孫 寧

（唐山鋼鐵集團(tuán)高強(qiáng)汽車板有限公司，河北 唐山 063000）

1 系統(tǒng)工程理論簡(jiǎn)述

系統(tǒng)思想源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，但作為一門科學(xué)的系統(tǒng)論，人們公認(rèn)是美籍奧地利人、理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）創(chuàng)立的。今天人們從各種角度上研究系統(tǒng)，對(duì)其下的定義不下幾十種。一般系統(tǒng)論則把系統(tǒng)定義為：由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機(jī)整體。

2 產(chǎn)品質(zhì)量提高措施的制定與實(shí)施

提高鍍鋅線的合格率，是一個(gè)非常復(fù)雜的課題?；趯?duì)系統(tǒng)工程管理的認(rèn)識(shí)和理解，運(yùn)用其管理思想，并結(jié)合鍍鋅線生產(chǎn)情況，制定提高鍍鋅生產(chǎn)線合格率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下。

圖1 鍍鋅線生產(chǎn)環(huán)節(jié)圖

3 系統(tǒng)分析各工序的影響因素及控制

為提升檔次無(wú)鋅花鍍鋅板主要靠產(chǎn)品表面質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)有設(shè)備狀況進(jìn)行工藝優(yōu)化和功能完善，形成了鋅渣、鋅灰、鋅流紋等缺陷消除技術(shù)。通過(guò)以上工作，實(shí)現(xiàn)了帶鋼表面質(zhì)量的提高穩(wěn)定了產(chǎn)品力學(xué)性能，提高了冷軋鍍鋅產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量。

4 鋅渣缺陷消除技術(shù)

（1）鋅渣的成分。鋅渣是熱鍍鋅的副產(chǎn)品，形成于鋅液中、由含F(xiàn)e顆粒構(gòu)成，對(duì)鍍層質(zhì)量產(chǎn)生破壞性作用。顆粒為Al-Fe-Zn(頂部鋅渣，或者η-Fe2Al5-xZnx，主要產(chǎn)生于鍍鋅過(guò)程中)或者Zn-Fe(底部鋅渣，或者δ-FeZn7，主要產(chǎn)生于鍍鋅合金化過(guò)程中)。

（2）鋅渣的產(chǎn)生原因。降低鋅渣產(chǎn)生的關(guān)鍵因素就是鋅液的溫度：鋅液溫度和Al含量都穩(wěn)定。特別要注意的是，Al含量的突然增加將產(chǎn)生大量的頂部鋅渣。

（3）引入有效鋁和全鋁的概念實(shí)現(xiàn)鋅渣的控制。為了獲得良好的表面和鋅層粘附性能,逐步引入了全鋁和有效鋁的概念。全鋁：全鋁是指鋅液中的全部鋁含量，即鋅液中的溶解鋁以及所有金屬間化合物中(鋅渣)的鋁之和，通過(guò)對(duì)鋅液樣品進(jìn)行化學(xué)成分分析得到。有效鋁：有效鋁是指溶解到鋅液中的Al，有效鋁是形成所需鍍層顯微組織的決定性因素，不包括形成鋅渣的金屬間化合物中的Al，因?yàn)檫@部分Al無(wú)法和帶鋼中的Fe反應(yīng)。

AlEFF保持在0.17%～0.19% ，只有有效鋁保持在0.14%以上時(shí),才可保證鋅層粘附性。當(dāng)有效鋁低于0.14%時(shí),將形成脆性的二元鋅鐵合金,破壞粘附性,而當(dāng)有效鋁為0.14%或更高時(shí),鍍鋅化學(xué)反應(yīng)將在0.15s內(nèi)完成,這時(shí)將在鋼帶表面形成三元合金,含45% Al, 35% Fe, 和20%Zn(Fe2Al5-XZnX)?？紤]到鋁含量控制的重要性，取樣位置就十分重要：盡可能靠近帶鋼、在鋅液面以下大約0.5m。必須保證樣品不受上層鋅液的污染，因?yàn)樯蠈拥匿\液中鋅渣較多。加鋅錠的方式也很重要，最好在鋅鍋后部遠(yuǎn)離帶鋼的位置，避免溫度和Al含量的波動(dòng)。

