彩涂鋼板的工藝

普通彩涂基板的生產(chǎn)1前言彩色涂層板在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中應(yīng)用比較廣泛，其生產(chǎn)過程主要是在冷軋薄板表面涂敷上彩色涂料以改善其表面質(zhì)量和抗腐蝕能力。彩色涂層鋼板的質(zhì)量主要反映在涂層性能上，涂層的性能又分為力學(xué)性能、物理性能和抗腐蝕性能。對于普通彩基板，在保證涂層性能條件下，可適當(dāng)降低鋅層重量以節(jié)約成本。本文介紹了鄂鋼冷軋薄板廠彩色涂層鋼板基板用鍍鋅鋼板的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制。2基板產(chǎn)品技術(shù)要求2.1基板表面質(zhì)量要求影響彩涂工藝的鍍鋅板的表面缺陷主要有漏鍍和鋅花結(jié)構(gòu)，其他缺陷還有鋅粒、鋅疤、折疊、裂紋、水印等。2.2.1漏鍍鍍鋅板出現(xiàn)漏鍍的地方，涂層以后該位置同樣會出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象。另一種漏鍍的現(xiàn)象是漏鋼，起因是熱鍍鋅的基材于由某種原因生了很厚的黃銹，這種氧化皮在還原爐種又得不到充分還原，也會出現(xiàn)漏鍍情況，漏鍍的地方呈粗糙的針孔黑點(diǎn)。于由漏鍍會使彩涂過程也出現(xiàn)漏涂情況，所以作為彩涂基板的鍍鋅板不允許有漏鍍?nèi)毕荨?.1.2鋅花結(jié)構(gòu)鋅花結(jié)構(gòu)是指鍍鋅板表面鋅花的大小、鋅花的波動(dòng)程度和鋅層的厚度。鋅花結(jié)構(gòu)好的鍍鋅板彩涂后的產(chǎn)品表面質(zhì)量更高，更適合特殊用途。有些后加工產(chǎn)品對鍍鋅板的表面質(zhì)量要求更高，需要在小鋅花的基礎(chǔ)上再進(jìn)行光整處理，經(jīng)光整后完全消除了鋅花，這種稱為光整鋅花的基材，平整度非常高，涂層后的產(chǎn)品用途范圍更加廣闊。鄂鋼公司冷軋薄板廠在鍍鋅機(jī)組配置了光整裝置，生產(chǎn)的經(jīng)光整后的無鋅花鍍鋅板，更加適合彩涂工藝。各型號的鍍鋅板鋅層重量應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1鋅層重量三點(diǎn)最低值鍍層符號三點(diǎn)平均值（雙面），≥雙面單面001100100853420020017068鋅275275235943503553001204504503851546006005102042.2基板外形尺寸要求生產(chǎn)彩色涂層板的基材板型對涂敷質(zhì)量至關(guān)重要，影響涂層表面質(zhì)量的板型缺陷主要有：浪邊、瓢曲和鐮刀彎。浪邊和瓢曲浪邊是指金屬帶材沿長度方向出現(xiàn)高低起伏的波浪形彎曲，使表面失去平直性。瓢曲是指在鋼板或鋼帶長度及寬度方向同時(shí)出現(xiàn)高低起伏波浪，稱為“瓢形”的現(xiàn)象。有浪邊和瓢曲缺陷的基材在彩涂生產(chǎn)線2.2.1上會出現(xiàn)邊部漏涂現(xiàn)象，漏涂的形式因浪邊和瓢曲的峰值和谷值呈間斷性或連續(xù)性，大大影響涂層的表面-1-質(zhì)量。特別是對于纏繞式輥涂機(jī)組，由于帶鋼正面涂層時(shí)有支撐輥支撐，正面較少出現(xiàn)漏涂，但是涂背面時(shí)，由于正面已涂上涂料，不可能用輥?zhàn)油聣鹤т?，因此容易出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象，波浪度越大的浪邊漏涂就顯得越嚴(yán)重。浪邊和瓢曲不僅影響彩色涂層板的涂層質(zhì)量，還因?yàn)槠涫雇糠筝伕魈幨軌毫Σ痪鶆?