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摘 要： 介绍宝钢热轧基板热镀锌的发展，阐述热轧基板热镀锌的工艺特点及各工艺要点对基板性能、表面特性的影响；同时介绍热轧基板热镀锌的应用及使用中的一些常见问题。
关键词： 热轧基板；热镀锌；宝钢
中图分类号：TG335.11 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0810030－02
0 引言
热镀锌钢板是钢板和锌层复合形成的材料。热镀锌钢板结合了基板和镀层两种材料的优点，复合后形成的材料既有基板钢的强度和塑性，又有耐腐蚀的镀层，在建筑、家电和汽车等工业领域有广泛的用途。
热镀锌按照镀层种类分，常见的有热镀纯锌、热镀锌铁、热镀铝锌等；按照基板类型有热轧基板热镀锌、冷轧基板热镀锌。冷轧基板热镀锌是以冷轧轧硬卷为基材，通过连续退火热镀锌生产而成；热轧基板热镀锌是以热轧卷经过酸洗后再进行连续退火热镀而成。热轧基板热镀锌产品广泛应用于建筑业、台架制造、冷弯型钢、汽车制造、仓储包装等行业[1]。
1 热轧基板热镀锌的技术发展
热镀锌钢板随着其工业化生产以来，工艺技术得到了飞速发展。钢材热镀锌的概念最早是在1748年提出；20世纪70年代，日本建立了第一条连续热轧基板热镀锌生产线；到90年代，全世界已有十余条热轧基板连续热镀锌生产线[2]。目前，世界上已建和在建的热轧镀锌板生产线有20多条，其中多数为冷轧基板、热轧基板联合生产机组。
热轧基板热镀锌以热轧酸洗卷代替冷轧卷作为热镀锌的基板，由于省掉了冷轧轧制工序，未经过冷轧加工硬化，在镀锌机组不需要经过再结晶退火处理，热镀锌机组退火仅仅作为清洁、加热带钢[3]，与冷轧热镀锌产品相比退火温度较低。因此，热轧基板热镀锌的成本大大低于相同规格的冷轧钢带。其主要工艺流程为：炼钢—热轧轧制—酸洗—热镀—后处理—精整。
2 宝钢热轧基板热镀锌的发展
宝钢目前有两条机组可以生产热轧基板热镀锌（都既可生产热轧基板也可生产冷轧基板），主要生产范围为（1.5-2.75）×（900-1300）。宝钢的热镀锌机组都是采用的改良的森吉米尔法[4]，将连续退火和镀锌工序合并在一条作业线内，实现冷轧卷或热轧酸洗卷的退火+镀锌连续化生产。退火工艺利用明火加热灼烧带钢表面脏物，如残余轧制乳化液等；同时为镀锌工序提供适宜带温；对于冷轧基板热镀锌退火还可以对冷轧加工硬化的带钢实现再结晶退火处理，提高塑性和冲压成型性。退火后的光整/平整是利用二辊式光整机压平锌花，改善镀锌层表面粗糙度，改善钢板性能；拉矫则使带钢在张力作用下进行弯曲弹塑性变形，从而矫平带钢，改善板形。
相对于冷轧基板热镀锌，热轧基板热镀锌板形、表面比冷轧基板热镀锌稍差，且薄规格无法生产。但随着对工艺的不断优化，热轧基板热镀锌的板形、表面质量有了很大程度的提升。2005-2010年间宝钢热轧基板热镀锌的订货稳定发展；宝钢热轧基板热镀锌已经得到了使用方的认可。
热轧基板热镀锌开发初期，主要是作为建筑外用，宝钢生产的热轧基板热镀锌主要是常规CQ级别的DD51D+Z，采用常规铝镇静钢生产。随着生产工艺的稳定及表面质量的改善，汽车厂也开始采用热轧基板热镀锌作为汽车结构件，这也推进了热轧基板热镀锌的发展。宝钢热轧基板热镀锌从最初的铝镇静钢发展到高强碳锰钢，再到低合金高强钢；强度级别从典型的CQ已经拓展到了现有的550MPa级微合金高强钢。目前宝钢生产的热轧基板热镀锌包括通用GM标准的HR1、HR2、HR3、HR340、HR420、HR550，宝钢企标的DD51D、HD340、HD410。表1是目前宝钢生产的热轧基板热镀锌的性能指标要求。
3 生产工艺及使用中常见问题
