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杨文清
(新疆八一钢铁股份有限公司)
硅片切割摘 要: 介绍了带钢连续热镀锌生产线退火炉、锌锅、气刀等核心设备的技术特点及将来的发展趋势。 关键词: 带钢；热镀锌；退火炉；锌锅
1 前言
从1931年世界上第一条带钢连续镀锌生产线的建成，热镀锌工艺得到了不断的发展，形成了如森吉米尔法、美钢联法等多种工艺形式，镀锌设备技术的不断更新也促进了镀锌工艺的快速发展，特别是其核心设备的新技术在镀锌生产线的运用，使热镀锌板的质量及热镀锌生产能力有了极大提高，镀锌板在各行业的运用越来越广泛。
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2 带钢热镀锌工艺简介
热镀锌板的生产工艺主要包括：原板准备—镀前处理—热浸镀—镀后处理—成品检验。
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根据镀前处理的方法不同，热镀锌工艺分为线外退火和线内退火。线外退火，就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌生产线之前，首先在罩式退火炉或其他退火炉中进行再结晶退火，镀锌线内不设退火工艺，由于此工艺生产工艺复杂，生产成本高，镀层粘附性差等缺陷，问世近50年，未得到发展，已逐步被淘汰；线内退火，就是用未经退火的冷硬卷或热轧卷作为原板，在热镀锌作业线内进行气体保护在结晶退火，此类型的工艺方法有多种形式，主要有森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法、赛拉斯法等，目前在世界镀锌行业中，运用最多、工艺发展最成熟的主要为改良森吉米尔法和美钢联法。改良森吉米尔法和美钢联法这两种的工艺的主要区别是带钢在线热处理前的脱脂方式，前者采用NO F炉火焰燃烧清洗带钢表面，而后者采用碱液电解脱脂清洗带钢表面，其他工序基本相同。 3 带钢热镀锌线设备配置
为满足工艺流程，一般热镀锌设备配置包括原料准备设备，如开卷机、焊机等；前处理设备，如化学清洗、电解清洗设备；退火炉；热浸镀设备，如沉没辊装置、锌锅、气刀等；镀后处理设备。如光整机、拉矫机、涂油机、卷取机等；另外包括张力辊、转向辊、活套等辅助设备。
从工艺特性来看，退火炉及热浸镀设备是决定热镀锌产品的质量的最核心设备。所谓热镀锌板的产品质量，集中地表现在钢基性能、镀层性能和表面状态等三个方面。就其影响因素，连续退火炉决定钢基性能，热浸镀设备(含锌锅、沉没辊及气刀等)决定表面状态，热浸镀设备和退火炉共同决定镀锌层性能。因此，带钢热镀锌线影响产品质量的核心设备主要是退火炉、锌锅、气刀、沉没辊及稳定辊。
4 核心设备技术特点
4.1 退火炉
热镀锌线退火炉形式多样，有立式(塔失)炉、卧式炉、立卧混合炉，改良森吉米尔法与美钢联法两种工艺主要区别在炉子上，按工艺作用可分为改良森吉米尔法退火炉、美钢联退火炉。
退火炉主要有两个作用：一是使带钢再结晶退火；二是使带钢具有一个清洁的无氧化物的活性表面。其基本工作状态就是使带钢在充满含氢的保护气氛中加热至再结晶温度以上，并保温、均热、冷却，使带钢密封地进入锌锅中进行热镀锌。
各种形式退火炉都有各自的特点，各家公司在设计上也不尽相同。通常，一般退火炉都由预热、加热、均热、冷却、锌锅入口段组成，其中改良森吉米尔法退火炉预热段采用明火直接加热，以达到清洁带钢表面作用。加热段采用辐射管烧嘴，鼓吸式并带有换热器；均热段与加热段为一体，由于辐射管布置结构分割为8～10个独立控制区，可按所需热周期进行
联系人：杨文清，男,35岁，大学，机械工程师，乌鲁木齐(830022)，新疆八一钢铁股份有限公司61
加热、均热，通过热烧控制将它们区分开；冷却段采用保护气体循环喷射冷却，由喷箱、热交换器循环风机、循环风道组成，控制带钢进入锌锅的温度。锌锅入口段伸入锌液液面下，使带钢处于密封环
