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深圳市顺大昌盛金属有限公司

 

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镀锌板

镀锌板

产品详情

镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。镀锌是一种经常采用的经济而有效的防锈方法,世界上锌产量的一半左右均用于此种工艺。

镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀延长其使用寿命,在钢板表面涂以一层金属锌,这种涂锌的钢板称为镀锌板。

按生产及加工方法可分为以下几类:

①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中

,使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产,即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板;

②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造,但在出槽后,立即把它加热到500℃左右,使其生成锌和铁的合金薄膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性;

③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄,耐腐蚀性不如热浸法镀锌板;

④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板,即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面,具有比双面镀锌板更好的适应性。

为克服单面未涂锌的缺点,又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板,即双面差镀锌板;

⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铝、铅、锌等制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能,又有良好的涂装性能;

除上述五种外,还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。

主要生产厂及进口生产国家:

①国内主要生产厂:武钢、鞍钢、宝钢黄石、中冶恒通、首钢、攀钢、邯钢、马钢、福建凯景等;

②国外主要生产国有日本、德国、俄罗斯、法国、韩国等。

有关产品标准都列明镀锌板推荐的标准厚度、长度和宽度及其允许偏差。一般来说,镀锌板越厚允许误差越大,而不是固定的0.02-0.04毫米,厚度偏差还根据屈服度、拉伸系数等不同而有不同要求,长宽偏差一般在5mm ,板材的厚度一般在0.4-3.2之间 。

(1)表面状态:镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同,表面状态也不同,如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。德国标准还规定有表面级别。

(2)镀锌板应具有良好的外观,不得有对产品使用有害的缺陷,如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。国外标准对具体外观缺陷规定都不十分明确。订货时对一些具体缺陷应在合同上列明.


镀锌量标准值:镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用的有效方法。镀锌量的单位为g/m2。日本、美国及德国标准对镀锌薄钢板镀锌量的规定详如下。


(1)抗拉试验:

镀锌薄钢板指标 (单位:g/m2)

JISG3302 代 号 Z12 Z18 Z22 Z25 Z27 Z35 Z43 Z50 Z60

镀锌量 120 180 220 250 270 350 430 500 600

ASTMA525 代 号 A40 A60 G60 G90 G115 G140 G165 G185 G210

镀锌量 122 183 183 275 351 427 503 564 640

①性能指标:一般说来,只有结构用、拉伸用和深冲用镀锌板有抗拉性能要求。其中结构 用镀锌板要求有屈服点、抗拉强度和伸长率等;拉伸用只要求伸长率。具体数值见本节“8 ”中有关产品标准;

②试验方法:与一般薄钢板试验方法相同,见“8”所提供的有关标准 及“普通碳素钢薄钢板”所列的试验方法标准。

(2)弯曲试验:

弯曲试验是衡量薄板工艺性能的主要项目,但各国标准对各种镀锌板的要求并不一致,美国标准除结构级以外,其余均不要求弯曲和抗拉试验。而日本则除结构级、建筑波纹板及一般波纹板以外其余均要求作弯曲试验。

要求:一般要求镀锌板弯曲180后,外侧表面不得有锌层脱离,板基不得有龟裂及断裂。

化学成分

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对镀锌板基板的化学成分的要求,各国标准规定不同,国标一般是检测碳、锰、磷、硫、硅的含量。

包装

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分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装,内衬防潮纸,外以铁腰子捆扎在托架上。捆扎要牢靠,以防内装镀锌板相互摩擦。

国外标准

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产品标准

JIS G3302—94镀锌钢板;

JIS G3312—94涂色镀锌铁皮;

JIS G3313—90(96)电镀锌钢板及钢带;热浸镀锌薄钢板的一般要求;

ASTM A526—90商业级热镀锌薄钢板;

ASTMA 527—90(75)咬合成型级热镀锌薄钢板;

ASTMA528—90深冲级热镀锌薄钢板;屋面和壁板用 热浸镀锌薄钢板;

ASTMA444—89沟渠用热镀锌薄钢板;

ASTM A446—9 3结构级热镀锌薄钢板 ;

ASTMA599—92冷轧电镀锌薄钢板;

ASTMA642—90热镀锌特殊脱氧深冲级薄钢板;

ΓOCT7118—78镀锌薄钢板;

DINEN10142-91部分1低碳钢热镀锌钢带和钢板;

DINEN1012-92部分2热镀锌薄钢板。

试验标准

JIS H0401—83热浸镀锌试验方法;

