電鍍鋅板連續(xù)生產線設備簡介南京四方外表技術2007-11-201一、引言二十一世紀隨著世界經濟的高速開展，鍍鋅鋼卷的需求量迅速增長，與熱鍍鋅板相比，電鍍鋅鋅層具有晶粒精細、外表光而平、厚度均勻、與基材外表結合力優(yōu)的特點，現已越來越受汽車、家電、輕工及建筑、裝潢等行業(yè)客戶所推崇，使用比例也越來越大。美、日、西歐等工業(yè)強國建造了大量的高速鋼帶連續(xù)電鍍鋅機組。國內寶鋼電鍍鋅產品一直是國內市場的佼佼者，性能優(yōu)越，大量應用于汽車、家電行業(yè)，其產品更是于去年起全面實現了無鉻化生產，在國內率先成為綠色鋼材，為我國家電業(yè)進入歐洲市場開辟了綠色通道。近二年來，由于下游產業(yè)的快速開展，寶鋼原有的電鍍鋅產能已無法滿足市場需求，雖然寶鋼通過對機組進行擴容改造以進一步擴大電鍍鋅產能，但市場缺口仍然很大。同時下游企業(yè)的產業(yè)結構調整步伐在加快，用戶單位技術進步對電鍍鋅板提出更多更新的要求，因此，我們電鍍人有責任抓住開展契機，認真消化吸收引進的電鍍鋅技術，并不斷創(chuàng)新，生產出高質量、低本錢的電鍍鋅產品，來滿足我國工業(yè)迅速開展的需要。南京四方電鍍技術經過幾年的不懈努力，成功研制出了適合國情的經濟實用型電鍍鋅板連續(xù)高速生產線，電鍍速度達2萬dm2/min，。該生產線可適用于彩涂板、耐指紋板、磷化板、鈍化板、涂油板的生產，年產量可以到達10～15萬噸。現把設備情況介紹如下，意在拋磚引玉和供同行參考。2二、生產線工藝布置目前世界上所有的連續(xù)電鍍鋅機組，盡管其電鍍工藝、后處理手段各有不同，但一般都具有如下的工藝布置：開卷機→切剪→焊機→入口活套→拉矯機→前處理→電鍍鋅→后處理〔彩涂、耐指紋、鈍化、磷化、涂油等〕→枯燥→出口活套→外表檢查→打印→出口剪→卷取機。我們把整條生產線分為５個功能段：入口段、前處理段、電鍍段、后處理段、出口段。簡圖如下：3(１)、入口段設備有：送卷小車、開卷機、夾送機、剪切機、焊接機、去毛刺機、張力器、入口活套、拉矯機。(２)、前處理段工藝包括以下兩個過程：預清洗〔入口活套前脫脂處理〕、化學清洗〔電鍍前的脫脂、活化處理〕，通常脫脂方式有化學脫脂、電解脫脂、機械脫脂，活化可采用酸活化和電解酸活化。(３)、電鍍段包括電鍍鋅槽、循環(huán)系統、溶解鋅系統、鍍后水洗等?！矠樯a線核心段〕(４)、后處理包括涂漆處理、耐指紋處理、鈍化處理、磷化處理、涂油處理等。(５)、出口段由出口活套→外表質量檢查→外表打印→出口剪→卷取機→稱重→打捆組成。三、設備組成4四、設備概述

