一种控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法与流程

1.本发明涉及一种钢铁生产工艺，特别是一种基于酸洗镀锌连续产线的，控制镀锌麻面缺陷的方法。


背景技术：

2.随着钢铁行业的快速发展，降低生产成本，丰富品种结构已成为钢铁行业增强竞争力主要手段，“以热代冷”技术成为钢铁行业降低生产成本主要手段之一，目前市场上以热代冷的产品主要为酸洗产品和热镀锌产品。
3.随着技术发展，应用酸洗镀锌联合机组生产热镀锌产品逐渐成为主流。现有生产热镀锌产品的酸洗镀锌联合机组，镀锌产线设计厚度范围0.8-4.0mm，热轧卷经过酸洗槽酸洗后直接进入的镀锌炉加热、锌锅内进行镀锌，酸镀炉内采用电磁感应加热，炉内加热温度最高可达到550℃，带钢未发生再结晶退火。与传统镀锌工艺对比，原料基板粗糙度不均，在酸洗后带钢表面容易被氧化出现黄斑缺陷，经过酸洗后的平整后带钢表面残留一部分氧化铁粉，在炉内的还原效果差，因此，带钢出锌锅后带钢表面经常产生麻面缺陷。
4.发明人在先申请《一种控制酸洗镀锌联合产线镀层缺陷的方法》（cn113846334a）中，通过对酸洗段、漂洗段工艺控制，可以稳定减轻镀锌产品漏镀、麻面、锌层不符缺陷。但由于麻面的产生与基板表面处理相关，通过平整、光整处理，可以使表面粗糙度更均匀，但会导致屈服强度增加和延伸率降低，改变了钢材性能，对于固定型号热轧基板，则造成钢材性能不稳定的风险，因此该技术仅仅从酸洗段、漂洗段控制，通过控制酸洗的黄斑缺陷，进一步管控镀锌的麻面、锌渣缺陷，缺陷比例改善有限（从0.48%降低到0.31%）。


技术实现要素：

5.本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，从酸洗、平整、镀锌工艺的改良来降低解决镀锌麻面缺陷。
6.本发明解决其技术问题的技术方案是：一种控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，为通过连续酸洗镀锌生产线进行热基板酸洗镀锌工艺，其特征在于：包括热轧原料
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开卷
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焊接
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破磷
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酸洗漂洗
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平整
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二次水洗
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加热
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镀锌锅内镀锌
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光整
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拉矫
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卷取
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成品；工艺具体控制包括：基板表面粗糙度控制：延伸率的设置与分配：破磷延伸率0.5%，平整延伸率2.0~2.5%，光整延伸率1.5~2.5%，拉矫延伸率0.3%；总延伸率4.3~5.5%；酸洗及漂洗控制：酸耗按75-85l/t管控，1#酸槽电导率在850~900ms/cm；酸温：80-85℃；漂洗水水温45-55℃；5号漂洗槽采用高压漂洗，漂洗压力保证30bar以上；平整后二次水洗：二次水洗装置包括喷淋装置、挤干辊、烘干装置。
7.进一步的，上述的基板表面粗糙度控制还包括采用毛化的大粗度镀铬工作辊。
8.进一步的，上述的工作辊粗糙度ra 3.5um，采用毛化镀铬工艺喷涂。
9.进一步的，上述的二次水洗装置还包括刷辊。
10.进一步的，上述二次水洗装置的喷淋装置中，喷淋水水温40-50℃，压力≥3.5bar。
11.进一步的，上述的二次水洗装置还包括刷辊，吹扫装置、烘干装置。
12.还包括沉没辊的振动控制：根据厚度进行排产，沉没辊更换后24h内生产2.0mm以下规格。
13.进一步的，上述的沉没辊的振动控制中还包括三辊六臂安装精度控制。
14.进一步的，上述的镀锌锅内镀锌中：对于轧程尾浇镀锌料和麻面缺陷高发钢材类型，控制锌层厚度≥275g/m2。
