发生切边腐蚀时, 锌铝镁会出现自修复现象, 在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐, 保护基体.      

熔融锌对热镀锌沉没辊的浸蚀机理及对策

简要综述了热镀锌带钢生产线沉没辊的工作情况及腐蚀机理,对国内外耐液锌腐蚀的材料以及表面防护技术作了较为详细的介绍,指出热喷涂涂层可以有效地减缓锌的腐蚀,并且耐高温无机封孔剂可大大提高热喷涂层耐液锌腐蚀性能,并提出了未来沉没辊耐液锌腐蚀的研究方向。     

热镀锌锌层厚度自适应控制模型的研究与应用

热镀锌线的锌层厚度控制是一个非常关键的问题,由于过程对象存在时变大滞后、非线性、多变量干扰的特性,经常造成镀厚偏差过大且严重不均的现象。在分析锌层厚度与气刀压力、气刀距离和带钢速度关系的基础上,提出自适应前馈控制、平均镀厚反馈和倾斜反馈相结合的控制策略,通过控制气刀压力、气刀与带钢表面距离以及气刀两侧位置,实现了锌层厚度的自动精确控制。生产数据表明,此控制模型能够有效地解决锌层厚度控制中上述难点,不仅能够满足高质量控制精度要求,而且实现了锌层厚度从手动调整向自动控制的实际应用。     

张机试验成功热浸铝硅复合渗镀新工艺

张家口冶金制氧机备件厂在冶金部钢铁研究总院协助下,最近,试验成功了“热浸法铝硅复合渗镀新工艺。经复合渗镀的普碳钢具有抗高温氧化,耐介质腐蚀,特别耐硫化氢、二氧化硫、三氧化硫等介质的腐蚀,其高温抗蚀性能不劣于不锈钢,可在石油、化工、冶金、电力等工业部门推广应用。目前,该厂新产品高效喷流换热器部分不锈钢     

镀锌C-Mn-Al-Mo系双相高强钢盐雾腐蚀行为研究

通过盐雾腐蚀箱试验和扫描电镜研究了不同沉降量、不同盐雾时间对含铝双相高强钢失重速率和腐蚀行为的影响。试验结果表明:在不同的沉降量下,板材的腐蚀速率不同。随着沉降量的增加,钢板失重增加;随着盐雾时间的延长,腐蚀产物覆盖在镀锌板表面,阻碍了纯锌层与腐蚀液的接触,减缓了腐蚀的进行。由于双相钢中Mn元素等容易在表面聚集,造成纯锌层与基板的粘附性变差,在通过36h盐雾腐蚀后,带钢表面产生红锈的面积达到了75%。通过显微组织观察,腐蚀产物的形貌呈雪花状,主要成分是Fe3O4。     

γ预辐照对管流冲刷条件下铍在EDM--1中腐蚀性能的影响

构建管流式冲刷腐蚀实验装置研究γ预辐照对铍在一号电火花加工油（EDM-1）中腐蚀性能的影响,研究铍试样质量变化,进行表面形貌及成分分析.结果表明,铍在EDM-1管流冲刷条件下受冲刷腐蚀和化学腐蚀的共同作用,前者主要受试样表面形态影响,后者主要受γ预辐照剂量、杂质元素、EDM-1中含硫有机物等的影响.辐照前后,试样质量均呈现先减小、后增大、再减小趋势,腐蚀速率基本随辐照剂量的升高而增大.γ预辐照促进了铍试样在EDM-1中点蚀核和蚀孔的产生,腐蚀2880 h后,未接受预辐照试样仅产生较为明显点蚀核,而接受200和100 kGy预辐照试样中的部分点蚀核发展成为蚀孔,前者直径约为后者2倍.点蚀核和蚀孔区域出现Al、Si、Fe、Cr、Ti等杂质元素及S元素,杂质元素为诱导产生点蚀的重要因素,含S有机物发生化学反应分别生成物理吸附和化学吸附于蚀孔内部的SO₂和SO_x,促进蚀孔的形成及扩展.      

Galvalume镀层金属间化合物层的生长及缺陷研究

通过分析热浸镀Galvalume镀层金属间化合物层的生长和缺陷,发现短时间的热浸镀,钢基表面能形成完整的金属间化合物层,形成的金属间化合物层均由铁铝化合物相（Fe2A15、FeAl3）和T5相两层组成。随着浸镀时间的延长,清晰可见Fe2A15、FeAl,和T5三个相层。在长时间的热浸镀过程中,钢基不断被铝锌液侵蚀。在生产过程中,镀层金属间化合物层存在大量的缺陷,将加剧铝锌液对钢基的侵蚀,甚至导致钢基剥落。     

22MnCrNiMo钢疲劳腐蚀性能研究

采用海水挂片试验和腐蚀疲劳试验对R4s(22MnCrNiMo)级钢的耐腐蚀机理和腐蚀疲劳性能进行了研究,腐蚀时间选择为30、60、90 d.结果表明:腐蚀初期,22MnCrNiMo钢的腐蚀机理为点蚀的局部腐蚀,随着时间的增加转变为点蚀的均匀腐蚀.当腐蚀时间到90 d时,试样表面已完全被花状腐蚀产物覆盖,整个腐蚀过程中,...