，對涂敷輥帶來一定的危害，影響涂敷輥的壽命，加大產(chǎn)品的成本。2.2.2鐮刀彎鐮刀彎又叫側(cè)面彎，是指金屬板、帶沿長度方向的彎曲，一面呈凹入曲線，另一相對面呈凸出曲線，以凹入高度（mm）表示。鐮刀彎嚴(yán)重的板材作基材時(shí)，在生產(chǎn)線高速運(yùn)時(shí)行容易出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象，影響帶鋼對中和導(dǎo)向。同時(shí)由于帶鋼的經(jīng)常左右偏移，在涂敷過程中容易刮傷涂敷輥的輥面，使正面涂層出現(xiàn)條狀的刮痕紋。在定點(diǎn)對定點(diǎn)涂敷方式時(shí)，還會出現(xiàn)混色現(xiàn)象，影響了涂層的外觀質(zhì)量。板形還有沿長度方向扭曲、沿寬度方向扭曲、中間浪彎和中間厚邊部薄等多種缺陷，這些都會影響彩涂的板面質(zhì)量效果和物理性能的檢測。作為彩色涂層鋼板基材熱鍍鋅帶鋼寬度允許偏差見表2，鐮刀彎最大值見表3，基材表面不平度見表4。表2基材寬度允許偏差公稱寬度的正允許偏差/mm帶鋼品種公稱寬度/mm高級精度普通精度900～<120021200～150036熱鍍鋅帶鋼6表3基材鐮刀彎最大值帶鋼品種公稱寬度/mm測量長度/mm鐮刀彎最大值/mm熱鍍鋅帶鋼900～155025005900～≤120025003冷軋帶鋼1200～155025004表4基材表面不平度下列厚度下的允許不平度/mm公稱寬度高級精度≥0.70～＜1.20≥1.20普通精度≥0.70～＜1.20≥1.20/mm＞＞0.700.70≤120054573461215191012178＞1200～610151500＞150082.3基板性能要求基材的工藝力學(xué)性能檢驗(yàn)按其不同的基材種類和加工性能，主要有拉力試驗(yàn)、冷彎試驗(yàn)、鋅層彎曲試幾種。熱鍍鋅鋼板力學(xué)和工藝性能應(yīng)符合表5、表6、表7的規(guī)定。驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、鋅層重量和硬度試驗(yàn)等表5力學(xué)和工藝性能鋅層180彎曲試驗(yàn)，d抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長率180彎曲試驗(yàn)，為彎心直徑，aRm/MPaRel/MPaA/%d為彎心直徑，鋼基加工性能鋅層符號-2-為試樣厚度a為試樣厚度d=a001、90、100、120、d=a180、200、PTJY275、350450、600d=2a001、90、100、120、180、200、275、350d=0270～500100、d=0270～380d=a001、SCCS≥30200、275001、100、200、275d=0270～380≥30001、90、100、120、d=0180、200、JG≥370≥240≥18275、350450、600d=2a注：1.鋅層彎曲，距試樣邊部5mm外不允許出現(xiàn)鋅層脫落，但允許表面出現(xiàn)不漏鋼基的裂紋。2.鋼基冷彎，試樣彎曲處不允許出現(xiàn)裂紋和分層。3.拉力試驗(yàn)，試樣標(biāo)距L為80mm，寬度b為20mm。004.JG鍍鋅鋼板和鋼帶的抗拉強(qiáng)度僅供參考。