轧钢生产工艺技术3000问第十章彩色涂层钢板

轧钢生产工艺技术3000问第十章彩色涂层钢板内容摘要：

和铅等金属涂层制品。 (3)电泳。 这一方法是把被涂的钢铁材料浸入含涂层金属微粒的液体介质中，然后在钢铁材料和另一电极之间通入直流电，使金属微粒沉积在钢铁材料表面。 电泳涂层本身的强度以及与钢的结合力都较弱，因此要经过压实与烧结等处理后，方可应用。 (4)渗镀。 渗镀法是把钢铁材料或部件，放进含镀层金属或其化合的粉末混合物、熔盐浴或蒸气等环境中，使由于热分解或还原等反应析出的金属原子，在高温下扩散入钢铁中去，形成合金化涂层。 因此，本方法也称为表面合金化或扩散镀。 渗镀涂层一般不会因温度急剧变化而造成涂层脱落现象。 目前，用于钢材防蚀目的的渗镀元素，主要有铝、铬和锌等。 (5)包覆。 这一方法是把耐蚀的金属或合金薄板与较厚的钢板，在特定的条件下轧制在一起，使之不能被机械地分开，因而使钢板获得一耐蚀的表层。 包覆法不仅用于制造耐蚀钢材，而且广泛用于制 造金属装饰板和隔音板等。 用于包覆钢材的金属有不锈钢、镍、铝、铅、铜、铜一锌合金以及铜一镍合金等。 包覆钢材还可以进行抛光、压花等，以增加装饰效果。 1419．什么是非金属涂层的无机涂层 ? 非金属涂层的无机涂层包括：化学转化涂层、珐琅、玻璃和水泥等。 其中，应用比较广泛的是化学转化涂层。 化学转化涂层是钢铁表面的原子，通过化学或电化学反应，与介质中的阴离子或原子结合，形成与基材结合力较强的、有防蚀能力的薄膜。 用于钢材防蚀的化学转化涂层主要有：铬酸盐处理膜、磷酸盐处理膜以及在溶液、熔盐或热气流中形成的 氧化膜。 化学转化涂层是多孔的，可通过封闭处理，以提高耐磨性和防蚀效果。 1420．什么是非金属涂层有机涂层 ? 非金属有机涂层包括：塑料、涂料和防锈油等。 (1)塑料。 这类物质在常温下无明显塑性，在一定的温度和压力下，具有可塑性，可任意加工成型。 当恢复到平常条件时，仍保持加工时的形状。 塑料可分为热塑性和热固性两类。 热塑性塑料成型之后加热，还可软化变形，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 热固性塑料成型后受热，不再变形，如酚醛树脂、脲醛树脂等。 塑料具有优良的抗湿、抗电、抗酸碱腐蚀性能，其中以聚四氟乙 烯尤为突出。 常见的塑料涂层钢铁制品有塑料层压钢板和塑料衬里钢铁容器等。 (2)涂料。 涂料是油类、树酯或两者与其他一些有机物、无机物等的混合物。 把它们涂在钢铁材料表面，经过适当处理后，可形成一牢固的保护膜，使钢铁材料与周围介质隔离开来，从而达到防蚀的目的。 涂料中还可加入适当的缓蚀剂，以提高防蚀效果。 涂料品种较多， 经常用于防蚀的有油性涂料、醇酸树脂涂料、聚氨酯涂料、酚醛涂料和环氧树脂涂料等。 (3)防锈油。 钢铁材料在运输或贮藏过程中，为了防止外界因素的腐蚀，常涂一层防锈油，作为暂时性的防蚀措施， 如机油就是最简单、最常见的防锈油。 1421．有机涂层的防腐蚀机理是什么 ? 钢材同水与空气接触时发生的腐蚀反应，是局部电池作用的结果。 有机涂层具有使钢材和外界隔离的能力。 根据目前的涂料成分和涂覆技术，很难避免氧和水在涂层中的渗透现象。 