阅读说明：本技术 一种热浸镀铝硅钢板的生产工艺 (Production process of hot-dip aluminum-plated silicon steel plate ) 是由 贾冬梅 曾松盛 李翔 周焕能 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种热浸镀铝硅钢板的生产工艺,所述包括有以下步骤：酸洗—冷轧—清洗—连续退火—热浸镀铝硅—双道次冷却—拉矫和光整—镀层表面处理—涂油处理,本发明的镀层表面形貌较为细小均匀,无任何微裂纹存在,组织较为致密,且采用本发明的镀层合金层连续性好且无碎裂现象。(The invention provides a production process of a hot-dip aluminum-plated silicon steel plate, which comprises the following steps of: the method comprises the following steps of pickling, cold rolling, cleaning, continuous annealing, hot-dip aluminum silicon plating, double cooling, straightening and finishing, plating surface treatment and oil coating treatment.)

一种热浸镀铝硅钢板的生产工艺

技术领域

本发明涉及涂镀钢板生产技术领域，尤其是指一种具有光亮表面无花纹的热浸镀铝硅钢板及其生产方法。

背景技术

热浸镀铝硅钢板因为具有优良的耐热耐腐蚀性能、耐高温氧化性能、耐反射性和外观装饰性能等而得到了广泛的应用。但是由于铁铝合金层的脆性使镀铝硅钢板的二次加工很困难，尤其对那些需要进行深拉伸和冲压的零部件，在加工时往往会带来镀层龟裂甚至脱落。为了解决这一问题，人们在铝液中添加了铁、镁、钠、铜等元素来控制合金层的厚度，发现最有效的并在工业生产上得到广泛应用的却是添加硅。

然而，在热浸镀铝硅钢板的实际生产中，人们发现实际镀层表面存在很多花纹，镀层树枝晶组织十分发达，元素偏析较为严重，于是人们又设法添加某些稀土元素、Ti、B等合金元素，以使镀层在凝固结晶过程中能形成更多的结晶核心来细化镀层组织，以控制发达的树枝晶组织，降低元素偏析程度，以减少或消除凝固结晶花纹。

但是，这种减少或消除花纹通常是以牺牲耐蚀性能作为代价的，这些稀土元素、Ti、B等合金元素在镀层中会生成析出第二相或偏聚在晶界，与镀层基体构成微电池，易引起微电池电化学腐蚀，降低了镀层的耐蚀性能。

另一方面，也有采用镀铝后加快冷速的方法来促使镀层中形成更多的结晶核心来细化镀层组织，但是采用当前通用的风机冷却方法很难稳定达到所需要的冷却速度，其冷却速度通常会低于30℃/s。

如专利号：201110399806.9的《一种连续热浸镀铝硅钛硼合金钢板的生产方法》中，镀层中铝含量为90～92﹪，硅含量为8～10﹪，并添加了钛和硼元素。该专利是利用硼元素来控制铝花，其中浸镀后的冷却处理也为风机冷处理，以空气为介质，冷速要求也仅为10～20℃/s。200910231746.2的《一种连续热浸镀铝硅铜镁合金钢板的生产方法》中，添加了微量的Cu和Mg元素；其镀铝锅温度达到680～700℃，铝含量为90～92﹪，硅含量为8～10﹪。201810545065.2的《一种具有优异加工成型性的热浸镀铝硅钢板及其生产方法》中，镀层添加了La和Mg元素，Si7～11﹪，Fe1～3﹪，La0.05～0.2﹪，Mg0.05～0.2﹪，余量为铝。权利要求中对从铁水预处理到冷轧光整所有工序进行了保护要求，其中对镀铝后的冷却速度参数进行了限定（≥50℃/s），要求快冷至550℃。但并未对冷却介质进行描述和限定。201810608395.1的《一种连续热浸镀铝硅合金钢板的工艺》中，镀层添加了Y、Mg、Fe等元素，Si5～8﹪，Fe2～3﹪，Y0.01～0.5﹪，Mg0.1～1.0﹪，余量为铝。专利权利要求中对连续热浸镀铝硅的相关工艺进行了保护，其中浸镀后的冷却处理为风冷机处理，以空气为介质，未提出冷速控制要求。201110399797.3的《一种连续热浸镀铝硅硼合金钢板的生产方法》中，镀层中铝含量为90～92﹪，硅含量为8～10﹪,并添加了硼元素。该专利是利用硼元素来控制铝花，其中浸镀后的冷却处理也为风机冷处理，以空气为介质，冷速要求为10～20℃/s。以上五个现有的专利技术，在镀层中均添加其他合金元素，一方面不仅增加了镀层合金成本，另一方面又一定程度上降低了镀层的耐蚀性能。

