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按照习惯往往根据镀前处理方法的不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类。
线外退火就是热轧或冷轧钢进入热镀锌作业线之前,首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火,这样,镀锌线就不存在退火工序了。钢材在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮,然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护,从而防止钢材再被氧化。湿法热镀锌,钢材表面的溶剂不经烘干(即表面还是湿的)就进入起表面覆盖有熔融态溶剂的锌液进行热镀锌。
此方法的缺点是:只能在无铅状态下镀锌,镀层的合金层很厚且粘附性很坏;生成的锌渣都积存在锌液和铅液的界面处而不能沉积锅底(因为锌渣的比重大于锌液而小于铅液),这样钢材因穿过锌层污染了表面。因此,湿法热镀锌已基本被淘汰。单支钢材,这种方法一般是采用热轧叠轧板作为原料,首先把经过退火的钢材送入酸洗车间,用硫酸或盐酸钢材表面的氧热镀锌法化铁皮。酸洗之后的钢材立即进入水箱中浸泡等待镀锌,这样可以防止钢材再氧化。后经过酸洗、水清洗、挤干、烘干、进入锌锅(温度一直保持在445—465℃)热镀锌,再进行涂油和铬化处理。这种方法生产的热镀锌板比湿法镀锌成品质量有显著提高,只对小规模生产有一定价值。
惠林法热,该连续镀锌生产线包括碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲洗、涂溶剂、烘干等一系列前处理工序,而且原板进入镀锌线镀锌前还需要进行罩式炉退火。这种方法生产工艺复杂,生产成本高,更为主要的是此方法生产的产品常常带有溶剂缺陷,影响镀层的耐蚀性。并且锌锅中的AL常常和钢材表面的溶剂发生作用生成三氯化铝而耗掉,镀层的粘附性变坏。因而此方法虽然已问世近三十年,但在热镀锌行业中并未得到发展。
线内退火就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板,在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括:森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法(同日本川崎法)、赛拉斯法、莎伦法。森吉米尔法,它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来,其线内退火主要包括氧化炉,还原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火焰直接加热到450度左右,把带钢表面残存的轧制油烧掉,净化表面。后再把带钢加热到700-800度完成再结晶退火,经冷却段控制进锌锅前温度在480度左右,后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌,因此,森吉米尔法产量高、镀锌质量较好,此法曾得到广泛应用。
美钢联法,它是森吉米尔法的一个变种,它仅仅是利用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用,其余工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后,首先进行电解脱脂,而后水洗、烘干,再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火,后在密封情况下进入锌锅热镀锌。这种方法因带钢不经过氧化炉加热,所以表面的氧化膜较薄,可适当降低还原炉中保护气体的氢含量。这样,对炉和降低生产成本有利。但是,由于带钢得不到预加热就进入还原炉中,这样无疑提高了还原炉的热负荷,影响炉子的寿命。因此这种方法并未得广泛应用。
赛拉斯法,又称火焰直接加热法;首先带钢经碱洗脱脂,而后用盐酸表面的氧化皮,并经水洗、烘干后再进入由煤气火焰直接加热的立式线内退火炉,通过严格控制炉内煤气和空气的焰烧比例,使之在煤气过剩和氧气不足的情况下进行不完全焰烧,从而使炉内造成还原气氛。使其快速加热达到再结晶温度并在低氢保护气氛下冷却带钢,后在密闭情况下浸入锌液,进行热镀锌。该法设备紧凑,投资费用低,产量高(高可达50/小时)。但生产工艺复杂,特别是在机组停止运转时,为了避免烧断带钢,需要采用炉子横移离开钢带的方法,这样操作问题很多,所以,热镀锌工业采用此法很少。
特点:具有较厚的致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上,它可以避免钢铁基体与任何的腐蚀溶液的接触,保护钢基体免受腐蚀。
在相同的高度下,轻型槽钢比普通槽钢的腿窄、腰薄、重量轻。18 -40 号为大型槽钢,5 -16 号槽钢为中型槽钢。进口槽钢标明实际规格尺寸及相关标准。槽钢的进出口定货一般是在确定相应的碳结钢(或低合金钢)钢号后,以使用中所要求的规格为主。除了规格号以外,槽钢没有特定的成分和性能系列。槽钢的交货长度分定尺、倍尺二种,并在相应的标准中规定允差值。国产槽钢的长度选择范围根据规格号不同分为5 -12m 、5 -19m 、6 -19m 三种。进口槽钢的长度选择范围一般为6 -15m 。
问题分析,某钢厂中400mm机组是以生产中号角钢和槽钢为主的型材机组,年产量65万吨,其中槽钢产品规格为638~1208,产量约占总产量的25%。成品槽钢的分段作业采用1台400t冷剪机进行。槽钢剪切质量对后续工艺,特别是焊接质量影响较大,若剪切断口处存在塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷,则会使槽钢对接时存在较大缝隙,影响焊接质量,特别是强度指标,从而造成较大的隐患。
安钢垂400mm机组随生产节奏和产量的提高,上述剪切缺陷越来越突出,剪切质量内控达标率仅为94.2%。而且剪刃的使用寿命越来越短,平均每班更换一次,造成生产成本和职工劳动强度增加。针对这些问题,从工艺、技术和操作上进行了认真分析,并提出了相应改进措施,取得了较好效果。工艺原因,该机组的设计能力为20万t/a,但产量达到了60万t/a,冷床区生产能力不足的问题很突出,与生产角钢相比,槽钢的冷却速度较慢,从而造成剪切时槽钢温度较高,极易出现塌肩、毛刺、撕裂等缺陷,并且对剪刃寿命的影响较大。
剪刃设计原因,槽钢剪刃设计的基本依据是槽钢成品孔型形状,如图1所示(以100#槽钢为例)。这种设计在剪切过程中易出现以下问题:一是槽钢两肩部与其他部分相比,相对较厚,所需剪切力也较大,剪刃磨损较快,剪刃使用一段时间后。这一部分相对磨损量大,致使肩部间隙较大,易出现塌肩现象;二是槽钢两腿与腰部处相比,由于剪切角度的影响,当剪刃磨损后,在剪切两腿时,剪切量变小,腿部剪切由通常的剪断变成了撕断,槽钢腿端面极易出现毛刺;三是上、下剪刃腿部斜度与槽钢成品孔型基本一致,这样在剪切时腿部基本同时受力,剪切力较大,剪刃磨损较快,一方面腿端剪切压痕严重,另一方面剪刃老化后,极易出现槽钢剪切部分撕裂、毛刺较多的现象。后两点是影响槽钢剪切质量的主要原因。
针对冷床冷却速度慢的问题,在冷床区增加了水雾风机来提高冷床区的冷却速度,又在剪机前一个倍尺处增加了一组水雾喷头,降低槽钢剪切部分的温度,从而避免了因钢温高而造成的剪切缺陷。针对槽钢剪刃设计存在的问题,结合生产实际情况,将剪刃设计为图2所示的形状(以100#槽钢为例)。上剪刃宽度由100mm改为99mm,减少上剪刃在左右方向的间隙,改善槽钢两角部的剪切质量;下剪刃两角部圆弧尺寸由R8mm改为R7mm。
提高两角部的剪切重叠量,
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