原料卷通過叉車從原料庫運至機組，并通過葫蘆或行車吊放在帶卷鞍座上，然后經上卷小車運送至開卷機。在上卷小車的運卷過程中，自動檢測到帶卷并計算出帶卷的外徑，根據計算，上卷小車使帶卷中心準確位于開卷機芯軸中心，然后將帶卷內孔套入開卷機芯軸。當一臺開卷機開卷時，另一臺開卷機完成下一帶卷上卷準備，通過夾送輥將帶卷頭部輸送至對焊機前面的等待位置。當上一卷帶卷經切尾處理完后，其尾部停留在對焊機處，通過對焊機的對中裝置，使帶卷的尾部與基準中心線對齊；下一卷帶卷切頭后，其頭部通過對焊機前的導向裝置，使帶卷的頭部與基準中心線對齊，然后對焊機將前后帶卷焊接起來。焊接好的帶卷還需進行壓毛刺〔包括壓兩側毛刺〕處理，以保證帶卷穩(wěn)定運行并且防止擦傷機組各輥輥面。完成上述全部操作后，帶卷加速沖套，使入口活套處于充滿狀態(tài)。帶卷經過入口活套，進入工藝段。為了改善板型，帶卷在入口活套后通過拉矯機進行拉伸矯直。在工藝段帶卷完成清洗、化學預處理、電鍍鋅、電鍍后清洗、涂耐指紋涂層、耐指紋涂層烘干、冷卻等全部的工藝處理過程。至此，帶卷完成了全部的工藝處理過程，通過出口活套進入出口段。帶頭由夾送輥送入卷取機。經過助卷器助卷3－4圈后，帶卷開始加速卷取。成品卷取后，由出口卸卷小車卸載到出口鞍座上進行打捆、稱重，然后再由翻卷機轉向，包裝后由叉車把成品卷運送至成品庫或直接運送至庫房。51、鋼卷小車

鋼卷小車的主要作用是移動鋼卷并把鋼卷上到開卷機卷筒上，同時實現鋼卷高度對中和寬度對中，另外也用于反套筒從卷筒上移出。在上卷小車的運卷過程中，自動檢測到帶卷并計算出帶卷的外徑，根據計算，上卷小車使帶卷中心準確位于開卷機芯軸中心，然后將帶卷內孔套入開卷機芯軸。

主要技術參數：運行速度約0.6～/0.15m/sec提升速度0.05m/sec卷重max20t鋼卷外徑max1800mm62、開卷機

其作用是開卷，提供入口段帶鋼的張力。為了保證機組連續(xù)運行，機組頭部必須具備兩臺開卷機，一備一用。當一臺開卷機開卷時，另一臺開卷機完成下一帶卷上卷準備，通過夾送輥將帶卷頭部輸送至對焊機前面的等待位置。

主要技術參數：開卷速度max150m/min卷重max20t鋼卷外徑max1800mm73、焊接機本機組主要功能為換卷時在帶鋼帶頭、帶尾快速窄搭接焊接。

當上一卷帶卷經切尾處理完后，其尾部停留在對焊機處，通過對焊機的對中裝置，使帶卷的尾部與基準中心線對齊；下一卷帶卷切頭后，其頭部通過對焊機前的導向裝置，使帶卷的頭部與基準中心線對齊，然后對焊機將前后帶卷焊接起來。84、去毛刺機

來料帶鋼的邊緣常帶有一些毛刺，一方面毛刺會劃傷輥子，在帶鋼上留下劃痕，影響帶鋼質量，另一方面，由于電鍍段陽極和帶鋼間距很小，易劃傷陽極。由此焊接好的帶卷還需進行壓毛刺處理，用兩對去毛刺輥壓下來料帶鋼邊緣可能出現的毛刺，以保證帶卷穩(wěn)定運行并且防止擦傷機組各輥輥面。95、張力器為了保證帶鋼的連續(xù)運行并且不出現跑偏，生產線對帶鋼的張力控制非常嚴格。機組張力的產生，是由于輥子的速度差造成的，速度差越大，張力越大。張力器即是產生該張力的裝置，根據工藝要求，全線張力器大概布置為6-7組，分布在各段起張力牽引和提供鋼帶運行動能的作用。主要技術參數：張力輥直徑〔2個〕600mm壓輥直徑〔2個〕260mm張力輥輥身長度1500mm壓輥輥身長度1000mm106、糾偏裝置糾偏裝置的作用是對跑偏了的帶鋼進行對中。其作用原理是這樣的，假設帶鋼跑偏，那么CPC系統中的感應接收器兩側接受的磁信號不相等，該信號通過中間控制系統，控制液壓缸，使得支撐糾偏輥的擺動架發(fā)生偏轉，結果產生一個沿糾偏輥軸向的力，將跑偏的帶鋼拉回原位。

