轧 钢STEEL ROLLING1998 年 6月 第 3期Jun 1 1998 No 1 3汽 车 用 热 镀 锌 板 连 续 退 火 工 艺马 国 和 肖 白(武 汉 钢 铁 设 计 研 究 院 ,430080 )摘 要 从 汽 车 用 热 镀 锌 原 板 的 生 产 工 艺 、 典 型 的 退 火 制 度 、 退 火 炉 的 直 接 加 热 法 与 间 接 加 热 法 诸方 面 比 较 , 论 述 了 汽 车 用 热 镀 锌 原 板 的 退 火 工 艺 ; 并 对 锌 层 合 金 化 退 火 工 艺 进 行 了 阐 述 。关 键 词 热 镀 锌 板 , 退 火 工 艺THE CONTINUOUS ANNEALING PROCESS OF THE HOTGALVANIZING SHEET FOR AUTOMOBILESMa Guohe Xiao Bai(Wuhan Iron and Steel Design and Research Institute ,430080 )Abstract The annealing process of hot galvanizing base sheet for automobiles is discussed from several aspectssuch as the production process , the typical annealing cycle, the comparison between direct heating method andindirec the ating method of annealing furnace. The alloying annealing process of zinc layer is also described.Key words hot galvanizing sheet , annealing process收 稿 日 期 :1997-8-15马 国 和 : 男 ,34, 高 级 工 程 师 , (027) 86863356-8782 。速 , 最 后 回 到 正 常 转 速 , 约 需 9s, 显 然 影 响了 整 个 轧 制 节 奏 , 从 而 限 制 了 产 量 的 进 一 步提 高 。 吐 丝 机 大 偏 差 调 速 还 会 造 成 吐 丝 机 电流 的 大 幅 度 振 荡 , 在 目 前 终 轧 速 度 仅 为1315m s 的 情 况 下 , 吐 丝 机 电 流 有 时 已 达 额定 电 流 的 80%, 因 而 在 以 后 产 品 开 发 和 进 一步 提 速 时 此 问 题 必 须 予 以 考 虑 。 另 外 , 吐 丝机 频 繁 地 大 幅 度 升 降 速 会 加 剧 吐 丝 机 的 机 械振 动 和 机 械 部 件 损 伤 。 对 此 问 题 , 最 好 的 解决 办 法 是 提 高 精 轧 机 电 机 的 转 速 或 改 变 增 速箱 速 比 , 使 终 轧 速 度 提 高 至 20m s 以 上 , 以避 免 大 规 格 线 材 尾 部 升 速 的 难 题 。 但 是 , 这样 的 投 资 较 大 。 在 全 面 校 验 了 整 条 生 产 线 上的 轧 机 电 机 转 速 范 围 后 , 改 进 了 工 艺 方 案 :5 1315mm 线 材 的 成 品 机 架 由 原 来 的 精 轧 机组 第 2 个 机 架 延 伸 至 第 4 个 机 架 , (精 轧 机 架由 2 个 增 至 4 个 ) , 中 轧 机 组 中 空 过 2 个 道次 , 变 形 制 度 不 变 。 这 样 即 可 保 证 5 1315mm线 材 的 终 轧 速 度 大 于 20m s, 吐 丝 机 夹 辊 也避 免 了 尾 部 升 速 。