تأثیر پارامترهای تولید بر یکنواختی خواص متالورژیکی و ضخامت پوشش ورق گالوانیزه گرم مجتمع فولاد مبارکه

چکیده فرایند گالوانیزه گرم پیوسته یکی از شناخته شده ترین روش های متداول مورد استفاده جهت حفاظت ورق های فولادی نورد سرد شده در برابر خوردگی است. امروزه به دلیل افزایش مصارف ورق های گالوانیزه در کاربردهایی که کیفیت سطحی بالا نیاز است، کیفیت مورد انتظار از آنها نیز بالاتر رفته است. از آنجا که یکنواختی ضخامت پوشش نقش به سزایی در کیفیت ورق تولیدی ایفا می کند و همچنین یکی از عوامل تعیین کننده هزینه های تولید و قیمت نهایی ورق تولید شده است، لزوم انجام پژوهشی که در آن یکنواختی ضخامت پوشش مورد بررسی جامع قرار گیرند احساس می شود. در این پژوهش، عوامل موثر بر یکنواختی ضخامت پوشش گالوانیزه گرم ورق فولادی تولید شده در مجتمع فولاد مبارکه و روش های بهبود یکنواختی بررسی گردید. پروفیل ضخامت پوشش در عرض ورق گالوانیزه، توسط مشاهدات میکروسکوپی و روش تعیین کننده جرم پوشش در قسمت های مختلف از کلاف های تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد، مهم ترین عوامل موثر بر یکنواختی ضخامت پوشش ، دمای حمام، سیالیت مذاب، سرعت خط گالوانیزه، پارامترهای تیغه هوا مانند ارتفاع تیغه هوا از سطح مذاب داخل حمام و لرزش ورق هنگام عبور از مقابل تیغه هوا است. همچنین تأثیر غیریکنواختی ضخامت پوشش بر خواص متالورژیکی ورق های گالوانیزه از جمله بافت پوشش، رفتار خوردگی و خواص مکانیکی توسط آزمون های نظیر آنالیز gdoes، پراش پرتو ایکس، مشاهدات میکروسکوپ نوری و الکترونی، آزمون پاشش نمک، آزمون پلاریزاسیون تافل، آزمون کشش و رسم منحنی های حد شکل دهی بررسی گردید. یررسی های میکروسکوپی نشان داد که به دلیل شکل گیری لایه ممانعت کننده در فصل مشترک پوشش و زیرلایه، با افزایش ضخامت پوشش، ضخامت لایه های آلیاژی ثابت مانده و تنها ضخامت لایه اتا یا همان لایه با ترکیب شیمیایی روی خالص افزایش یافت. همچنین با افزایش ضخامت پوشش، بافت سطحی از صفحات قاعده به صفحات زاویه زیاد و صفحات منشوری تغییر می کند که سبب کاهش مقاومت خوردگی پوشش می شود. از طرف دیگر نتایج آزمون پاشش نمک نشان داد که همراه با افزایش ضخامت پوشش، زمان ظاهر شدن 5% زنگ قرمز در سطح ورق افزایش یافته که نشان دهنده افزایش قدرت پوشش جهت حفاظت کنندگی کاتدی از زیرلایه است. در هنگام شکل دهی ورق گالوانیزه، لایه اتا تشکیل شده بر سطح پوشش به صورت روانکار جامد عمل کرده و بنابراین سبب کاهش ضریب اصکاک می گردد. نتایج آزمون شکل دهی اریکسون نیز نشان داده که با افزایش ضخامت پوشش، وسعت ناحیه ایمن در نمودارهای حد شکل دهی افزایش می یابد که نشان دهنده بهبود خاصیت شکل دهی پوشش است. در آخر تأثیر برخی پارامترهای تولید شامل سرعت خط گالوانیزه، دمای حمام مذاب روی و ارتفاع تیغه هوا بر یکنواختی پوشش ارزیابی گردید. افزایش سرعت خط گالوانیزه به دلیل کاهش زمان غوطه وری ورق داخل حمام مذاب و در نتیجه کاهش نفوذ روی در زیرلایه و همچنین افزایش جرم پوشش قرار گرفته بر سطح ورق هنگام خروج از داخل حمام بر ضخامت کل پوشش تأثیر گذار است. افزایش دمای حمام مذاب از یک سو سبب افزایش سیالیت مذاب و در نیتجه کاهش لایه اتا گردیده و از سوی دیگر با افزایش نفوذ روی در زیرلایه ضخامت لایه آلیاژی را افزایش می دهد. افزایش ارتفاع تیغه هوا از سطح مذاب نیز سبب کاهش سیالیت مذاب هنگام عبور از مقابل تیغه هوا گردیده و بنابراین ضخامت پوشش و غیریکنواختی آن افزایش می یابد. با استفاده از نتایج بدست آمده سرعت بهینه خط گالوانیزه در حدودm/min 70، دمای حمام مذاب?c 473 و ارتفاع بهینه از سطح مذاب داخل حمام حدودmm 700 بدست آمد.