因此，有机涂层阻止钢材腐蚀的效果，决定于离子在涂层内迁移的难易程度。 当离子经过涂层，渗透到钢材和涂层的界面并形成局部电池时，具有高电阻值的有机涂层，相当于在局部电池的两极之间，插入一个电阻，使局部电流难以流动，因而阻碍了钢材的腐蚀。 根据上述原理可知，有机涂层的防 蚀性能，与涂层的成分、厚度、均匀性以及涂层同钢基的结合力等有密切的关系。 实际上，在钢材的有机涂层中，往往存在微小的针孔 (如图 108 所示 )。 增加涂层厚度，无疑可减少针孔的数目，从而提高涂层的防蚀性能。 在涂覆工艺上大多采用“ 2涂 2 烘”法，目的在于减少涂层中深度达到钢基表面的针孔数目。 采用“ 2涂 2 烘”法时，第一次涂覆后涂层中存在的针孔，往往被第二次涂覆的涂层遮盖住。 1422．什么是有机涂层的膜下腐蚀 ? 所谓有机涂层的膜下腐蚀，是指有机涂层钢基上的腐蚀。 有机涂层膜下腐蚀和涂层的种类、涂覆工艺 等因素有密切的关系。 Leidheiser 等提出的腐蚀机理是： (1)水、离子和氧渗人有机涂层。 (2)基体金属与溶液之间导电的途径，是电阻较低的涂层部位。 (3)在钢基表面发生阳极反应。 Fe→Fe2++2e (4)在钢基表面还发生阴极反应： O2+2H2O+4e→4OH 在阴极区出现涂层脱层现象。 (5)腐蚀反应进行时，在有机涂层导电部位下面，离子的浓度增加，并生成固态的腐蚀产物。 (6)铁的溶解使反应部位附近的 pH值降低。 (7)阴极区域的 pH值升高和阳极区域的 pH值降低，对有机涂层均有害处。 有机涂层鼓泡的位置与局部电池的阳极和阴极的位置具有一致性。 阳极区域由于呈酸性，涂层有变脆的倾向。 阴极区域因为呈碱性，涂层软化膨胀，使黏结性变差。 此外，在阴极区域由于水分侵人，鼓泡容易长大，大的鼓泡破裂，导致大面积的腐蚀。 1423．防锈颜料有哪几种，在有机涂层中的作用是什么 ? 在有机涂料中，往往加有防锈颜料。 防锈颜料不仅可以改善涂层的防蚀性能，还使涂层具有美观的色彩。 防锈颜料按防蚀机理，可分为三种：碱性颜料 、可溶性颜料和金属粉末颜料。 (1)碱性颜料。 碱性颜料可抑制钢材腐蚀的原因，一方面是由于它能使钢材与涂层的界 面保持微碱性，另一方面，它与干性油等分子中的亲水基团一 OH反应，提高了涂层的耐水性和电阻值。 碱性颜料主要是含铅的化合物。 (2)可溶性颜料。 可溶性颜料大部分是铬酸盐系颜料，例如铬酸锌、铬酸锶、铬酸钡和铬酸钾等。 由于铬酸根的氧化作用，使钢材表面钝化，因而达到防蚀的目的。 (3)经常应用的金属粉末颜料有锌粉和铝粉。 含有锌粉的富锌涂料具有防蚀能力，是因为锌的溶解起到阴极防护的作用。 而 且由于锌的腐蚀产物的沉积，增加了有机涂层的隔离能力。 铝粉常用作面漆的颜料，它可遮断日光的照射，因而提高了有机涂层耐大气腐蚀性能。 第三节彩色涂层钢板基板的选择 1424．什么是用于生产彩色涂层钢板基材的连续热镀锌钢板，它有哪几种表面结构和表面处理方式，其镀层重量范围是多少 ? 所谓连续热镀锌钢板的定义是：在连续生产线上，将冷轧钢带或热轧酸洗钢带浸入锌含量不低于 98％的镀液中，经热浸镀，获得的镀锌钢板及钢带。 连续热镀锌钢板的表面结构种类包括：正常锌花 (俗称大锌花 )、小锌花、无锌花和锌铁合金四大类。 