又如200910231747.7的《连续热浸镀铝硅合金钢板的生产工艺》中，镀层中铝含量为85～90﹪，硅含量为5～10﹪。专利权利要求中对连续热浸镀铝硅的相关工艺进行了保护，其中浸镀后的冷却处理也为风机冷处理，以空气为介质，未提出冷速要求，只要求控制带钢的终冷温度。该专利的镀层中未添加其他元素，也未对镀层镀后冷速提出要求。

上述技术方案都存在以下缺点：

1、现有镀层成分中普遍加有稀土、Ti、B、Mg等合金元素，其中稀土合金元素属于国家战略元素，这些合金元素导致镀层成本高，且生产操作时镀层成分控制难度增大。

2、现有技术生产的热浸镀铝硅表层大都存在结晶花纹，未添加微量元素的专利中由于未通过控制冷速来控制过程，镀层凝固组织呈现明显的树枝晶特征分布，在镀层表面能观察到花纹，影响了镀层表面的美观。

3、现有镀层中由于存在有稀土、Ti、B、Mg等合金元素，在镀层中会生成各种相，这些生成相与镀层基体的腐蚀电位不同，易产生腐蚀原电池，造成微电池反应，造成耐蚀性能普遍较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低、表面光亮、无花纹的热浸镀铝硅钢板的生产工艺。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种热浸镀铝硅钢板的生产工艺，所述包括有以下步骤：酸洗—冷轧—清洗—连续退火—热浸镀铝硅—双道次冷却—拉矫和光整—镀层表面处理—涂油处理，其中，各工序具体如下：

1）、酸洗

带钢在20～150g/l的盐酸溶液中进行酸洗，除去热轧带钢表面的氧化铁皮，并经烘干后进入冷轧连轧机组；

2）、冷轧

带钢经4～6机架的冷轧连轧机组进行冷轧，轧制总压下率控制在40﹪～80﹪之间；

3）、清洗

为有效除去冷轧带钢表面的轧制乳化液油和铁粉等杂质，以使带钢以清洁的表面进入退火炉，在带钢清洗中清洗段的碱洗槽内使用的脱脂液浓度为：1～3﹪，温度为60～100℃，电解清洗槽内使用的脱脂液浓度为：3～10﹪，温度为60～100℃；

4）、连续退火

连续退火还原炉内气氛按体积百分含量为：H₂：5～10﹪，余量为氮N₂；炉内露点控制在-20～-50℃，均热温度一般控制在780℃～850℃；

5）、热浸镀铝硅

热浸镀铝硅为：镀液由以下质量百分含量的化学成分组成：Si：7～11﹪，Fe：0.5～3.0﹪，余量为Al和少量不可避免的杂质；

镀液温度为600℃～720℃，带钢入锅温度为600℃～720℃，热浸镀时间为2～10s，合金层厚度控制在2～7µm，镀层重量一般控制在单面≤100g/m²；

6）、双道次冷却

镀后带钢的冷却对带钢镀层的表面外观有非常重要的影响，为控制结晶花纹大小及抑制合金层的长大，对带钢采用双道次冷却；第一道次冷却为喷粉冷却，带钢出锅后对带钢表面喷射导热性能优良的金属粉末且控制以冷速60～100℃/s加快表面镀层的冷却，冷却至带钢温度≤450℃；第二道次冷却为强风冷却，对带钢表面喷扫强风冷却，冷速5～30℃/s，在塔顶辊处，冷却带钢表面温度≤300℃及以下为止；

7）、拉矫和光整

拉矫延伸率控制在0.2～1.0﹪，光整延伸率控制在0.2～2.0﹪；

8）、镀层表面处理

光整后镀层表面进行钝化处理，如Cr3+离子钝化处理，磷化处理以及其他无机或者有机表面钝化处理；

9）、涂油处理

带钢表面镀铝硅镀层钝化处理后，使用涂油机进行一定量的在线涂油处理，单面涂油量不超过1500mg/m²。

在本发明中，镀层合金成分中未添加其他微量元素，保持了镀层优异的耐蚀性能耐热性能等，而不因添加微量元素而被降低；

在本发明中，带钢热浸镀后的镀层采用了喷射金属粉末来冷却，而金属粉末导热性能普遍较优，于是喷射的金属粉末能带走带钢及镀层大量热能，更能快速控制好镀层冷却速度，更能可控，冷却强度大大增强。

