刘红艳孙洪利管连生范佳
(河北钢铁集团邯钢公司，邯郸 056015)
摘要通过前期大量的基础研究和现场生产跟踪，对产生黑白斑缺陷的电镀锌板进行体式显微镜分析、共聚焦显微镜三维高度检测分析、扫描电镜检测等手段，确定黑斑位置为缺陷部位。同时对局部工艺进行调整，包括事故停车时对过渡带镀锌2g/m2，保证H2SO4与带钢基体不发生反应，降低Fe2+浓度，同时停止镀液循环泵增加镀液的稳定性；更换具有足够的耐酸性能、表面质量好、挤干效果更好的挤干辊。改进新工艺提高了镀液的稳定性、减少了镀液残留问题、带钢出镀槽后清洗较干净，大宗黑斑缺陷得到了很好的控制。 关键词电镀锌黑斑缺陷扫描电镜
The Analyse and Control of Electricity Galvanization Bears Refers to the Plate Black Spot Flaw
Liu Hongyan Sun Hongli Guan Liansheng Fan Jia
(Hebei Steel and Iron Group Handan Iron and Steel Group Co., Ltd. Corporation, Handan, 056015)
Abstract Through earlier period massive basic research and scene production track, the pair process black floccosoids flaw's galvanization zinc plate carries on the writing style microscopic analysis, altogether to focus the microscope three dimensional to examine the analysis, methods and so on scanning electron microscope examination examination highly, definite black spot position for flaw spot. Meanwhile makes the adjustment to the partial craft, including accident parking when galvanizes 2g/m2 to the intermediate belt, guaranteed that H2SO4 and the hoop substrate does not have the response, reduces the Fe2+ density, simultaneously stops plating the fluid circulating pump to increase plates the fluid the stability; The replacement has the enough acid resistance, the surface quality good, to push does an effect better wringing roller. After improving the new craft to enhance has plated the fluid the stability, to reduce has plated the fluid residual question, the hoop left plate the trough, cleans cleanly, the large amount black spot flaw was under the very good control.
Key words electricity galvanization, black spot flaw, scanning electron microscope
1 引言
2009年8月28日邯钢冷轧厂电镀锌生产线建成投产，2009年该生产线已顺利生产厚度为0.8mm、1.0m
m、1.2mm，宽度均为1250mm的电镀锌板54.8t，2010年1月份至今生产了耐指纹板、磷化板、钝化板等产品。自从投产以来，电镀锌产品的锌层质量、性能、盐雾试验等均符合国家标准以及用户标准，但是电镀锌产品表面质量较差，出现了水印（轻微时叫差）、丝状斑、氧化边、黑白斑（即目前焦点问题）等较为严重的缺陷。
刘红艳，女，硕士，工程师，材料加工新工艺，liuhongyan_1206@163
电镀锌耐指纹板黑斑缺陷分析与控制
电镀锌板表面缺陷中，以黑白斑缺陷最为严重。黑白斑缺陷中黑、白何为缺陷何为基板，缺陷是什么物质，产生机理等一系列问题一直困扰着广大工程技术人员。同时，黑白斑缺陷影响了现场的正常生产秩序，降低了生产效率，严重影响邯钢电镀锌产品的升级换代。所以解决黑白斑缺陷迫在眉睫。
2 检测方案及结果分析
2.1取样方案
煤矿井下定位设备在表面出现大量黑白斑点缺陷的镀锌板是电镀锌车间生产量最大的低碳钢SECC，工序为经热轧、冷轧、罩式炉退火、电镀锌、耐指纹处理等工艺，缺陷直接导致降级或改判。由于黑白斑点缺陷对冷轧
厂造成了重大的经济损失，同时也严重影响了邯钢的产品形象，迫切要求相关人员立即行动起来解决黑白斑缺陷。
全自动电脑针织机相关技术人员通过对生产现场的长期跟踪，根据不同生产阶段的特点，结合生产数据，制定了在不同位置出现黑白斑缺陷处取典型试样方案，具体如下：
(1) 电镀锌后、耐指纹前取样，主要检测表面黑、白斑点是何种物质，其组成为何种成分，电镜分析成分。
铆压机(2) 在耐指纹工序后取样，部分试样局部用橡皮擦拭，可以去掉耐指纹膜及斑点；部分试样表面有线条状缺陷。
2.2检测方案