产品的使用条件决定了其需要采用的生产工艺，对于热轧基板热镀锌而言，主要的性能要求包括力学性能、镀层性能及表面质量。
3.1 力学性能的情况
热轧基板热镀锌产品的力学性能主要由热轧钢卷的性能决定，经过退火镀锌后不同钢种的力学性能稍变化，但前后差异不大。以常规的碳锰钢热轧基板热镀锌产品为例，主要工艺点在炼钢、热轧、酸洗及热镀锌工序。一般来说，在热轧阶段材料已经完成了再结晶和晶粒长大；酸洗工序由于在辊道间存在弯曲、拉矫，产生一定的包辛格效应，材料强度会略有下降；对于连续退火热镀工序，由于基板没有进行冷轧轧制，热镀锌机组的退火仅作为清洁用，退火温度较低（一般不大于750℃），晶粒尺寸基本没有明显变化，此退火过程对材料而言相当于加速时效过程，力学性能将有所提高。
3.2 镀层性能的情况
在材料加工过程中，一般注意的是锌层的附着力，避免加工过程中脱锌；在材料保护方面主要注意锌层的耐腐蚀性。
对于热镀锌而言，表面是锌层，锌层和基板之间是较薄的锌铁合金层；Zn的电极电位为-0.76V，Zn-Fe合金的电极电位约为-0.60V，Fe的电极电位为-0.44V；锌的电极电位最低，其次是Zn-Fe合金。热镀锌材料首先腐蚀的是表面的Zn层、Zn-Fe合金层，当表面镀层部分锈蚀穿露出基体时，由于Fe的电极电位高，基板始终处于牺牲阳极阴极保护，所以耐蚀性很强。目前热轧基板热镀锌一般用于结构件或建筑用，镀层厚度都比较厚，常见的是140/140g/m2，耐蚀性能很好地满足建筑外用。
热轧基本热镀锌一般都是纯锌镀层，其锌层与基板间的合金化程度较低，这种硬且脆的合金层较薄，对加工变形中的负面影响也较小；同时由于热轧基板热镀锌的基板是热轧卷经过酸洗，热轧轧制的表面本就较为粗糙，经过酸洗后其表面粗糙度较大，锌层与基板的附着性也较强。
3.3 表面质量的情况
由于热轧基板热镀锌的用途逐步拓展，对表面质量的要求也越来越高；热轧基板热镀锌目前最常见的表面质量问题主要是尺寸精度和锌层表面质量。由于热轧轧制与冷轧轧制之间的差异，对于热轧基本热镀锌来说，其尺寸精度（主要是厚度精度）没有冷轧轧制精度高，不能很好地满足精度要求较高的用途。对于锌层表面质量而言，热轧基板热镀锌与冷轧基板热镀锌的不存在明显差异，主要表面质量都是锌灰、锌渣等常见问题；由于锌层较厚，锌层控制的均匀性相对而言稍低。
4 热轧基板热镀锌的应用
热轧基板热镀锌虽然相比较与冷轧基板热镀锌在尺寸精度、表面质量方面相对稍差；但由于其生产成本低，因此在结构件及对表面要求不高的行业得到了广泛使用。表2是热轧基板热镀锌的典型用途。
在汽车行业中热轧基板热镀锌主要用于内部结构件及底盘结构件；这些内部结构件对表面质量要求相对不高，但对材料的抗冲击、抗疲劳特性等安全相关的机械性能要求较高。
家电行业中的电气柜、冷柜的结构件也逐步采用热轧基板热镀锌；此类零部件虽然不是完全外露，但作为可视件，对表面质量相对于汽车结构件要高。
客车车厢壳体、顶底板等生产加工中也逐步采用成本稍微偏低的热轧基板热镀锌代替普冷板，以较低的成本有效提高耐腐蚀能力，增加使用寿命。
5 小结
1）随着热轧基板热镀锌工艺的日益成熟以及热轧轧机能力的提升，越来越多的冷轧基板热镀锌将逐步被热轧基板热镀锌所替代。
2）汽车结构件的需求促进了热轧基板热镀锌表面质量、尺寸精度的不断提升，力学性能保障能力也有了加强；其生产成本低、性能良好、规格范围较宽等优点，必将进一步推动热轧基板热镀锌的使用需求。
参考文献：
[1]张启富、刘邦津，热轧钢带连续热镀锌，轧钢，2002年2月，第19卷，第1期.
[2]宋加，热轧镀锌板生产及发展，轧钢2000年6月，第17卷，第3期.
[3]张志勤，热轧带钢镀锌生产现状与发展，鞍钢技术，2002年，第6期.