15.进一步的，上述的麻面缺陷高发钢材类型包括带钢3.0mm厚度以上热基板和镀锌产品表面级别为fa的热基板。与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
16.1、平整机采用毛化的大粗度镀铬工作辊，工作辊粗糙度ra3.5um，采用镀铬工艺喷涂，平整机延伸率2.0-2.5%，通过进炉前的大平整和工作辊粗糙度，改善原料带钢的表面形貌；通过增加光整延伸率从之前的1.0%增加到1.5-2.0%，通过增加光整压下，降低带钢表面麻面缺陷程度；
17.2、通过锌锅中沉没辊的状态来控制镀锌的麻面缺陷；
18.3、本发明工艺实施以来，镀锌麻面缺陷的改判比例降从0.21%降低到0.07%，提升产品质量，增加产品效益；
19.4、立足于现有的酸洗热镀锌联合机组产线，改造成本低，便于推广。
具体实施方式
20.下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
21.出于以下详细描述的目的，应该理解的是，除非明确相反地指出，否则本发明可以采取各种替代变型和步骤次序。此外，除了在任何操作实例中或在另外指示的地方以外，所有表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的数字在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。至少，并且不企图限制对权利要求书的范围的相等物的原理的应用，每个数字参数应至少按照报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来理解。
22.尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地含有某些由其相应测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。
23.还应理解的是，本文陈述的任何数值范围旨在包含所有其中纳入的子范围。例如，“1到10”的范围旨在包含所有介于(及包含)所陈述的最小值1及所陈述的最大值10之间的子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值及等于或小于10的最大值。
24.在本技术中，除非另外特别说明，否则单数的使用包含复数并且复数涵盖单数。另外，在本技术中，除非另有明确说明，否则“或”的使用意指“和/或”，即使在某些情况下可以明确地使用“和/或”。进一步地，在本技术中，除非另外特别说明，否则“一个”或“一种”的使用意指“至少一个/种”。例如，“一种”第一材料、“一种”涂料组合物等是指这些项目中的任何项目中的一个或多个项目。
25.本发明对比例和各个实施例整体工艺采用的是通过连续酸洗镀锌生产线进行热基板酸洗镀锌工艺，技术路线包括：热轧原料
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开卷
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焊接
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破磷
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酸洗漂洗
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平整
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二次水洗
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加热
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镀锌锅内镀锌
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光整
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拉矫
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卷取
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成品。各个实施例中的加热步骤均为感应炉加热，炉内加热温度最高可达到550℃，带钢未发生再结晶。
26.本发明中工艺具体控制包括：
27.1、基板表面粗糙度控制
28.现有技术热轧基板酸洗后镀锌工艺，带钢表面遗传的原料的粗糙度形貌，粗糙度大且不均匀（同一卷料粗糙度ra1.4-3.5μm），并且上下面粗糙度差异较大，上工序热轧卷的轧制排产顺序都是按厚度进行开浇轧制，逐级过渡到薄规格，然后在过渡到厚规格，厚-薄-厚，一个轧程100-130个卷左右，因此，厚度2.5-3.5mm都是上工序轧程开浇卷和接近轧程尾部的卷。尤其接近轧程尾部的卷，热轧轧辊也接近轧制末期，表面形成的氧化铁皮也极不均匀，带钢表面状况差异很大。因此，基板表面的凸凹造成与锌液反应的表面积大，影响带钢表面抑制层的形成。此外，热镀锌反应初期，锌液中 al容易吸附在基板的凸起部位，与基板反应锌层中al2fe5抑制层增厚，在基板凹陷部位al含量较少，容易出现抑制层缺失和断裂，使此处的fe含量升高。同时，表面粗糙度的增加会引起氧化层厚度的增加，从而导致表面润湿性的降低。
