彩涂鋼板的工藝

-PAGE1-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(guò)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(duì)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(huì)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由于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(huì)出現(xiàn)漏鍍情況，漏鍍的地方呈粗糙的針孔黑點(diǎn)。由于漏鍍會(huì)使彩涂過(guò)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(duì)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(wú)鋅花鍍鋅板，更加適合彩涂工藝。各型號(hào)的鍍鋅板鋅層重量應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1鋅層重量鍍層符號(hào)三點(diǎn)平均值（雙面），≥三點(diǎn)最低值雙面單面鋅001100200275350450600100200275355450600851702353003855103468941201542042.2基板外形尺寸要求生產(chǎn)彩色涂層板的基材板型對(duì)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。2.2.1浪邊和瓢曲浪邊是指金屬帶材沿長(zhǎng)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(zhǎng)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)線上會(huì)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質(zhì)量。特別是對(duì)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痪鶆颍瑢?duì)涂敷輥帶來(lái)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(zhǎng)度方向的彎曲，一面呈凹入曲線，另一相對(duì)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)行時(shí)容易出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象，影響帶鋼對(duì)中和導(dǎo)向。同時(shí)由于帶鋼的經(jīng)常左右偏移，在涂敷過(guò)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(duì)定點(diǎn)涂敷方式時(shí)，還會(huì)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(zhǎng)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(huì)影響彩涂的板面質(zhì)量效果和物理性能的檢測(cè)。作為彩色涂層鋼板基材熱鍍鋅帶鋼寬度允許偏差見(jiàn)表2，鐮刀彎最大值見(jiàn)表3，基材表面不平度見(jiàn)表4。表2基材寬度允許偏差帶鋼品種公稱寬度/mm公稱寬度的正允許偏差/mm高級(jí)精度普通精度熱鍍鋅帶鋼900～<1200261200～150036表3基材鐮刀彎最大值帶鋼品種公稱寬度/mm測(cè)量長(zhǎng)度/mm鐮刀彎最大值/mm熱鍍鋅帶鋼900～155025005冷軋帶鋼900～≤1200250031200～155025004表4基材表面不平度公稱寬度/mm下列厚度下的允許不平度/mm高級(jí)精度普通精度＞0.70≥0.70～＜1.20≥1.20＞0.70≥0.70～＜1.20≥1.20≤120054312108＞1200～1500654151210＞15008761917152.3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)、鋅層彎曲試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、鋅層重量和硬度試驗(yàn)等幾種。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。表5力學(xué)和工藝性能加工性能鋅層鋼基鋅層符號(hào)180彎曲試驗(yàn)，d為彎心直徑，a為試樣厚度抗拉強(qiáng)度Rm/MPa屈服強(qiáng)度Rel/MPa伸長(zhǎng)率A/%180彎曲試驗(yàn)，d為彎心直徑，a為試樣厚度PT001、90、100、120、180、200、275、350d=ad=a450、600d=2aJY001、90、100、120、180、200、275、350d=0270～500d=aSC001、100、200、275d=0270～380≥30CS001、100、200、275d=0270～380≥30JG001、90、100、120、180、200、275、350d=0≥370≥240≥18450、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L0為80mm，寬度b0為20mm。4.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厚度/mm加工性能公稱厚度/mm加工性能公稱厚度/mm加工性能SCCSSCCSSCCS0.57.48.11.19.29.81.710.110.70.67.88.51.29.410.01.810.310.90.78.18.81.39.610.11.910.411.00.88.49.11.49.710.32.010.511.10.98.79.31.59.910.51.08.19.61.610.010.6表7杯突試驗(yàn)公稱厚度/mm杯突試驗(yàn)沖壓深度/mm，≥公稱厚度/mm杯突試驗(yàn)沖壓深度/mm，≥加工性能加工性能SCCSSCCS0.57.48.10.88.49.10.67.88.50.98.79.30.78.18.81.09.09.61.19.29.81.610.010.61.29.410.01.710.110.71.39.610.11.810.310.91.49.710.31.910.411.01.59.910.52.010.511.1說(shuō)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(kāi)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(kù)3.2彩色涂層鋼板生產(chǎn)設(shè)備3.鋼卷小車、開(kāi)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(kāi)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電解脫脂電解脫脂采用電流密度為20A/dm2的電流，脫脂液溫度50℃～90℃，脫脂時(shí)間3秒～12秒；脫脂液濃度變化應(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。4.1.4清水刷洗和清洗采用三對(duì)刷輥邊噴邊刷，水溫65℃～80℃，噴水壓力0.5MPa～0.7Mpa。兩級(jí)熱水漂洗，應(yīng)不間斷向末級(jí)槽中補(bǔ)充凈水，補(bǔ)充量為1t/h，再向初級(jí)漂洗槽溢流。水刷洗槽用水來(lái)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(guò)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(wú)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(lái)后進(jìn)入鋅鍋，經(jīng)鋅鍋內(nèi)浸沒(méi)輥后通過(guò)氣刀吹刮帶鋼表面鋅液，形成鍍鋅層，然后經(jīng)過(guò)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?jī)蓚€(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(duì)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(guò)氣刀縫隙之后，能形成想刀一樣的氣流，對(duì)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(kāi)來(lái)，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(jiàn)下圖。圖1氣刀控制鋅層重量原理圖（1）氣刀氣體角度對(duì)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(huì)干擾邊部的正常刮鋅，從而可能產(chǎn)生邊部過(guò)鍍鋅缺陷。（2）氣刀氣體壓力對(duì)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?jī)蓚€(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，噴到鋼帶表面的氣體的質(zhì)量越大，所以刮鋅力越強(qiáng)，鋅層重量越小。（3）氣刀與帶鋼的距離對(duì)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。實(shí)際生產(chǎn)中，氣刀與帶鋼的距離一般為15～30mm。（4）氣刀距鋅液的高度對(duì)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)由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(guò)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)品不鈍化。鈍化裝置由鈍化槽、兩對(duì)噴淋噴嘴、兩對(duì)擠干輥(一用一備)和循環(huán)系統(tǒng)組成。4.5常見(jiàn)缺陷及原因分析熱鍍鋅鋼板的常見(jiàn)表面缺陷及產(chǎn)生原因見(jiàn)表8。表8熱鍍鋅鋼板常見(jiàn)表面缺陷及產(chǎn)生原因序號(hào)缺陷名稱產(chǎn)生原因1劃傷由機(jī)械設(shè)備在帶鋼表面劃過(guò)造成。2鋅粒當(dāng)鋅鍋底渣過(guò)多，被機(jī)械攪動(dòng)浮起或由于未及時(shí)撇除鋅鍋面渣，伴隨鋅液粘附在鋅板面形成。3氣刀條痕由于氣刀局部堵塞，吹掃不均，在帶鋼相應(yīng)部位產(chǎn)生凸起帶痕。4氣刀刮痕由于板型不良、帶鋼張力太小，造成帶鋼離氣刀噴嘴距離太近和氣刀噴嘴接觸所造成的連續(xù)或間斷的印痕。5壓印光整輥或其他壓力輥粘附有鋅粒或機(jī)械損傷，在帶鋼表面相應(yīng)位置造成具有一定周