[4]周艳文，热镀锌技术浅析及有关建议，鞍钢技术，1998年，第12期.
关键词： 热轧基板；热镀锌；宝钢
中图分类号：TG335.11 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0810030－02
0 引言
热镀锌钢板是钢板和锌层复合形成的材料。热镀锌钢板结合了基板和镀层两种材料的优点，复合后形成的材料既有基板钢的强度和塑性，又有耐腐蚀的镀层，在建筑、家电和汽车等工业领域有广泛的用途。
热镀锌按照镀层种类分，常见的有热镀纯锌、热镀锌铁、热镀铝锌等；按照基板类型有热轧基板热镀锌、冷轧基板热镀锌。冷轧基板热镀锌是以冷轧轧硬卷为基材，通过连续退火热镀锌生产而成；热轧基板热镀锌是以热轧卷经过酸洗后再进行连续退火热镀而成。热轧基板热镀锌产品广泛应用于建筑业、台架制造、冷弯型钢、汽车制造、仓储包装等行业[1]。
1 热轧基板热镀锌的技术发展
热镀锌钢板随着其工业化生产以来，工艺技术得到了飞速发展。钢材热镀锌的概念最早是在1748年提出；20世纪70年代，日本建立了第一条连续热轧基板热镀锌生产线；到90年代，全世界已有十余条热轧基板连续热镀锌生产线[2]。目前，世界上已建和在建的热轧镀锌板生产线有20多条，其中多数为冷轧基板、热轧基板联合生产机组。
热轧基板热镀锌以热轧酸洗卷代替冷轧卷作为热镀锌的基板，由于省掉了冷轧轧制工序，未经过冷轧加工硬化，在镀锌机组不需要经过再结晶退火处理，热镀锌机组退火仅仅作为清洁、加热带钢[3]，与冷轧热镀锌产品相比退火温度较低。因此，热轧基板热镀锌的成本大大低于相同规格的冷轧钢带。其主要工艺流程为：炼钢—热轧轧制—酸洗—热镀—后处理—精整。
2 宝钢热轧基板热镀锌的发展
宝钢目前有两条机组可以生产热轧基板热镀锌（都既可生产热轧基板也可生产冷轧基板），主要生产范围为（1.5-2.75）×（900-1300）。宝钢的热镀锌机组都是采用的改良的森吉米尔法[4]，将连续退火和镀锌工序合并在一条作业线内，实现冷轧卷或热轧酸洗卷的退火+镀锌连续化生产。退火工艺利用明火加热灼烧带钢表面脏物，如残余轧制乳化液等；同时为镀锌工序提供适宜带温；对于冷轧基板热镀锌退火还可以对冷轧加工硬化的带钢实现再结晶退火处理，提高塑性和冲压成型性。退火后的光整/平整是利用二辊式光整机压平锌花，改善镀锌层表面粗糙度，改善钢板性能；拉矫则使带钢在张力作用下进行弯曲弹塑性变形，从而矫平带钢，改善板形。
相对于冷轧基板热镀锌，热轧基板热镀锌板形、表面比冷轧基板热镀锌稍差，且薄规格无法生产。但随着对工艺的不断优化，热轧基板热镀锌的板形、表面质量有了很大程度的提升。2005-2010年间宝钢热轧基板热镀锌的订货稳定发展；宝钢热轧基板热镀锌已经得到了使用方的认可。
热轧基板热镀锌开发初期，主要是作为建筑外用，宝钢生产的热轧基板热镀锌主要是常规CQ级别的DD51D+Z，采用常规铝镇静钢生产。随着生产工艺的稳定及表面质量的改善，汽车厂也开始采用热轧基板热镀锌作为汽车结构件，这也推进了热轧基板热镀锌的发展。宝钢热轧基板热镀锌从最初的铝镇静钢发展到高强碳锰钢，再到低合金高强钢；强度级别从典型的CQ已经拓展到了现有的550MPa级微合金高强钢。目前宝钢生产的热轧基板热镀锌包括通用GM标准的HR1、HR2、HR3、HR340、HR420、HR550，宝钢企标的DD51D、HD340、HD410。表1是目前宝钢生产的热轧基板热镀锌的性能指标要求。
3 生产工艺及使用中常见问题
产品的使用条件决定了其需要采用的生产工艺，对于热轧基板热镀锌而言，主要的性能要求包括力学性能、镀层性能及表面质量。
3.1 力学性能的情况