P——帶鋼張力T——帶鋼垂直作用于輥子上的分力F——輥子給帶鋼反作用力117、入口活套完成上述全部操作后，帶卷加速沖入入口活套，使入口活套處于充滿狀態(tài)。其功能是積累和貯存多余帶鋼來使機組工藝段在機組頭部焊接帶鋼停機時仍能連續(xù)不斷運行。入口活套的特點是，在機組正常生產時，整個活套處于滿套狀態(tài)，當焊機焊接時或活套前設備停止運行時，貯存的帶鋼被慢慢抽空，如果有空套時，焊機焊接未完或設備未能正常起動那么將整條機組停機。隨著連續(xù)電鍍鋅機組的生產速度越來越高，活套中采用了CPC裝置，使帶鋼始終在中心線上運行。臥式活套立式活套入口活套有立式、臥式兩種，立式活套占地面積少，但帶鋼迂回次數較多。臥式活套占地面積大，但對板形保護有益。

主要技術參數：活套存貯能力60~380m轉向輥直徑600mm輥身長度1500mm128、拉矯機帶卷經過入口活套，進入工藝段。為了改善板型，帶卷在入口活套后通過拉矯機進行拉伸矯直。拉轎機的作用〔1〕通過拉伸和矯直作用消除基板的縱向彎曲，橫向彎曲，中間瓢曲及鐮刀彎等缺陷，改善板形。〔2〕也是工藝段速度的控制單元。拉矯機的張力輥組把帶鋼從入口活套中拉出，并為工藝段提供后張力。拉矯機圖片拉矯機視頻13前處理段設備1、預清洗處理預清洗段布置在焊機和活套之間。這樣可以防止帶鋼因油多而在活套轉向輥上打滑，而且也可以消除拉矯時發(fā)生“油燒〞現象。預清洗工藝一般由堿噴洗+水刷洗+水漂洗+枯燥組成，枯燥主要是用來防止帶鋼外表生銹。142、化學清洗化學清洗段是電鍍前的最后清洗，對鍍層的結合力有直接影響?；瘜W清洗段主要由如下組成：堿噴洗、堿刷洗、電解脫脂、水噴洗、水刷洗、酸洗、刷洗、水漂洗。152.1化學脫脂通過熱堿液的皂化作用、乳化作用以及堿液沖洗和刷洗作用將預除油后仍殘存在帶鋼外表的油污清洗干凈?；瘜W除油段分三段，第一級為堿噴洗，后二級為堿刷洗。皂化反響如下：〔RCOO〕3C3H5+3NaOH→3RCOONa+C3H5〔OH〕3油脂堿液肥皂甘油在除油過程中，氫氧化鈉是保證進行皂化反響的主要局部，由于皂化反響不斷進行，氫氧化鈉被逐漸消耗掉，為了保證在較長時間內的除油效果，參加碳酸鈉和磷酸三鈉以保證堿液的總堿度。碳酸鈉和磷酸三鈉都可以水解生成氫氧化鈉，反響如下：Na3PO4+3H2O≒3NaOH+H3PO4+H3PO4Na2CO3+2H2O≒2NaOH+H2CO3皂化反響生成的肥皂溶于水，而且是較好的外表活性劑。162.2電解脫脂對帶鋼交替進行陰極除油和陽極除油，通過帶鋼析出氣體的機械剝離作用和對油脂的乳化作用以及堿液的皂化作用，去除帶鋼外表油污。電解除油采用中間導體法，陽極布置的示意圖如下：如圖，帶鋼上下外表分別同前后電極組成兩個閉合回路，由于不銹鋼陽極長時間處于正電位下，外表易附上厚厚的一層油污，將電極和堿液隔離開來，氣體的析出大大減少，影響電鍍除油的效率，因此電極的極性每隔一段時間要切換一次，以防止電極的鈍化。而極性切換后陰極電流對鈍化的陽極有很好的去極化作用，因而使電解除油效率上升，而且也不要頻繁地更換陽極。技術參數：每個電解槽電極長度2×1000mm電流密度Max20A/dm2