DIN50952— 69热浸镀锌试验方法。

指标

镀锌板带钢产品主要应用于建筑、轻工、汽车、农牧渔业及商业等行业。其中建筑行业主要用于制造防腐蚀的工业及民用建筑屋面板、屋顶格栅等;轻工行业用其制造家电外壳、民用烟囱、厨房用具等,汽车行业主要用于制造轿车的耐腐蚀部件等;农牧渔业主要用做粮食储运、肉类及水产品的冷冻加工用具等;商业主要用作为物资的储运、包装用具等。

镀锌板技术指标、性能、规格一览表

热镀锌钢板(卷)表面处理

L 铬酸钝化

Y 涂油

LY 铬酸钝化加涂油

GZ 光整机光整

表面结构

表面结构 特征 用途

正常锌花(Z) 镀锌后还在通常条件下锌层冷凝而得的锌花 一般用途

光整锌花(GZ) 通过光整机对镀锌板进行光整,对镀锌板表面锌花进行平整 主要用做彩涂板的基板使用

中宽镀锌板

加工性能 屈服强度 抗拉强度 伸长率% 180o 冷弯

普通PV — 270-500 — d=0,完好,不脱锌 深冲SC — 270-380 ≥30 d=0,完好,不脱锌

机械咬合JY — 270-500 — d=0,完好,不脱锌 超深冲SC — 270-380 ≥30 d=0,完好,不脱锌

结构JG ≥240 ≥370 ≥18 d=0,完好,不脱锌

市场概况

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近几年,我国镀锌板的生产量逐年增加,而进口量也在逐年增长,增长幅度甚至高于生产量的增幅;扣除生产重复统计后,镀锌板消费量约为527万吨。1999年以后,镀锌板进口量首次超过了生产量,国内产品的自给率不足50%,并且有逐年降低的趋势。

(1)镀锌板消费现状

近几年,国内镀锌板生产量的增加主要是热镀锌板产量的增加,1998-2002年,热镀锌板生产量由97万吨增加到220万吨;而进口量增长更快,由98年的37万吨增加到02年的156万吨;表观消费量由132万吨增加到367万吨。2002年,热镀锌板国内产品自给率约为60%,当年热镀锌板的国内生产量和进口量均比上一年有所增长,尤其是进口量增长幅度更大,主要是由于供彩涂板生产用薄规格热镀锌板的需求增加,导致国内产品自给率有所下降。

(2)电镀锌板消费现状

近年来,随着家用轿车市场的快速发展,家用电器、个人电脑的基本普及,电子产品的大量出口,防盗门市场的发展,使电镀锌板的需求增长过快。目前,我国电镀锌板的生产规模,无论是从数量上还是从品种、质量上来说,均不能满足国内市场的需求。1998-2002年,国内电镀锌板生产量增长缓慢,由17万吨增加到40万吨;而进口量增长很快,由73万吨增加到178万吨;表观消费量由87万吨增加到216万吨。国内产品自给率不足20%。

发展情况

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国内镀锌板消费量的增加主要依靠进口拉动。近几年来,镀锌板进口量逐年增长,进口的品种主要是电镀锌板,但电镀锌板进口的比例逐年降低;相应地,热镀锌板进口比例逐年提高。2003年,我国热镀锌板的进口量首次超过了电镀锌板的进口量。