313 大 规 格 线 材 的 精 整 作 业 问 题大 规 格 线 材 多 为 合 金 钢 , 强 度 、 硬 度 较高 , 加 上 线 材 粗 , 一 旦 在 精 整 线 上 发 生 倒 卷 ,卡 卷 、 散 卷 等 事 故 , 操 作 人 员 很 难 处 理 , 对作 业 率 的 影 响 极 大 。 从 事 故 统 计 看 , 在 生 产大 规 格 线 材 的 故 障 时 间 中 精 整 作 业 线 故 障 时间 占 42%。 另 外 , 线 材 粗 , 打 包 时 不 易 打 紧 ,易 造 成 堆 放 及 运 输 过 程 中 的 塌 桩 和 散 包 。 再者 , 没 有 适 宜 剪 切 5 10mm 以 上 规 格 线 材 头 、尾 的 剪 切 设 备 。 目 前 头 尾 剪 切 及 试 验 用 取 样剪 切 很 困 难 , 只 能 通 过 设 备 改 造 来 解 决 。831 引 言以 往 热 镀 锌 板 主 要 用 于 建 筑 业 。 随 着 现代 热 镀 锌 技 术 的 发 展 , 锌 层 重 量 达 60150g m 2 (双 面 ) , 冲 压 性 能 提 高 , 表 面 质 量改 善 , 较 好 地 满 足 了 汽 车 板 的 要 求 。 因 此 , 最初 在 日 本 , 随 后 在 北 美 和 西 欧 , 许 多 汽 车 制造 商 从 采 用 高 价 的 电 镀 锌 板 , 转 向 采 用 热 镀锌 板 。随 着 汽 车 向 产 品 多 样 化 、 减 重 、 节 能 降耗 方 向 的 发 展 , 汽 车 板 尤 其 轿 车 (内 , 外 ) 用板 对 热 镀 锌 板 的 质 量 有 更 高 、 更 特 殊 的 要 求 ,如 良 好 的 成 型 性 , 具 有 一 定 强 度 、 耐 腐 蚀 性能 、 优 良 均 匀 的 表 面 性 能 、 良 好 的 焊 接 性 能和 上 漆 性 能 , 这 就 要 求 热 镀 锌 原 板 有 优 良 的拉 伸 , 深 冲 性 能 (D、 r, n 值 ) , 有 较 高 的 强度 和 更 洁 净 的 表 面 , 对 镀 层 有 更 强 的 粘 附 力 ,有 更 好 的 可 焊 性 和 上 漆 性 。 因 此 , 本 文 着 重对 影 响 上 述 性 能 的 镀 锌 原 板 、 镀 层 退 火 工 艺进 行 了 论 述 。2 汽 车 用 热 镀 锌 原 板 连 续 退 火 工 艺211 汽 车 用 热 镀 锌 原 板 生 产 工 艺按 钢 板 的 强 度 划 分 , 冷 轧 板 可 分 为 深 冲软 钢 和 高 强 钢 , 深 冲 软 钢 可 分 为 普 通 冲 压 级(CQ )、 深 冲 级 (DQ )、 特 深 冲 级 (DDQ ) 和超 特 深 冲 级 (EDDQ ) 等 ; 高 强 钢 按 强 化 机 理可 分 为 固 溶 强 化 、 析 出 强 化 、 烘 烤 硬 化 及 相变 强 化 钢 , 在 热 镀 锌 机 组 上 可 生 产 的 高 强 钢主 要 为 前 三 种 。(1) 以 建 筑 、 容 器 业 为 主 的 连 续 热 镀 锌机 组 , 原 料 大 多 为 低 碳 钢 , 产 品 主 要 为 CQ、DQ、 FH (全 硬 ) 板 和 极 少 量 的 DDQ 板 。 DDQ板 需 用 罩 式 炉 进 行 前 退 火 或 后 退 火 , 目 前 我国 几 条 连 续 热 镀 锌 机 组 , 如 武 钢 1700mm 冷轧 、 宝 钢 2030mm 冷 轧 、 本 钢 1700mm 冷 轧热 镀 锌 机 组 生 产 DDQ 板 均 采 用 了 后 退 火 工艺 , 即 DDQ 产 品 在 热 镀 锌 机 组 经 高 温 退 火 、热 镀 锌 后 再 进 入 罩 式 炉 进 行 低 温 回 火 。 这 种生 产 工 艺 对 以 低 碳 铝 镇 静 钢 生 产 DDQ 产 品较 为 普 遍 , 但 生 产 周 期 长 , 产 品 成 材 率 低 , 且对 镀 锌 板 的 表 面 质 量 有 一 定 影 响 , 产 品 需 二次 退 火 , 使 能 耗 增 加 。