[00148896]合金化热镀锌汽车板生产关键技术

合金化热镀锌钢板因其优良的耐腐蚀性能、涂覆性能、焊接性能、耐热特性和抗冲击性能,非常适合应用于汽车等高档热镀锌产品的消费行业,能够满足用户对产品优质表面特性和良好内在性能的质量要求,因此受到中高端车企用户的青睐。为了克服冲压过程中的脱锌缺陷,获得表面粗糙度优,抗粉化性能高,合金化层均匀的合金化热镀锌钢板,必须保障合金化炉前中后多个关键设备功能和精度,从而抑制合金化前后带钢抖动的大振幅;调节合金化加热段、保温段和冷却的炉温和炉压,稳定合金化的工艺参数,为我省汽车制造产业提供综合性能最优的汽车板产品。武钢是国内少数几家具有合金化热镀锌汽车板供货能力的钢企之一,但也一直受到合金化汽车板表面粉化、镀层焊接性等质量控制能力偏低的困扰,废品率和改判品率高,市场占有率低,竞争力差。为此,项目组从2009年开展本项目研究。针对合金化热镀锌产品生产过程影响合金化产品质量的热镀过程和合金化过程抖动抑制和合金化温度与炉压之间的耦合关系开展研究,围绕新锅三大件长寿、气刀吹扫、合金化炉温度控制及调节、炉压与炉温的解耦关系进行了研究,有效克服了合金化前后的振动情况,提高了加热和保温能力。 通过项目研究,武钢锌锅三大件的使用寿命达到22天;合金化炉保温段温度稳定覆盖530℃的工艺要求,带钢合金化前抖动±5.8mm,基本消除合金化后抖动的传导;炉压波动控制在±10Pa;汽车板用热镀锌合金化板镀层粉化级别达标率达98%。 1、从锌锅三大件振动机理的分析入手开展辊系长寿技术研究,开发相关装配技术规范,确保安装的径向跳动、动平衡特性和轴向定位情况受控,使锌锅三大件的更换周期由7天提升至22天。 2、对合金化炉保温段工艺温度偏低的原因进行了数字建模分析,提出了“分段紊流控制合金化炉及控温方法”,设计了一种“热镀锌带钢分段精控式热处理工艺及其合金化炉”,保证了合金化过程整个保温工艺段“先高温后低温”工艺要求。 3、开发出了合金化炉冷却段微负压冷却控制方法替代现有正压冷却控制,提出了一套基于LPV系统模型的四段合金化炉炉压的控制方法,可以有效跟踪均热段炉压变化。 本成果通过系统设计、仿真分析和实验研究,围绕合金化汽车板的生产过程实现了多项关键设备的技术集成,有效解决了困扰国内钢企在高端合金化产品批量稳定供货所面临的合金化不均和抗粉化性能差等行业性难题,有效降低了现场应用中存在的风险,技术方法成熟稳健。该技术可以广泛应用于冶金行业立式合金化炉、锌锅三大件、气刀控制和炉压调节几控制等诸多领域,具有非常良好的运行稳定性和安全性。通过本项目历时7年的研究,形成了武钢冷轧合金化炉相关关键设备技术的集成,解决了制约武钢中高端合金化汽车板生产过程中的一系列关键问题,实现了合金化炉设备性能的优化与提升,最终实现了以我为主技术攻关的合金化大批量稳定供货,成效显著： 1、基于高温条件下,锌锅内关键三大件和其轴套和轴瓦的腐蚀机理分析,有针对性地提出辊面等离子喷涂WC/Co辊面强化工艺,并以装配前后装配确认表的形式对装备的径向跳动、动平衡特性和轴向定位情况进行了确认,一举将锌锅三大件的更换周期最长稳定在22天,较开展技术攻关前提升3倍多。 2、基于数字建模方式分析了合金化炉保温段工艺温度偏低的原因,提出了“分段紊流控制合金化炉及控温方法”,设计了一种“热镀锌带钢分段精控式热处理工艺及其合金化炉”,保证了合金化过程整个保温工艺段“先高温后低温”工艺要求,并可以实现对局部区域内热量均衡性的调整,提高了温度均匀性和稳定性,使武钢冷轧具备了批量供货中高端合金化产品的能力。 3、创新性摸索形成了合金化炉微负压冷却的技术思路,设计一套冷却风压闭环控制系统使合金化炉冷却段始终保持在-15pa——-20pa的负压状态,防止了吹扫气流紊流的发生,降低了带钢合金化过程的带钢抖动情况,确保了合金化过程的顺利实现。同时,产品的抗粉化特性也有了明显提升。 4、本项目的成功研发,不仅产生了重大经济效益,年创造经济效益1076万元,而且为武钢汽车板等高性能、高附加值钢材开发提供了技术支撑,为推进我省“十二五”规划中“工业兴省”战略部署,加大我省高端汽车面板自产自销的能力,打造汽车产业集群的宏伟目标,做出了巨大贡献,有力推动了我省经济发展; 5、获得国家发明专利4项,并制定武钢企业标准三项,申报企业技术诀窍10项,形成了系列武钢独有知识产权技术。目前国内仅有4家（含武钢）热镀锌合金化产线实现了合金化产品的批量生产,还有17条产线具备生产能力,却无法稳定生产。本项目的研究有助于武钢形成自己的合金化产品专利技术,如进行推广将有效提升冷轧高级别合金化热镀锌汽车板生产过程的稳定性,开拓高端汽车板的蓝海,推进我国轧钢领域的技术进步。 无