29.延伸率的设置与分配：破磷延伸率0.5%，平整延伸率2.0~2.5%，光整延伸率1.5~2.5%，拉矫延伸率0.3%；总延伸率4.3~5.5%。
30.其中，平整机控制包括：
31.（1）增加平整机延伸率：
32.平整机延伸率从现有技术的1%增加2.0~2.5%。
33.通过进炉前的大平整，改善原料带钢热轧表面酸洗掉氧化铁皮的表面形貌，使表面粗糙度更均匀。同时增加平整延伸率会增加带钢表面活性，残余应力越大，带钢表面原子活性越大，带钢在镀锌炉内h2还原效果好，越容易与铝反应，从而有助于抑制层形成。
34.（2）采用毛化的大粗度镀铬工作辊：
35.单纯增加平整及光整延伸率，虽然可以改善表面粗糙度，但是又会增加导致屈服强度增加20~30mpa，延伸率降低2-3%，影响了钢材性能。
36.对于所涉钢材质的延伸率要求≥22%的钢种，要充分考虑平整延伸率和光整延伸率对性能的影响。平整机采用毛化的大粗度镀铬工作辊：工作辊粗糙度ra 3.5um，采用毛化镀铬工艺喷涂。
37.平整延伸率和工作辊粗糙度，二者双重控制可以降低粗糙度衰变速度，将表面粗糙度复印状态在镀锌过程全程维持，改善锌层附着缺陷，降低麻面缺陷产生机率，从而将光整延伸率1.5~2.0%，甚至是1.5~1.8%内，确保总延伸率4.3~5.0%进行生产。
38.优化方案中，首选破磷机延伸率0.5%，平整延伸率2.0~2.5%，光整延伸率1.5~2.0%，拉矫延伸率0.3%；总延伸率≤5.0%进行生产。生产过程中，如果出现带钢出锌锅后仍存麻面缺陷，则手动调整，将平整延伸率降低到2.0~2.2%，光整延伸率增加到2.0-2.5%，并确保总延伸率≤5.5%。通过增加光整压下，降低带钢表面麻面缺陷程度。这种生产过程中的手动调整控制方式，在获得良好抑制层效果的同时，不会干扰原有基板的钢材性能，保证镀锌卷性能的稳定性。
39.2、酸洗及漂洗控制
40.由于本产线为热轧基板酸洗后镀锌，带钢表面的酸洗效果会影响镀锌炉内的还原效果及锌层抑制层的形成。如果酸洗不彻底带钢表面残留氧化铁皮，镀锌炉内的还原效果差，出锌锅后容易出麻面缺陷。如果在酸洗后漂洗段漂洗工艺控制不好，带钢表面发黄被氧
化，带钢表层存在fe（0h）2的，同样会影响镀锌炉内的还原效果和锌锅内锌层中抑制层的形成。
41.酸洗工艺：酸耗按75-85l/t管控，1#酸槽电导率在850~900ms/cm；酸温：80-85℃。有利于提升酸洗效果。
42.漂洗工艺：漂洗水水温45-55℃。5号漂洗槽采用高压漂洗，漂洗压力保证30bar以上。
43.现有技术中为常压漂洗压力10-20bar，本工艺中采用高压漂洗，本发明的酸洗镀锌联合产线酸洗速度慢，最大速度170m/min，生产厚度≥3.0mm，酸洗工艺段速度50-60m/min，为提高原料氧化铁皮酸洗效果，酸浓度比常规酸洗浓度高很多，常规酸洗吨钢酸耗55-65l/t，同时酸性工艺速度≥200m/min。因此，本发明酸洗镀锌产线带钢表面有过酸洗的倾向，带钢表面残留了更多氧化铁粉，为降低带钢表面的氧化铁粉对后面辊系污染及进入锌锅对锌液污染，采用高压漂洗，可以更加提高酸洗后带钢的表面清洁度。漂洗超过4小时停机需检查喷梁，超过8h停机需全面清理漂洗槽，停机需检查全部挤干辊磨损情况，异常磨损辊更换。
44.3、平整后二次水洗
45.炉前平整采用大平整工艺改善原料表面粗糙度相貌，带钢表面残留铁粉粘附在带钢表面粗糙度的凹凸不平的地方，尤其表面微观上深凹的地方，残留的铁粉不容易清理，当进入锌锅会污染锌液，产生锌渣缺陷，同时表面深凹的地方残留的铁粉影响此处锌液的流动，影响此处锌层中al5fe2抑制层的形成，此处抑制层薄或无法形成，从而产生麻面缺陷。
46.为解决炉前大平整造成表面氧化铁粉的问题，在平整工序和加热工序之间增加二次水洗工序。二次水洗装置包括刷辊及喷淋装置、挤干辊、吹扫装置、烘干装置。
47.所述的刷辊上面的刷毛采用尼龙丝材质，硬度低，对辊面不会产生划伤等缺陷，用刷辊上面的刷毛对带钢表面进行刷洗，清理带钢表面的脏物。水洗装置的刷辊更换周期2-3个月。
48.所述的刷辊正方和下方为喷淋装置，刷辊的刷毛在喷梁喷水的情况下进行刷洗带钢表面，喷淋装置水洗泵压力≥3.5bar。水泵压力太小，冲洗效果差，带钢表面微观凹坑深处的残留铁粉不能完全被清理掉，带钢在锌锅内会产生锌渣、麻面缺陷，同时喷淋水对辊面的毛刷有冷却作用，降低磨损，延长使用寿命。水泵压力不能太大，压力过大，虽然会提高水洗效果，但同时带钢板面会残留大量的水，对后续挤干辊挤干、吹扫、烘干表面残留水的处理压力就会增加。水洗装置是酸洗镀锌产线保证带钢入炉前带钢表面清洁性重要的设备。喷淋水水温40-50℃，水温高，虽然能够提高冲洗效果，但水温过高，带钢表面存在被氧化的风险，同时造成能源成本增加。