172.3脫脂后帶有刷洗機的沖洗槽該段為3級串聯沖洗，其中第2級設有刷洗機。通過水噴洗和水刷洗將帶鋼外表的堿液和附著的臟物清洗干凈，防止將堿液或臟物帶入酸洗槽。2.4酸洗槽〔活化〕酸洗的主要目的是對帶鋼外表進行除銹及活化，提高鍍鋅層的結合力。酸洗介質是硫酸或鹽酸。2.5酸洗后帶刷洗機的沖洗槽采用3級串聯沖洗，中間一級設有刷洗機。其目的是將帶鋼外表酸液和雜質清洗干凈為電鍍作準備。18電鍍段設備連續(xù)電鍍鋅過程的電鍍處理是在電鍍槽中進行的。鍍槽的構造對所需能源、設備費用、生產性能有非常大的影響，是電鍍設備中研究的重要課題。鍍槽一般主要由導電輥、漂浮輥、陽極板、槽體、循環(huán)管路組成。電鍍時，帶鋼和導電輥相接觸，帶負電荷，為陰極；陽極板和整流器正極相接，帶正電荷。電鍍時，在鍍槽中發(fā)生如下電化學反響：帶鋼〔陰極〕Zn2++2e→Zn2H++2e→H2↑陽極板(不溶性)40H--4e→2H2O+O2↑(可溶性)Zn-2e→Zn2+191、電鍍槽目前，電鍍槽的結構形式較多，并不斷有新的形式出現，但從大的分類來講，其不外乎有三種：水平式、垂直式、徑向式。下面就其結構、特點分別進行介紹。201.1水平式鍍槽

水平式鍍槽中陽極呈水平布置，電鍍時帶鋼水平運行于陽極之間，其典型的結構形式如以下圖所示：水平鍍槽由陽極、導電輥、支撐輥、邊緣罩組成。陽極采用不溶性陽極。鍍液流向和帶鋼的運行方向相反。為了防止電鍍過程中發(fā)生帶鋼邊部增厚現象，在鍍槽中增設邊緣罩裝置，以屏蔽掉帶鋼邊部的局部電力線。21①陽極獨立于鍍槽之外，陽極靠上下液壓機構支撐進行固定，陽極和鍍槽箱體之間通過氣囊充氣后實施封閉，陽極拆裝極為方便。②陽極之間的鍍液流向導電輥下端的集液箱中。集液箱采用上溢流方式，使整個槽中的液體完全浸沒帶鋼，防止帶鋼外表發(fā)生枯燥現象，減少斑跡的出現。③陽極出口端采用噴嘴式封閉裝置，增強鍍液逆向噴流壓力。④導電輥和支撐輥之間的采用錯位式安裝，即導電輥的中心和支撐輥中心在水平方向上有幾個毫米的距離〔不在同一條垂直線上〕；一方面增加導電輥跟帶鋼的接觸面〔由線接觸變?yōu)槊娼佑|〕，降低導電輥跟帶鋼之間的接觸電阻，減輕輥面粘鋅發(fā)生。另一方面，錯位布置有得改善帶鋼在寬度方翹曲，減少帶鋼擦傷陽極的時機。帶鋼運行穩(wěn)定性的增加，使得帶鋼與陽極之間的距離可以縮小到10mm。⑤陽極入口端有屏蔽裝置，盡可能減少鍍液和導電輥接觸的面積〔但不能不接觸〕，減輕導電輥外表粘鋅的程度，延長導電輥使用周期。⑥采用了液壓伺服系統控制的邊緣罩系統，邊緣罩跟帶鋼邊部隨動，并單獨跟蹤控制，可有效消除邊部增厚現象。水平槽的缺點就是同垂直槽相比其電鍍時產生的氣體難于逸出。水平式鍍槽特點如下：221.2徑向式鍍槽

徑向式鍍槽示意圖徑向式鍍槽示意圖23徑向式鍍槽特點：徑向式鍍槽使用于單面鍍。電鍍時，帶鋼緊緊包裹著導電輥，帶鋼和導電輥接觸的一面不和鍍液接觸，因此不發(fā)生電鍍。徑向式鍍槽由于不采用邊緣罩系統，存在著明顯的邊部增厚現象，因此采用該鍍槽的生產線在尾部設有切邊裝置。徑向鍍槽中最為典型的是徑向式可溶陽極單面電鍍生產線。陽極和導電輥之間的距離為25到30mm。目前已有廠商已把可溶性陽極改為不溶性陽極〕。徑向鍍槽采用的導電輥結構如以下圖所示。