热轧基板热镀锌产品的力学性能主要由热轧钢卷的性能决定，经过退火镀锌后不同钢种的力学性能稍变化，但前后差异不大。以常规的碳锰钢热轧基板热镀锌产品为例，主要工艺点在炼钢、热轧、酸洗及热镀锌工序。一般来说，在热轧阶段材料已经完成了再结晶和晶粒长大；酸洗工序由于在辊道间存在弯曲、拉矫，产生一定的包辛格效应，材料强度会略有下降；对于连续退火热镀工序，由于基板没有进行冷轧轧制，热镀锌机组的退火仅作为清洁用，退火温度较低（一般不大于750℃），晶粒尺寸基本没有明显变化，此退火过程对材料而言相当于加速时效过程，力学性能将有所提高。
3.2 镀层性能的情况
在材料加工过程中，一般注意的是锌层的附着力，避免加工过程中脱锌；在材料保护方面主要注意锌层的耐腐蚀性。
对于热镀锌而言，表面是锌层，锌层和基板之间是较薄的锌铁合金层；Zn的电极电位为-0.76V，Zn-Fe合金的电极电位约为-0.60V，Fe的电极电位为-0.44V；锌的电极电位最低，其次是Zn-Fe合金。热镀锌材料首先腐蚀的是表面的Zn层、Zn-Fe合金层，当表面镀层部分锈蚀穿露出基体时，由于Fe的电极电位高，基板始终处于牺牲阳极阴极保护，所以耐蚀性很强。目前热轧基板热镀锌一般用于结构件或建筑用，镀层厚度都比较厚，常见的是140/140g/m2，耐蚀性能很好地满足建筑外用。
热轧基本热镀锌一般都是纯锌镀层，其锌层与基板间的合金化程度较低，这种硬且脆的合金层较薄，对加工变形中的负面影响也较小；同时由于热轧基板热镀锌的基板是热轧卷经过酸洗，热轧轧制的表面本就较为粗糙，经过酸洗后其表面粗糙度较大，锌层与基板的附着性也较强。
3.3 表面质量的情况
由于热轧基板热镀锌的用途逐步拓展，对表面质量的要求也越来越高；热轧基板热镀锌目前最常见的表面质量问题主要是尺寸精度和锌层表面质量。由于热轧轧制与冷轧轧制之间的差异，对于热轧基本热镀锌来说，其尺寸精度（主要是厚度精度）没有冷轧轧制精度高，不能很好地满足精度要求较高的用途。对于锌层表面质量而言，热轧基板热镀锌与冷轧基板热镀锌的不存在明显差异，主要表面质量都是锌灰、锌渣等常见问题；由于锌层较厚，锌层控制的均匀性相对而言稍低。
4 热轧基板热镀锌的应用
热轧基板热镀锌虽然相比较与冷轧基板热镀锌在尺寸精度、表面质量方面相对稍差；但由于其生产成本低，因此在结构件及对表面要求不高的行业得到了广泛使用。表2是热轧基板热镀锌的典型用途。
在汽车行业中热轧基板热镀锌主要用于内部结构件及底盘结构件；这些内部结构件对表面质量要求相对不高，但对材料的抗冲击、抗疲劳特性等安全相关的机械性能要求较高。
家电行业中的电气柜、冷柜的结构件也逐步采用热轧基板热镀锌；此类零部件虽然不是完全外露，但作为可视件，对表面质量相对于汽车结构件要高。
客车车厢壳体、顶底板等生产加工中也逐步采用成本稍微偏低的热轧基板热镀锌代替普冷板，以较低的成本有效提高耐腐蚀能力，增加使用寿命。
5 小结
1）随着热轧基板热镀锌工艺的日益成熟以及热轧轧机能力的提升，越来越多的冷轧基板热镀锌将逐步被热轧基板热镀锌所替代。
2）汽车结构件的需求促进了热轧基板热镀锌表面质量、尺寸精度的不断提升，力学性能保障能力也有了加强；其生产成本低、性能良好、规格范围较宽等优点，必将进一步推动热轧基板热镀锌的使用需求。
参考文献：
[1]张启富、刘邦津，热轧钢带连续热镀锌，轧钢，2002年2月，第19卷，第1期.
[2]宋加，热轧镀锌板生产及发展，轧钢2000年6月，第17卷，第3期.
[3]张志勤，热轧带钢镀锌生产现状与发展，鞍钢技术，2002年，第6期.
[4]周艳文，热镀锌技术浅析及有关建议，鞍钢技术，1998年，第12期.