49.高压充分喷淋后如果存在水迹，进入炉内加热环境，长时间运行情况下，挥发成蒸汽影响炉内气氛，影响还原效果，同时影响炉内露点控制，导致露点升高，带钢表面被氧化。因此需要通过挤干辊、吹扫装置、烘干装置进行充分干燥。
50.所述的刷辊后面为挤干辊，更换周期15天，优化方案中，为两对挤干辊采用一备一投用原则。聚氨酯挤干辊辊面容易磨损，带钢表面存在轻微磨损碎削进入锌锅后容易产量漏镀、锌渣缺陷，试用过程中可以一个挤干辊出现问题，可以及时调整用备用辊，防止质量问题扩大，提高生产效率。
51.所述的挤干辊后增加边部吹扫装置，确保从水洗后带钢表面不带水，水洗喷淋采用新水直补，不循环使用，确保冲洗水干净。
52.所述的烘干装置烘干温度≥70℃，进一步烘干带钢表面残留的水迹，＞4小时停机需检查水洗喷梁，＞8h停机需全面清理水洗槽。
53.但实际上现有的酸洗镀锌线为已有产线，水洗装置为产线建成后改造增加的装置，平整机和镀锌炉之间距离有限。充分高压水洗的水量大，要求后续吹扫装置、烘干装置的设置长度大，挤干辊更换频率密集，否则残留水进入镀锌炉内影响炉内气氛，从而影响还原效果。
54.因此，在这种情况下对于平整前漂洗、平整后二次水洗需要进行配合调整：
55.（1）漂洗工序：漂洗水水温40-45℃，末次漂洗槽内水电导率≤100μs/cm，末次漂洗压力≥30bar。在其他参数不变的情况下，通过降低漂洗水温5℃左右，使得宏观上带钢表面不带水，但微观上粗糙度大、深的凹坑深处还存在微量水残留未达到充分蒸发。平整时，平整造成的铁粉落入凹坑中，由于深处水未经充分蒸发，因此铁粉和基底结合度会更低。
56.（2）二次水洗：二次水洗装置为顺序连接的超声震荡水槽、喷淋装置、挤干辊、吹扫装置、烘干装置。超声震荡水槽温度为55-60℃，通过超声震荡和漂洗阶段凹坑深处形成的水膜联合作用，使得铁粉脱离更加容易，后续喷淋装置水洗泵压力2.8-3.0bar，水温45-50℃，，既可以实现高压喷淋的效果，带钢表面残余水量少，也不会影响带钢表面粗糙度，挤干辊和短行程的烘干装置即可达到原有挤干辊和长行程吹扫、烘干效果。
57.4、沉没辊的振动控制沉没辊轴头轴瓦磨损严重发生振动，振动过程造成带钢与沉没辊接触摩擦力不均匀，不均匀的摩擦力微观上对锌层中抑制层的形成产生破坏和阻碍，这种表面形貌下带钢出锌锅后锌液造成不均匀性的流动，从而产生麻面缺陷。此外，带钢越厚，带钢张力越大，带钢与沉没辊表面接触的摩擦力越大，沉没辊的振动造成接触摩擦力不均性越大，对锌层中抑制层的影响越大，这也是厚板镀锌在沉没辊末期容易出现麻面缺陷的主要原因。
58.（1）厚度与排产
59.①ꢀ
沉没辊更换后第一天（24h内）生产2.0mm以下规格，有助于进行沉没辊的磨合，保证转动顺畅。
60.②ꢀ
三辊六臂服役第12天后不安排≥3.0mm规格生产。
61.③ꢀ
生产厚度规格≥2.5mm，沉没辊刮刀每卷投用1次。
62.此外，沉没辊周期≤15天；沉没辊轴套轴瓦选用耐磨性超好的材质，轴瓦材质是超级陶瓷，轴套材质是钴基合金表面喷涂碳化物涂层。
63.（2）三辊六臂的安装精度
64.①ꢀ
三辊与轧制线的距离：稳定辊55.5
±
0.3mm；矫正辊60
±
0.3mm；沉没辊35.5
±
0.3mm。
65.②ꢀ
三辊顶针单侧间隙：稳定辊、矫正辊12
±
1mm；沉没辊10
±
1mm。
66.③ꢀ
沉没辊水平≤0.08mm/m；水平检测周期≤5个月。
67.三辊六臂安装增加轴套轴瓦的压纸实验，压纸试验目的保证轴套轴瓦接触过程中，均匀受力，保证安装精度。所述的压纸实验具体为：安装过程中用一张白纸放到沉没辊轴套和轴瓦的间隙中，采用吊装模拟轴套轴瓦的接触受力；抽查白纸观察白纸的受力印痕，
如果白纸受力印痕分布均匀，受力两侧的印痕大小一样，说明轴套轴瓦安装精度合格。
68.5、锌层厚度控制
69.（1）对于轧程尾浇镀锌料，需要进行锌层厚度控制：锌层厚度≥275g/m2。
70.上工序轧程尾浇卷的镀锌料热基板厚度往往在3.0mm甚至更厚，且钢材性能不稳定，粗糙度大且不均匀，麻面缺陷的改判概率非常高。为降低尾浇镀锌料在酸洗镀锌联合机组产生麻面缺陷改判，对尾浇料选择厚锌层进行排产。
71.（2）对于麻面缺陷高发钢材类型，需要进行锌层厚度控制：锌层厚度≥275g/m2。
72.所述的麻面缺陷高发钢材类型包括：
①
带钢3.0mm厚度以上；
②
镀锌产品表面级别为fa；
③
sgh340、sgh490等结构用钢牌号，带钢强度高，产品用途一般用作结构件。以上三个条件满足两种即可判定作为麻面缺陷高发钢材进行排产。
73.原料基板表面粗糙度不均匀或带钢与沉没辊接触摩擦力不均匀影响了锌层中抑制层的形成。在同样工艺条件下，锌层厚，带钢带出的锌液多，热量多，锌液冷却速度慢，有利于抑制层的形成。因此，通过做厚锌层可以改善麻面缺陷。
74.但做厚锌层会升高生产成本，因此可以做厚单面锌层（做到原目标重量的120-140%），来控制麻面。这个范围的锌层厚度增加，其改善麻面缺陷造成生产成本增加远小于由于麻面缺陷质量改判造成的成本损失。