導電輥面中部為一哈氏體合金導電帶，鑲嵌在橡膠中間，電鍍帶鋼的最小寬度不小于導電帶寬度，否那么導電帶會跟鍍液接觸，使導電帶上鍍上鋅。導電輥上的橡膠對硬度要求較高，如太軟會使帶鋼外表形成導電帶壓印。電鍍時鍍液液面不超過帶鋼和導電輥的交接點，否那么會使導電輥、帶鋼反面鍍上金屬。徑向式鍍槽工藝生產的雙面電鍍鋅板，由于經過了兩次單面鍍，因此帶鋼外表斑跡較多。外表外觀同水平式、垂直式鍍槽生產的板子相比略差一些。241.3垂直式鍍槽垂直式鍍槽中的陽極是垂直布置，通過漂浮輥帶鋼在槽中180°改向，槽中設有兩對陽極，導電輥在槽外，不浸沒于鍍液中。垂直槽電鍍時產生的氣體容易逸出，同時帶鋼走向和重力方向在同一垂線上，帶鋼運行時比較平穩(wěn)。以下圖為兩種典型的垂直式鍍槽。25圖〔1〕是一種被廣泛采用的垂直式鍍槽。其兩對陽極浸沒于鍍液中，陽極為不溶性陽極，鍍槽中的液位通過上溢流法來保證。噴嘴噴出的鍍液流向和帶鋼方法相反，其導電輥不和鍍液大量接觸，帶鋼帶出的鍍液碰到導電輥后，容易造成導電輥外表粘鋅，所以導電輥底部設有刮渣裝置。這種形式的缺點是鍍槽由于其底部鍍液保持相對靜止，鍍液中的沉淀物容易沉積于漂浮輥外表，使帶鋼外表產生缺陷。圖〔2〕是垂直式鍍槽中的另一種類型——重力法鍍槽。重力法鍍槽是由奧地利的ANDRITZ—Ruthner研制開發(fā)的，世界上已有十幾條機組采用此種形式的鍍槽。26重力法鍍槽和垂直式鍍槽相比主要區(qū)別在于，重力法槽的陽極安裝于陽極箱外表，鍍槽中不充滿鍍液；鍍液由陽極箱上端出口流出，在重力作用下，加速流動。重力法鍍槽的導電輥底部都浸沒于清洗托盤內，清洗液是含硫酸的酸溶液，用于溶解導電輥外表所粘的金屬臟物，每個導電輥配備了一套刮渣器，并用噴流裝置加以清洗，把刮下的顆粒從導電輥外表洗下，防止顆粒壓入鍍層外表。由于采取了上述措施，使得導電輥更換周期較長。為了保證出鍍槽的帶鋼外表不發(fā)干，采用了噴淋頭，向帶鋼外表噴灑脫鹽水，重力法鍍槽進行單雙面電鍍切換相當方便。重力法鍍槽的陽極箱位置可以隨與之聯接的液壓缸的動作而變化。當進行單面鍍時，液壓缸將鍍槽內側的兩個陽極箱推離帶鋼，并關閉內側陽極箱的供液閥。用重力法鍍槽進行單面鍍時，非鍍面上沒有鍍液流動〔這一點和水平式鍍槽有區(qū)別，水平鍍槽進行單面鍍時，非鍍面不得不浸泡在鍍液中〕，因此，受到的腐蝕小，即使由于鍍液飛濺而造成的污染，也可以通過鍍后的輕微酸洗即可去除。重力法的陽極更換比較麻煩，花費的時間比較長，而且必須剪斷帶鋼。27后處理段設備

后處理包括涂漆處理、耐指紋處理、鈍化處理、磷化處理、涂油處理等。設備主要由輥涂機，烘箱組成。輥涂機烘箱28出口段

出口段