表6SC和CS類鍍鋅鋼板及鋼帶的杯突沖壓深度公稱加工性能公稱加工性能加工性能公稱厚厚度厚度SCCS度/mmSCCS/mmSCCS/mm0.57.48.11.19.29.81.710.110.70.67.88.51.29.410.01.810.310.90.78.18.81.39.610.11.910.411.00.88.49.11.49.710.32.010.511.10.98.79.31.59.910.51.08.19.61.610.010.6表7杯突試驗(yàn)杯突試驗(yàn)沖壓深度/mm，杯突試驗(yàn)沖壓深度/mm，≥≥公稱厚度/mm公稱厚度/mm加工性能加工性能SCCSSCCS0.57.48.10.88.49.10.67.88.50.98.79.3-3-0.78.18.81.09.09.61.19.29.81.610.010.61.710.110.71.29.410.01.39.610.11.810.310.91.49.710.31.910.411.01.59.910.52.010.511.1說明：GB2518—2004已用n、r值取代杯突試驗(yàn)，此處數(shù)據(jù)供參考。3彩涂產(chǎn)品工藝及設(shè)備3.1彩涂板生產(chǎn)典型工藝流程入口鋼卷小車上卷→開卷機(jī)→入口雙切剪→縫合機(jī)→1#張力輥→1#糾偏輥→入口立式活套→2#糾偏輥→2#張力輥→1#堿洗裝置→刷洗裝置→2#堿洗裝置→1#熱水漂洗裝置→2#熱水漂洗裝置→1#熱風(fēng)干燥裝置→立式化涂機(jī)→立式化涂爐→3#張力輥→3#糾偏輥→初涂機(jī)→初涂固化爐→1#糾偏型霧化水冷裝置→2#熱風(fēng)干燥器→4#張力輥→4#糾偏輥→1#精涂機(jī)→2#精涂機(jī)→精涂固化爐→2#糾偏型霧化水冷裝置→3#熱風(fēng)干燥器→5#張力輥→5#糾偏輥→出口立式活套→6#糾偏輥→6#張力輥→出口剪→卷取機(jī)→卸卷小車→打捆→稱重→檢驗(yàn)、入庫3.2彩色涂層鋼板生產(chǎn)設(shè)備3.2.1入口段設(shè)備：鋼卷小車、開卷機(jī)、夾送輥、剪切機(jī)、縫合機(jī)、去毛刺機(jī)、張力輥、預(yù)清洗槽、入口活套。3.2.2涂敷段設(shè)備二次堿洗槽、預(yù)涂機(jī)、烘干爐、初涂機(jī)、精涂機(jī)、固化爐、覆膜/印花機(jī)、冷卻系統(tǒng)。3.2.3出口段設(shè)備：出口剪、卷取機(jī)、卸卷小車、打捆機(jī)、成品磅。4彩涂基板鍍鋅工藝鍍鋅生產(chǎn)主要工藝流程如下：上卷→開卷→切頭尾→焊接→脫脂（堿噴淋+堿刷洗+電解清洗+水刷洗+水清洗）→熱風(fēng)干燥→入口活套→退火還原→熱鍍鋅→空氣冷卻→水淬冷卻→熱風(fēng)干燥→光整→熱風(fēng)干燥→拉矯→鈍化→耐指紋→烘干→出口活套→涂油→分切→卷取→卸卷、取樣→稱重→包裝。4.1表面清洗清洗段分為堿溶液噴淋清洗、堿溶液刷洗、電解清洗、水刷洗、水清洗，主要是清除帶鋼表面殘留的油脂性物質(zhì)。4.1.1噴淋段帶鋼浸入化學(xué)脫脂液之前，首先采用壓力為0.4MPa～0.7MPa的脫脂液噴射帶鋼，以便擊碎污染物硬殼。脫脂液使用強(qiáng)堿性，不含硅酸鹽的高效低泡脫脂粉，在中溫下快速脫除帶鋼表面的礦物油、動(dòng)植物油及其他油脂。脫脂液濃度為1%～3%，即每立方米軟水中加入10㎏～30kg脫脂粉并攪拌均勻。脫脂溫度為50℃～90℃。4.1.2堿刷洗段此段利用尼龍刷輥刷洗帶鋼表面，尼龍刷輥必須逆著帶鋼運(yùn)行方向以不低于1200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)。刷輥距帶鋼表面壓下量為20mm。4.1.3電解脫脂段電解脫脂采用電流密度為20A/dm的電流，脫脂液溫度50℃～90℃，脫脂時(shí)間3秒～12秒；脫脂液濃2度變化應(yīng)小于2～5個(gè)堿點(diǎn)，每立方米槽液補(bǔ)加脫脂劑0.4kg～0.6㎏時(shí)，游離堿點(diǎn)可上升1～3點(diǎn)。當(dāng)槽液中油脂含量大于5g/m3時(shí)，堿點(diǎn)應(yīng)處于最低值，此時(shí)槽液報(bào)廢更新。