(2) 受 70 年 代 初 开 发 的 冷 轧 深 冲 板 连续 退 火 工 艺 的 影 响 , 也 有 用 低 碳 铝 镇 静 钢 在热 镀 锌 机 组 上 试 用 过 时 效 工 艺 生 产 DDQ 产品 。 采 用 过 时 效 工 艺 是 为 了 消 除 钢 中 的 固 溶碳 , 使 其 以 Fe 3C 的 形 式 析 出 , 它 主 要 受 过 时效 温 度 和 时 间 的 影 响 。 最 佳 过 时 效 条 件 通 常是 350 400 下 时 效 2 3min。 但 是 , 在 热镀 锌 机 组 上 , 锌 液 温 度 为 450 480 , 且 锌层 合 金 化 工 艺 要 求 镀 锌 板 在 500 550 的温 度 下 保 持 10 12s, 因 此 无 论 在 镀 锌 前 或镀 锌 后 设 立 过 时 效 , 其 过 时 效 的 效 果 并 不 显著 。 因 而 在 热 镀 锌 机 组 上 利 用 过 时 效 工 艺 以低 碳 钢 直 接 生 产 DDQ 板 的 实 例 不 多 。(3) 随 着 炼 钢 技 术 的 发 展 , 超 低 碳 无 间隙 原 子 钢 系 列 ( IF 钢 ) 的 大 批 量 生 产 及 其 性能 不 断 改 善 , 传 统 的 连 续 退 火 过 时 效 工 艺 受到 挑 战 , 由 于 IF 钢 间 隙 碳 原 子 很 少 (50 10-6 ) , 而 且 被 合 金 元 素 Ti、 Nb 固 定 , 因 而IF 钢 无 需 过 时 效 , 这 就 为 热 镀 锌 机 组 直 接 生产 DDQ 以 上 级 产 品 创 造 了 条 件 。 热 镀 锌 机组 上 不 需 设 前 过 时 效 段 或 后 过 时 效 段 , 产 品也 无 需 线 外 前 退 火 和 后 退 火 。用 IF 钢 比 以 低 碳 铝 镇 静 钢 生 产 的 DQ产 品 , 不 仅 工 艺 简 单 , 不 需 热 轧 高 温 卷 取 , 且力 学 性 能 良 好 , 时 效 指 数 为 零 。(4) 使 用 高 强 钢 是 汽 车 减 重 、 降 低 行 驶能 耗 的 有 效 途 径 , 是 汽 车 板 的 发 展 方 向 。 只要 前 工 序 条 件 许 可 , 连 续 热 镀 锌 机 组 可 生 产固 溶 强 化 、 析 出 强 化 、 烘 烤 硬 化 高 强 钢 。 烘烤 硬 化 高 强 钢 是 将 IF 钢 的 超 深 冲 性 与 固 溶强 化 机 理 相 结 合 , 经 烘 烤 硬 化 而 获 得 的 超 深冲 、 高 强 度 和 高 抗 凹 陷 性 的 理 想 汽 车 用 板 。不 同 品 种 , 不 同 钢 种 的 热 镀 锌 板 的 生 产工 艺 及 其 典 型 力 学 性 能 参 见 表 1。综 上 所 述 , 随 着 超 低 碳 IF 钢 的 批 量 生产 , 不 仅 可 经 济 地 生 产 汽 车 用 DQ、 DDQ、93第 3 期 马 国 和 等 : 汽 车 用 热 镀 锌 板 连 续 退 火 工 艺表 1 几 种 热 镀 锌 生 产 工 艺 及 其 典 型 的 力 学 性 能注 : 画 者 表 示 采 用 的 工 艺 。EDDQ 板 及 部 分 高 强 钢 , 且 产 品 的 力 学 性 能良 好 , 时 效 指 数 为 零 。212 汽 车 板 热 镀 锌 原 板 典 型 的 退 火 制 度为 使 热 镀 锌 原 板 达 到 一 定 的 力 学 性 能 ,除 了 需 要 相 应 的 钢 种 及 相 应 的 前 工 序 条 件外 , 镀 锌 前 原 板 的 退 火 制 度 也 相 当 关 键 。 不同 品 种 的 汽 车 板 , 其 退 火 制 度 不 同 ; 另 外 , 由于 各