国内发展

国内外高性能热镀锌板发展概况

1、概述
  目前我国钢铁工业在品种、质量、成本、服务和劳动生产率方面与世界先进水平仍存在一定差距,面对日趋激烈的的国际国内市场竞争,必须加快结构调整步伐,这不仅是我国冶金工业生存与发展的需要,也是当今世界冶金工业的发展趋势。热镀锌(Hot Dip Galavnizing)发明于18世纪中叶,它是由热镀锌工艺发展而来。钢带连续热镀锌工艺历经五十年的发展,已经成为一种工艺成熟的、技术先进的工业技术,至今为止,热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍的、最有效的工艺措施。在建筑工业中,用于各类工业及民用建筑的轻钢龙骨、建筑层面板、瓦楞板、卷帘门等;在家电和轻工业方面,用于各类家用电器的外壳和底板;镀锌钢板广泛用于轻工、家电、汽车和建筑工业。在汽车工业中,用于汽车车体的、外壳、内板、底板等。我国大力发展电力、交通、通讯、能源和城市基础建设,随着建筑、家电、汽车工业的强劲发展,我国镀锌行业面临前所未有的机遇和巨大的市场。
  近二十年来钢带连续热镀锌技术、装备以及相应的控制手段均有巨大的发展,使镀锌板得以满足汽车面板和家电用板的苛刻要求,并从而以其比电镀锌合金钢带廉价、耐蚀性优异而大有取代之势。本课题拟借鉴国外先进的 高性能汽车用热镀锌生产技术与装备开发技术及经验,通过技术创新、优化设计、精密制造以及国外技术合作,突破制约我国高性能汽车用热镀锌钢板生产技术与装备发展瓶颈。同时探讨热镀锌技术发展在国民经济可持续发展、节约能源、矿产方面的重要意义和前景。
  2、汽车用高档热镀锌板国内外的发展形势
  汽车工业产品具有高效、高可靠、高集成的要求,汽车用热镀锌钢板是镀锌钢板中的精品和极品。自1975年美国首次把热镀锌板应用于汽车工业的20多年间,世界各汽车生产大国都在努力开发和研制以防腐蚀为目标,并综合考虑焊接性、涂敷性和成型性的高质量热镀锌板,并取得了一系列的 技术进步,其中包括钢基体的化学成分,钢板表面的轧制质量,热镀锌镀层厚度的均匀性,合金化的最佳结构及工艺控制等一系列技术问题。经过20年的研究,上述的技术问题及完成此项技术要求的工艺装备已基本得到解决而开始大量应用于汽车上,这些技术的成功应用可极大地改善汽车工作状态、延长寿命并节省能源。
  高表面质量、高强度和高深冲性是汽车面板所必需具备的基础条件,镀层表面质量与薄板表面质量粗糙度、清洁度、带钢 化学成分及其冲压成型性有直接的关系,同时热镀工艺、锌液成分、热镀设备也是影响镀层表面质量的重要因素。高强度和高冲压性与热镀锌基板化学成分、物理性能、热处理工艺以及热镀性能都有密切关系,下面将重点论述国外与国内汽车用高挡热镀锌板镀层品种、基板、工艺及设备等方面的发展现状及趋势。

国外发展

2.1国外的热镀锌板的发展趋势
  2.1.1热镀锌镀层品种的发展现状

  1)无铅热镀锌镀层
  美丽的锌花是传统的热镀锌板的典型特征,由此获得用户的青睐,具有一定的商业价值。但是研究表明锌花表面的不平整性,镀层中的铅含量会影响镀层板在后序加工中的加工性能、涂装性能和使用中的耐蚀性,因此自60年代起国外一直在研究无锌花和小锌花的生产技术。通过水雾冷却,Heurfey喷锌粉等工艺,可以增加晶体结晶成核数量和控制晶体生长,达到生产小锌花板的目的。80年代起国外开始研究无铅热浸锌技术,目前欧洲、南美新建镀锌生产线均采用无铅镀锌工艺,无铅镀锌已成为当前热镀锌发展的趋势。
  2) 热镀锌板合金化镀层
  在热镀锌品种中,通过镀后热扩散处理,开发了合金化镀锌板,耐蚀性较普通热镀锌板提高了一倍以上,通过这种合金化处理可以消除镀层表面锌花;同时减少了点焊时锌的蒸发量,降低了点焊机铜电极受锌蒸汽污染的程度,从而提高了电极的寿命。为确保合金化镀锌板镀层的良好附着性,对于汽车用外板的较厚的合金化镀锌板采用了高效的加热和冷却措施(高效烧咀、或感应加热器),并配备各种类型的合金化传感器,通过仪器分析和电脑指令及时调整镀层中相应的结构,以生产适于高冲压变形的要求。
  由于汽车用在冲压成型时的条件,除要求钢板基体具有必要的优异的机械性能外,对镀层(合金化层)附着性的要求也十分苛刻。
  近20年,对合金化镀锌板冲压成型性与镀层微观结构之间的关系进行大量的研究,结果表明,取得了良好的镀层附着性的关键是镀层相结构及铁含量。为获得最佳的镀层相结构和合适的铁含量,而开发出镀层的均匀化技术和合金化控制技术。为了严格控制镀层的相结构,必须对合金化过程中的加热和其后的冷却过程进行精确的控制。其措施如下:
  (1) 在合金化的加热区和保温区之间设置镀层反射因素测定素,以测定镀层表面的合金化,控制钢带温度保持在δ1相稳定形成的温度区间内(激光束法);
  (2) 在保温和喷雾冷却区之间设置高温度计和发射率测定器,以便同时测量钢带温度和发射率;
  (3) 经冷却后的钢带在适当的位置合金化相结构传感器以测量镀层中铁含量及层中δ1、Γ和ζ各相层的厚度(荧光法或X-射线衍射法);
  (4) 钢带经过气刀后进合金化炉前以及在相结构传感器之后均设置镀层厚度(重量)测定仪(荧光X-光法)
  3)二层合金化热镀锌钢板
  合金化镀锌板在涂漆时易发生气泡等涂膜缺陷,新日铁研制出二层合金化热镀锌钢板。该二层合金化热镀锌钢板镀锌层的构成,在钢板底层进行热镀10%FeZn合金层,其锌附着量5年防锈蚀用30g/m2,10年防锈蚀用60g/m2,其上层则采用电镀锌富铁80%FeZn层,其附着量为3g/m*2。实验结果表明,新研制二层合金化热镀锌钢板,底层10%FeZn,附着量30~60g/m2,完全可以满足汽车耐蚀性要求。其上层富铁80%FeZn层附着量3g/m2,上层硬度得到提高,既解决了弧坑状缺陷,也降低了冲压力。例如,80%FeZn层附着量为1g/m2时,其硬度为300HV,冲压力为1960Mpa,此时仍有弧坑状缺陷;当附着量3g/m2时,其硬度为350HV,冲压力为1770MPA,此时无弧坑状缺陷,它说明了新研制的二层合金化热镀锌钢板具有良好的加工成型性能。
  4) 差厚锌层
  用控制气刀压力的方法,常常使两面镀锌层厚度差比为1:3。这样锌层厚的一面耐蚀性好,薄的一面焊接性好,这个品种常用于汽车制造。
  5)单面镀层
  单面锌层即一面镀一定的锌层厚度,而另一面不镀锌的热镀锌板。单面热镀锌板的生产方法有疏锌法、直接法、间接法和双层分离法。单面热镀锌板主要用于汽车制造,有锌层的面防腐,无锌层的面有利于点焊。由于合金化板(锌-铁合金)具备良好的焊接性,所以单面镀锌板已逐步被淘汰。