针对电镀锌生产线镀锌后工序出现的黑白斑点缺陷，通过相关分析检测，确定黑斑、白斑出黑白斑点为何物质，寻求产生原因，提出改进方案。
首先，对所取的试样黑斑、白斑部位进行体式显微镜分析，检测结果认为缺陷属于流体特征，跟液体有关，并非锌层结构问题。
同时，利用共聚焦显微镜分别对黑斑、白斑缺陷进行三维高度检测，对比其粗糙度的差别，结果显示黑斑、白斑的粗糙度数据并无规律性可言。
最后，对多组黑白斑点缺陷的电镀锌板进行扫描电镜检测，结果显示：白部分未见其他杂质元素出现，而黑斑点部分有O2-、Fe2+、Cl-等离子出现。由此确定黑斑点区域为缺陷部位，而白部分为正常区域(解决了现场一直不能确定的黑斑、白斑何为正常区域的问题)。黑斑点区域面扫描能谱分析图如图1所示，黑斑点区域点扫描能谱分析图如图2所示。
(a) (b) (c)
图1 黑斑点区域面扫描能谱分析
第八届（2011）中国钢铁年会论文集
(a) (b) (c)
图2 黑斑点区域点扫描能谱分析
2.3结果分析
通过对电镀锌生产线每次生产情况的跟踪，发现每次事故停车或者检修后一段时间，再次开车生产时，电镀锌产品表面黑斑缺陷相对较严重一些，同时，结合检测结果，电镀锌表面出现的黑斑点，能谱图分析可以看出，含量最大的是O2-，其次是Fe2+。含O2-说明锌层出镀槽后与空气接触被氧化，含Fe2+说明带钢板面镀液有残留，因为镀液中含有Fe2+，Fe2+存在说明带钢出镀槽后清洗不干净或者挤干效果不好，导致镀液残留。
把震动开关开到最大
3 技术方案及实施效果
在电镀锌生产过程中，镀液、各类辊作为与带钢直接接触的工具，镀液、辊子的状况直接影响着电镀锌产品的表面质量情况[1]。因此，为了解决电镀锌产品表面黑斑缺陷，就必须解决镀液问题、挤干辊表面质量控制问题。
3.1对镀液稳定性的控制工艺
通过扫描电镜图片分析可知，黑斑的产生与镀液中过多Fe2+残留有关，所以控制镀液的稳定性十分关键。针对镀液稳定性的问题，对现场生产工艺做出了如下改进：
(1)针对现场事故停车较频繁的现象，以前跑过渡带时现场不对过渡带镀锌，镀液中无电流，溶液中H2
SO4直接与基板反应，反应式为：
Fe+ H2SO4→FeSO4+ H2↑
这样就容易使溶液中Fe2+增加，导致镀液不稳定。改进的工艺是对于现场事故停车，对过渡带镀锌2g/m2，此时保证镀液中有电流，H2SO4与带钢基体几乎不反应，使镀液中的Fe2+浓度大大降低，保证了事故停车时镀液的稳定性不至于有较大的波动。
胎压监测装置(2)在出现事故停车或者检修时，停止镀液循环泵，以此来增加镀液的稳定性。
3.2对挤干辊的改进方案
原有挤干辊：使用的是河北某公司的挤干辊，使用过程中发现其耐酸性较差，挤干辊挤干效果差。
更换后挤干辊：在不改变挤干辊材质的前提下，成本与原有挤干辊相当的前提下，我们对挤干辊性能提出要求：挤干辊要有足够的耐酸性能，表面质量均匀无凸凹，挤干效果更好。南京金三丽公司根据要求，提供了一批新型挤干辊。很好地解决了镀液残留问题。
等电位端子箱
3.3实施效果
采用新工艺、新型挤干辊对冷轧厂电镀锌生产线进行精准控制，提高了镀液的稳定性、带钢出镀槽后清洗较干净、挤干效果较好，降低了镀液O2-、Fe2+残留，提高了挤干辊的挤干效果。大大减少了电镀锌产品
电镀锌耐指纹板黑斑缺陷分析与控制
的黑斑缺陷，提高了电镀锌产品质量等级、劳动生产率，为邯钢品质增效做出了贡献。
原有工艺电镀锌板表面黑、白斑点缺陷宏观照片如图3所示，改进工艺后电镀锌表面宏观图片如图4所示。
图3 原有工艺电镀锌板表面黑、白斑点缺陷宏观照片
图4 改进工艺后电镀锌表面质量宏观图片
3.4经济效益
(1) 按照新工艺技术生产的电镀锌产品，平均每月降低黑斑缺陷约250t左右，由一级品降为二级品每月平均150t，每吨损失200元；降为三级品平均每月100t，每吨损失300元；降为四级品每吨损失500元，每月平均减少降级损失为：150t×200元+100t×300元=60000元。年创效60000×12=72万元/年。
(2) 节约镀液、降低镀液维护费每月12000元，年降低镀液成本12000元×12月=14.4万元/年。
(3) 减少了设备维护费用9000元/月，年降低成本9000元×12月=10.8万元/年。
(4) 通过黑斑点表面质量攻关提升了电镀锌生产线整体工艺技术水平，保证了交货周期为品种钢开发拓展空间。按照电镀锌生产线现产能12万吨/年，年增加品种8%，品种钢吨创效150元计算，年可创社会效益：12万吨×8%×150元=144万元。
四项合计为：72+14.4+10.8+144=241.2万元/年。
4 结语
(1) 通过前期大量的基础工作和现场跟踪，对产生黑白斑缺陷的电镀锌板进行多方面检测，确定黑斑位置为缺陷部位。
(2) 对局部工艺进行调整，包括事故停车时对过渡带镀锌2g/m2，保证H2SO4与带钢基体不反应，降低Fe2+浓度，同时停止镀液循环泵增加镀液的稳定性；更换具有足够的耐酸性能、表面质量好、挤干效果更好的挤干辊。改进新工艺提高了镀液的稳定性、减少了镀液残留问题、带钢出镀槽后清洗较干净，大宗黑斑缺
第八届（2011）中国钢铁年会论文集
陷得到了很好的控制。
(3) 按照新工艺技术生产的电镀锌产品，通过减少降级改判损失，节约镀液、降低镀液维护费，以及品种钢创效等因素，经过核算创效241.2万元/年。
参考文献
[1] Sakai H, Miki K, Nakamoto T, et a1. Development of thin organic composite coated steel sheet with a fingerprint resistance "ZIN
KOB EuA K2-COA T"[J].Kobel Co Technology Review,1991(10):5～8.
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