-4-4.1.4清水刷洗和清洗段采用三對刷輥邊噴邊刷，水溫65℃～80℃，噴水壓力0.5MPa～0.7Mpa。兩級熱水漂洗，應(yīng)不間斷向末級槽中補(bǔ)充凈水，補(bǔ)充量為1t/h，再向初級漂洗槽溢流。水刷洗槽用水來自初漂洗槽。4.2連續(xù)退火帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)中的退火爐，實(shí)際上和一般直通式連續(xù)退火爐相似。它由預(yù)熱爐、還原爐、冷卻段三個(gè)基本部分組成。熱鍍鋅原板經(jīng)過退火爐要達(dá)到兩個(gè)目的。第一，帶鋼在退火爐內(nèi)要加熱到一定溫度。首先在預(yù)熱爐中把帶鋼預(yù)熱到再結(jié)晶溫度，然后在還原爐中把帶鋼加熱到再結(jié)晶溫度以上并保溫、均熱，然后帶鋼在冷卻段被冷卻到入鋅鍋溫度。第二，要使帶鋼具有以個(gè)清潔的無氧化物存在的活性表面，并且使帶鋼密封地進(jìn)入鋅鍋中進(jìn)行鍍鋅。4.3鍍鋅帶鋼經(jīng)連續(xù)退火爐出來后進(jìn)入鋅鍋，經(jīng)鋅鍋內(nèi)浸沒輥后通過氣刀吹刮帶鋼表面鋅液，形成鍍鋅層，然后經(jīng)過后續(xù)干燥和冷卻。4.3.1鋅層重量(厚度)控制影響鋅層重量有自然帶鋅量和刮鋅量兩個(gè)方面的因素：（1）影響自然帶鋅量的因素：主要是帶鋼的速度，一般性因素有鋅液的含鐵量（2）影響刮鋅量的因素：主要有氣刀氣體的壓力、氣刀與帶鋼的距離、氣刀縫隙的寬度、氣刀距液面的距離、氣刀的角度等；一般性因素有帶鋼的板型、鋼帶的張力、生產(chǎn)線的速度等。一般情況下，鋼帶的速度越快，鍍鋅量越大。這時(shí)因?yàn)樯a(chǎn)線速度越快，泵升作用越強(qiáng)，帶出的鋅液越多；同時(shí)氣流對鋅液作用的時(shí)間越短，刮去的鋅越少，這兩方面的因素就使鍍鋅量增加。4.3.2氣刀控制氣刀系統(tǒng)是靠壓縮后的氣體通過氣刀縫隙之后，能形成想刀一樣的氣流，對帶鋼表面從鋅鍋帶出的鋅液有“劈”和“刮”的作用，可以使其剝離開來，流回鋅鍋，從而將多余的鋅液除去，較準(zhǔn)確的控制鍍鋅量。氣刀控制鍍鋅量原理見下圖。圖1氣刀控制鋅層重量原理圖（1）氣刀氣體角度對鋅層厚度的影響：氣刀兩側(cè)的吹氣方向不應(yīng)都垂直于板面，而應(yīng)該相差1～2°。如果氣刀的角度都垂直板面，則兩股氣流的交匯線正好在帶鋼平面上的邊緣處，超出鋼帶寬度的氣流產(chǎn)生的漩渦會干（）氣刀氣體壓力對鍍鋅量的影響：氣刀壓力同時(shí)影響刀氣流的速度和質(zhì)量兩個(gè)方面，使決定鋅層質(zhì)量的最主要因素。如果氣刀的縫隙固定，氣刀內(nèi)氣體的壓力越大，氣流速度則越快，噴到鋼帶表面的氣擾邊部的正常刮鋅，從而可能產(chǎn)生邊部過鍍鋅缺陷。體的質(zhì)量越大，所以刮鋅力越強(qiáng)，鋅層重量越小。（）氣刀與帶鋼的距離對鍍鋅量的影響：試驗(yàn)得出隨著氣刀與帶鋼距離的增加，鍍鋅量使增加的。-5-實(shí)際生產(chǎn)中，氣刀與帶鋼的距離一般為5～30mm。（4）氣刀距鋅液的高度對鍍鋅量的影響：在帶鋼的鋅液未凝固時(shí)，氣刀距離鋅液的高度越大，則帶鋼表面的鋅液由于重力流回鋅鍋的數(shù)量就越多，在其他條件不變時(shí)，鍍鋅量越小。氣刀系統(tǒng)氣刀本體、氣刀升降裝置、氣刀專用風(fēng)機(jī)等組成，安裝在鋅鍋液面上方、帶鋼通過線的兩側(cè)。圖2氣刀結(jié)構(gòu)原理圖4.4表面處理（鈍化）表面處理即向鍍鋅帶鋼表面均勻噴涂鉻酸鹽溶液，防止鍍鋅表面產(chǎn)生白銹，提高其耐腐蝕性能。鍍鋅鈍化產(chǎn)品不涂油，涂油產(chǎn)