在此基础上，又可按是否经过光整工序，分为光整表面结构和不光整表面结构。 连续热镀锌钢板的表面处理方式，是指镀后的板面防锈处理方式，一般有钝化和涂油两种处理方式。 近期国内正在开发一种在连续热镀锌生产线上的类似于彩色涂层板的预涂处理的涂层处理方式。 它是通过涂敷一层极薄的透明有机涂层膜，可提供一种附加的防腐蚀作用，特别是耐指纹特性和导电性，在成型时可改善润滑性并作为后续涂层的黏附底层，目前可称为 PC(永久涂层 )处理或耐指纹处理。 连续热镀锌钢板的镀层重量范围如表 108 所示。 1425．为什么可以采用合金化热镀锌钢板做彩色涂层钢板的基板。 合金化热镀锌钢板是将常规热镀锌钢板经退火处理，使其镀锌层转化为锌铁合金层的钢板。 合金化热镀锌钢板的表面粗糙度较常规热镀锌板大，具有良好的切边保护性、涂装后的耐腐蚀性、可焊性、涂膜附着性能等。 其缺点是板面光泽度低，镀层易产生变形粉化。 但通过控制钢中低的碳、氮含量、锌液中的铝含量、合金化退火温度，减少锌铁合金层中的脆性相 Г、 ζ相，形成以占。 为主的金相组织，可以获得较好的综合性能。 生产实践结果表明，当采用了合理的合金化热镀锌钢板工艺，并对合金化热 镀锌钢板基板，按照彩板成品要求进 行 T 弯、杯突、冲击等严格的质量检验，完全可生产出以合金化热镀锌钢板为基板的，性能优良的彩色涂层钢板。 1426．作为彩色涂层钢板基板的热镀锌钢板构表面缺陷有哪些，其产生的原因是什么 ? 热镀锌钢板的常见表面缺陷及产生原因包 括： (1)划伤。 分镀前划伤和镀后划伤两种，是由机械设备在带钢表面划过造成。 (2)锌粒。 当锌锅底渣过多，被机械搅动浮 起或由于未及时撤除锌锅面渣，伴随锌液粘附在锌板面形成。 (3)气刀条痕。 由于气刀局部堵塞，吹扫不均，在 带钢相应部位上产生凸起带痕。 (4)气刀刮痕。 由于板形不良、带钢张力太小，造成带钢离气刀喷嘴距离太近和气刀喷嘴接触所造成的连续或间断的印痕。 (5)压印。 光整辊或其他压力辊粘附有锌粒或有机械损伤，在带钢表面相应位置造成具有一定周期性的印痕。 (6)锌起伏 (锌浪 )。 锌层呈现出水波状的浪纹。 与气刀吹扫、锌锅超温、锌层过厚等控制不良有关。 (7)厚边。 锌板边缘部位锌层明显增厚，是气刀吹扫边部控制不良造成。 (8)褶皱 (卷曲皱纹、馒头纹 )。 这是一种肉眼可见、无明显手感、比较密 集的横向条纹。 其产生原因是镀后带钢在机组运行过程中反复弯曲所造成的屈服变形。 (9)抖动条痕。 由于设备失调，使辊子转动不均匀，形成周期性的跳动，导致带钢产生横向等距离的条痕。 (10)锈蚀。 镀前基板存放时间过长，受存放环境条件、原板板面残留物的影响而产生的锈蚀和叠印腐蚀。 严重的原板锈蚀可使锌层附着力变差甚至脱落。 镀后的锌板锈蚀是因镀后板面未采取钝化或涂油保护措施，在储存和运输的过程中产生白色的锌层锈蚀。 1427．作为彩色涂层钢板基板的冷轧板的表面缺陷有哪些。 其产生的原因是什么 ? 冷轧钢板的常见表面缺陷及产生原因包括： (1)划伤。 机械设备在带钢表面划过造成条状或带状，连续或间断，程度有深有浅的伤痕。 (2)滑伤。 当钢卷的开卷张力大于钢卷原有的卷取张力时，在开卷过程中，松弛的钢卷产生层间错动而产生的大面积的滑痕。 (3)压印。 