75.关于其他工艺控制，以上未提及部分可以采用本领域常规控制，如：入锅板温460-520℃；al%：0.22-0.27%；锌液温度460-480℃。炉内气氛露点≤-40℃ 氢气含量5-10%。
76.需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，为通过连续酸洗镀锌生产线进行热基板酸洗镀锌工艺，其特征在于：包括热轧原料
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开卷
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焊接
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破磷
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酸洗漂洗
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平整
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二次水洗
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加热
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镀锌锅内镀锌
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光整
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拉矫
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卷取
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成品；工艺具体控制包括：基板表面粗糙度控制：延伸率的设置与分配：破磷延伸率0.5%，平整延伸率2.0~2.5%，光整延伸率1.5~2.5%，拉矫延伸率0.3%；总延伸率4.3~5.5%；酸洗及漂洗控制：酸耗按75-85l/t管控，1#酸槽电导率在850~900ms/cm；酸温：80-85℃；漂洗水水温45-55℃；5号漂洗槽采用高压漂洗，漂洗压力保证30bar以上；平整后二次水洗：二次水洗装置包括喷淋装置、挤干辊、烘干装置。2.根据权利要求1所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的基板表面粗糙度控制还包括采用毛化的大粗度镀铬工作辊。3.根据权利要求2所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的工作辊粗糙度ra 3.5um，采用毛化镀铬工艺喷涂。4.根据权利要求1所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的二次水洗装置还包括刷辊。5.根据权利要求4所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述二次水洗装置的喷淋装置中，喷淋水水温40-50℃，压力≥3.5bar。6.根据权利要求5所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的二次水洗装置还包括刷辊，吹扫装置.烘干装置。7.根据权利要求1所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：还包括沉没辊的振动控制：根据厚度进行排产，沉没辊更换后24h内生产2.0mm以下规格。8.根据权利要求7所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的沉没辊的振动控制中还包括三辊六臂安装精度控制。9.根据权利要求1所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的镀锌锅内镀锌中：对于轧程尾浇镀锌料和麻面缺陷高发钢材类型，控制锌层厚度≥275g/m2。10.根据权利要求9所述的控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，其特征在于：所述的麻面缺陷高发钢材类型包括带钢3.0mm厚度以上热基板和镀锌产品表面级别为fa的热基板。

技术总结
本发明公开了一种控制热基板酸洗镀锌麻面缺陷的方法，属于钢铁生产工艺领域，包括热轧原料


技术研发人员：王野 谢基表 陈统 魏代斌 王刚 田茂广 李玉良 连晓磊 汲广桥 尹贻奎 张秀欣 赵文
受保护的技术使用者：日照宝华新材料有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/7/19