圖2 通過(guò)Zn-Fe-Al相圖確定有效鋁

鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中(圖1中的η + L相區(qū))，確定有效鋁可通過(guò)：首先在取樣溫度下的相圖基礎(chǔ)上繪制鋅液中Al、Fe成分圖(實(shí)際是一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn))。

它和Fe/Al溶解度曲線的交點(diǎn)，即為AlEFF值。

在圖1的例子中通過(guò)0.20% Al/0.035%Fe點(diǎn)，作平行于η成分線的直線，與Fe/Al溶解度曲線的交點(diǎn)，該點(diǎn)的0.175%Al含量即為有效鋁值。如果鋅液溫度保持在460℃±5，使用下面的公式足以得到足夠近似的結(jié)果：

（1）AlEFF = AlTOT - 1.21 * Feleg

（2）Feleg = FeTOT - Fesol

目前通過(guò)函數(shù)公式的計(jì)算，較好的保證了鋅液成分的穩(wěn)定性，鋅渣缺陷大大減少。

5 鋅流紋缺陷消除技術(shù)

鋅流紋缺陷主要體現(xiàn)為帶鋼經(jīng)光整后表面并無(wú)明顯紋跡，但鋅流紋與板面存在一定色差，對(duì)帶鋼表面顏色有一定影響。

（1）形成機(jī)理研究。較多的鋅液在氣刀刮完后，在重力作用下從上往下流動(dòng)，并很快凝固在表面，在空氣和氣刀風(fēng)機(jī)吹出氣流的作用下堆積形成波紋形成“鋅流紋”。

（2）流紋形成的影響因素。①帶鋼抖動(dòng)。此振動(dòng)主要受來(lái)料的板型不良、上行冷卻風(fēng)機(jī)和鋅鍋中沉沒(méi)輥、穩(wěn)定輥、校正輥軸承的裝配精度以及生產(chǎn)中磨損程度。②低速、厚鋅層、低基板粗糙容易產(chǎn)生鋅流紋。通常帶鋼運(yùn)行的最大速度是由爐子的加熱能力決定的。在爐子加熱能力允許的前提下，提高帶鋼的運(yùn)行速度可大大減輕鋅流紋缺陷。③鋅液成分鋁的影響。由于鋁與鐵的親合力強(qiáng)，鋅液中的鋁優(yōu)先在鋼基表面形成很致密的、薄且韌的Fe-Al金屬間化合物，并牢固地附在鋼基表面，起粘附鍍層的作用。④鋅液溫度的影響。鋅液溫度升高，能增加帶鋼本身的熱能，同時(shí)也加快了帶鋼出鋅液后進(jìn)入氣刀前表面鋅液的流動(dòng)，減少鋅流紋的形成。但鋅液或帶鋼入鋅鍋溫度過(guò)高都會(huì)導(dǎo)致Fe離子的增加，不僅鋅液流動(dòng)性變差且鋅液表面鋅渣量大無(wú)法生產(chǎn)高等級(jí)表面鍍鋅板。

（3）鋅流紋缺陷的消除方法。①縮短氣刀的距離，合適的氣刀壓力和氣刀高度鋅流紋越不易出現(xiàn)。在生產(chǎn)時(shí)，防止鋅液反濺。氣刀的高度在170mm左右，生產(chǎn)線的最好控制在120m/min。②調(diào)整鋅液成分，鋅液中的鋁含量直接影響鋅層的附著性，一般鋅液中的鋁含量一般控制在0.18%～0.22%，目標(biāo)值按照0.20控制較好。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上技術(shù)研究產(chǎn)品表面質(zhì)量大幅提高FB級(jí)品率達(dá)到97%，具備了生產(chǎn)一批高端牌號(hào)能力。隨著系統(tǒng)工程工作不斷深入人心，熱軋熱鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量的逐步提高，增強(qiáng)了成本意識(shí)，對(duì)拓展市場(chǎng)、提高冷軋品牌的知名度有一定的促進(jìn)作用，使冷軋產(chǎn)品，面對(duì)市場(chǎng)的波動(dòng)，有了立于不敗之地的資本。