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4.2 热浸镀设备
热浸镀设备由气刀、沉没辊及稳定辊装置、锌锅组成，完成锌附着过程，形成带钢镀锌层，为整条线的心脏所在，其技术的发展进步对带钢镀锌工艺发展举足轻重。
4.2.1 气刀、沉没辊及稳定辊装置
这部分设备又称锌附着量控制装置，带钢进入锌锅经沉没辊及稳定辊装置又垂直上升，完成锌层浸镀。沉没辊在锌锅内是一个被动的转向辊，完全靠带钢与棍子表面的摩擦力驱动，为了增大摩擦力使辊子不停运转和排除带钢与辊面之间的锌液，辊子表面一般加工有沟槽；稳定辊主要起到制止带钢摆动的作用，目前一般都采用两根稳定辊交错布置在带钢两侧的方法，并有主动和被动两种传动形式。
镀层厚度的控制经历了从手工沾镀法到辊涂法再到吹气法的发展过程,60年代末日本和美国相继推出了应用流体冲击学的原理来控制带钢镀锌层厚度的方法，称为吹气法镀锌，采用一个贯穿整个带钢宽度的缝形喷嘴，喷出连续的象气刀一样的扁平气流，把带钢表面多余的锌刮掉，这就是气刀，它是控制镀层厚度和均匀度的关键部件。
吹气法已在连续带钢镀锌生产线得到广泛应用，气刀结构也在生产实践中不断改进，设计水平不断提高，从最初的简单的喷嘴发展到更符合流体控制的平底式刀唇和四腔式气室等多种结构形式，使气流压力波动小，气流更加均匀，从而对镀层的控制精度日趋提高。
4.2.2 锌锅
锌锅又称锌熔化炉，主要有电加热的铁制锅和感应加热的陶瓷锅，铁制锅用电热器加热，整个炉体用耐火材料绝热，其构造简单，设备费用低，但因其使用寿命仅3～5年，易发生龟裂漏锌造成重大事故，且生产中生成锌渣多，不及时捞渣易影响镀锌板表面质量，所以近年来已逐步被感应加热的陶瓷锅所取代。
促进剂cbs陶瓷锅由锅体和感应体组成，锅体外包钢壳，内部砌筑耐火砖，感应体是陶瓷锅的核心体，主要由铁芯、一次线圈、二次金属溶液槽组成，金属溶液槽由耐火材料(又称捣料)构成，里面充满熔融锌，形成二次回路，当一次线圈通电时，在形成二次回路的锌溶液中即产生感应电流，使槽中的溶液加热，同时一次线圈电流产生磁场，通过磁场作用，使作为二次线圈的锌液按照一定方向发生运动，始终保持循环流动，从而使锅体内的锌液均匀加热。其主要特点是:(1)可以均匀加热全部锌液;(2)温度容易控制;(3)由于锌液循环流动，铁—锌合金不易聚集就被带钢带走，从而减少锌渣数量;(4)炉子寿命长，一般正常使用可达20年左右。
5 发展趋势
目前带钢热镀锌工艺发展趋势为：机组大型化、高速化、多功能化；产品多样化、合金化、多层化，不断开发高强度、高深冲性、优质表面质量的品种；生产过程和工艺各参数全自动化控制，从而使核心设备技术发展呈现以下趋势:
(1)由于美钢联法采用高密度电解脱酯技术可以快速有效地清除表面油污，获得完全清洁的带钢表面，而且改良森吉米尔法退火炉NO F炉火焰直接加热，虽然总体控制炉内燃气过剩无氧化，但炉内局部往往会有氧化，对退火后带材表面有影响，因此美钢联法可获得更优质的带钢表面质量，以全辐射加热退火炉为主要特征的美钢联法逐渐占据了主导地位。
(2)气刀嘴唇形状设计日趋合理，消除高速作业时锌液飞溅，降低锌耗。普遍采用边控装置，克服镀锌边厚缺陷。
(3)气刀采用可调节式整体框架式结构，可靠准确地调节气刀与钢带的间隙和角度，调节气刀与锌锅的距离。
(4)沉没辊、稳定辊的辊轴与轴臂轴套在设计上、选材上更趋合理，可以有效防止辊子卡死。
(5)对气刀计算机自动控制系统精度的要求提高，通过在线锌层测厚仪及计算机系统，根据机组速度及
板形实现刀唇间隙等气刀参数的自动调整，保证镀层的平整度和均匀性。
(6)铁锌锅已完全被陶瓷锌锅取代，并有配备可移动或提升更换的双锌锅趋势，以达到一机多用的功能。
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