轧辊或其他压力辊粘附有异物或有机械损伤，在带钢表面相应位置造成具有一定周期性的印痕。 (4)辊印。 由于轧辊表面的各种缺陷，如磨削痕迹、轧辊剥落等，复印到带钢表面所形成的带周期性的缺陷。 (5)氧化色。 因退火氧化原因所造成的带 钢表面黄色或蓝色的氧化斑块。 (6)乳化液斑。 轧后板面残留有未被吹净的轧制液体，在退火时未能完全挥发或还原而残留在带钢表面的残迹斑块。 (7)褶皱。 常产生于较薄带钢的边部，垂直于带钢长度方向的折痕，是带钢受不均匀张力而产生的屈服变形。 (8)锈蚀。 冷轧板的成品锈蚀，主要是板面未涂油或涂油不均造成在储存和运输的过程中产生的锈蚀。 (9)夹杂。 在冶炼、连铸时产生的氧化物夹杂或气体等内部缺陷，经轧制后暴露到板面的缺陷。 (10)氧化铁皮压人。 热轧前段产生的氧化铁皮经轧制后， 镶嵌到热轧板基体内，经酸洗、冷轧仍未能去除的缺陷。 1428．彩色涂层钢板用涂料的涂敷性能主要有哪些 ? 卷钢涂料的涂敷性能主要有：浸润性、流动性、流平性和固化条件等。 (1)浸润性是指涂料在基材表面浸润、渗人、扩散的能力。 (2)流动性是指涂料在搅拌过程中的流动性能。 (3)流平性是指涂料涂敷在金属表面后流平时间长短。 (4)固化条件是指涂料热固化的温度变化范围及变化波动性。 1429．液体涂料在生产使用前的准备工作主要有哪些 ? 液体涂料在生 产使用前需要做的准备工作包括： (1)对液体涂料的产品品种和质量的确认。 包括产品包装是否完整，标志是否清晰，和生产计划是否相一致；注意产品的生产日期是否超出保质期，是否有鼓包变形情况；打开盖后，用铲检查底部是否有沉淀，如有异常应停止使用。 (2)搅拌。 每桶涂料在保证清洁的情况下打开盖后都要进行机械搅拌。 搅拌开始时，先用铲从底部搅起来，将底部沉淀搅开，再置于搅拌器下搅拌。 通常涂料需搅拌 30~60min。 (3)进行黏度测定和调整。 在搅拌的同时进行涂料黏度的测量与调整。 所取的样品要在25℃的条件下用伏特 4 号杯进行测定，根据涂料黏度加入适量的稀释剂进行调整。 黏度控制按涂料工艺要求进行。 1430．化学清洗的原理是什么，如何控制，化学清洗剂有哪些技术指标 ? 原板表面常常附有油脂、灰尘和其他机械杂质。 这些污物的存在将会严重地影响漆膜的附着，因此，在涂漆前必须对原板进行清洗。 彩板生产线主要是采用化学清洗。 化学清洗剂(也称为化学脱脂剂 )的一般组成为：氢氧化钠、碳酸钠、助洗剂 (硅酸钠、磷酸盐 )、表面活性剂等。 使用时一般是将其配制成一定浓度的水溶液，采用全浸或喷淋的方式对原板进行清洗。 化 学清洗的原理是：清洗剂水溶液中的氢氧根 (OH一 )脂通过皂化作用 (主要针对动植物油脂 )便之成为可溶于水的皂类，同时由于清洗剂水溶液中的表面活性剂对任何种类的油脂均有乳化作用，使动植物油脂和矿物油“增溶”于水相中，从而达到将原板表面的油污清除的目的。 清洗后的原板要用 80℃ 的热水将表面残留的清洗剂冲洗干净。 在彩板生产线采用的清洗工艺如下： 1 号碱洗 →1 号热水冲洗 →2 号碱洗 →2 号一级热水冲洗 →2 号二级热水冲洗 控制要点是： (1)清洗剂水溶液和冲洗水的温度均要保持在 80℃。 (2)保证清洗剂槽液的浓度符合清洗剂技术。