采用本发明的镀层表面形貌较为细小均匀，无任何微裂纹存在，组织较为致密，且采用本发明的镀层合金层连续性好且无碎裂现象。

附图说明

图1为本发明的工艺原理图。

图2、图3、图4为现有的镀层表面形貌图。

图5、图6为本发明的镀层表面形貌图。

图7为现有的镀层合金层示意图。

图8为本发明的镀层合金层示意图。

具体实施方式

下面结合所有附图对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：一种热浸镀铝硅钢板的生产工艺，所述包括有以下步骤：酸洗—冷轧—清洗—连续退火—热浸镀铝硅—双道次冷却—拉矫和光整—镀层表面处理—涂油处理，其中，各工序具体如下：

1）、酸洗

带钢在20～150g/l的盐酸溶液中进行酸洗，除去热轧带钢表面的氧化铁皮，并经烘干后进入冷轧连轧机组；

2）、冷轧

带钢经4～6机架的冷轧连轧机组进行冷轧，轧制总压下率控制在40﹪～80﹪之间；

3）、清洗

为有效除去冷轧带钢表面的轧制乳化液油和铁粉等杂质，以使带钢以清洁的表面进入退火炉，在带钢清洗中清洗段的碱洗槽内使用的脱脂液浓度为：1～3﹪，温度为60～100℃，电解清洗槽内使用的脱脂液浓度为：3～10﹪，温度为60～100℃；

4）、连续退火

连续退火还原炉内气氛按体积百分含量为：H2：5～10﹪，余量为氮N2；炉内露点控制在-20～50℃,均热温度一般控制在780℃～850℃；

5）、热浸镀铝硅

热浸镀铝硅为：镀液由以下质量百分含量的化学成分组成：Si：7～11﹪，Fe：0.5～3.0﹪，余量为Al和少量不可避免的杂质；

镀液温度为600℃～720℃，带钢入锅温度为600℃～720℃，热浸镀时间为2～10s，合金层厚度控制在2～7µm，镀层重量一般控制在单面≤100g/m²；

6）、双道次冷却

镀后带钢的冷却对带钢镀层的表面外观有非常重要的影响，为控制结晶花纹大小及抑制合金层的长大，对带钢采用双道次冷却；第一道次冷却为喷粉冷却，带钢出锅后对带钢表面喷射导热性能优良的金属粉末且控制以冷速≥60℃/s加快表面镀层的冷却，冷却至带钢温度≤450℃；第二道次冷却为强风冷却，对带钢表面喷扫强风冷却，冷速≤30℃/s，在塔顶辊处，冷却带钢表面温度≤300℃及以下为止；

7）、拉矫和光整

拉矫延伸率控制在0.2～1.0﹪，光整延伸率控制在0.2～2.0﹪；

8）、镀层表面处理

光整后镀层表面进行钝化处理，如Cr3+离子钝化处理，磷化处理以及其他无机或者有机表面钝化处理；

9）、涂油处理

带钢表面镀铝硅镀层钝化处理后，使用涂油机进行一定量的在线涂油处理，单面涂油量不超过1500mg/m²。

本发明的技术优势如下：

现有技术中镀层成分普遍添加了微量元素，其对镀层的耐蚀性能耐热性能等有负面影响。在本发明中，镀层合金成分中未添加其他微量元素，保持了镀层优异的耐蚀性能耐热性能等，而不因添加微量元素而被降低；

现有技术中普遍采用风冷，镀后镀层的冷速难以受控。在本发明中，带钢热浸镀后的镀层采用了喷射金属粉末来冷却，而金属粉末导热性能普遍较优，于是喷射的金属粉末能带走带钢及镀层大量热能，更能快速控制好镀层冷却速度，更能可控，冷却强度大大增强。

现有技术的镀层表面形貌如图2、图3、图4：其镀层表面形貌较粗放，且有许多微裂纹存在。

本发明的镀层表面微观形貌如图5、图6：其镀层表面形貌较为细小均匀，无任何微裂纹存在，组织较为致密。

现有技术的镀层合金层结合如图7，其镀层合金层易发生碎裂，合金层不连续。

本发明的镀层合金层结合如图8，其镀层合金层连续性好且无碎裂现象。

以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。