热镀锌基板发展

2.1.2 热镀锌基板的发展现状
  汽车板热镀锌机组以生产外板为重点,生产规格板厚多在0.6~1.2mm之间,板宽多为800~1850mm,最宽可达到2000mm。产品级别相当复杂,从CQ、DQ、DDQ、EDDQ(IF),到BH、DP、TRIP等汽车用高强度钢板。通过采用多种先进技术,使镀层形貌、厚度精度等得到精确控制,如镀层厚度误差小于2~3g/m2。通过采用无铅镀锌可生产无锌花钢板,这种镀层不易产生晶间腐蚀,使用寿命长,适用于汽车和电器行业。日本几乎每套热镀锌机组都设置了锌铁合金化炉,锌铁合金化镀层板(Galavneal)标准镀锌层厚度为双面160~180g/m2,合金镀层含Fe8%~12% [2]。
  国外在20世纪70年代开发了微合金钢和磷合金钢,80年代中期开发了双向DP钢和烘烤硬化钢,90年代开发了相变、诱导塑性TRIP钢 [3]。 目前,国际合作项目“超轻型钢制车体(ULSAB)开发”正在顺利进行,其目标是要达到行车油耗34KM/3L(美国),车体减重25%。在车体结构上大量采用高强和超高强钢板是其基本出发点。超轻型钢制车体通过大ULSAB的最大特点是:并不以牺牲性能而达到减轻车重的目的[4]。超轻钢车以车体结构用高强度钢的比例超过90%作为设计依据,日本在1985~1995年的十年间,车身高强度刚的比例由10%增加到30%,随着表面处理性能的提高,汽车寿命从6。7年延长到9。3年,扣除高性能化钢板制造时的能源增加,一年可以节省357*104L重油,几4相当于节省国内钢铁业能源消耗量的百分之几。2000年在日本汽车制造中,高强度钢板的使用已达36.3%。
  现将目前开发出的热镀锌基板的种类和性能分述于下。
  6) IF钢合金化镀锌板
  采用优质的沸腾钢和镇静钢难以生产适合汽车冲压成型要求苛刻的镀锌板。为此上世纪70年代出现了IF钢(无间隙原子钢),它具有极好的冲压成型性,它从而适应于汽车的内、外面板。IF钢具有优异的深冲性能,可满足大部分难冲压件的冲压要求,因而正在逐渐取代08AL系列的汽车用钢,目前国外已经在DDQ极钢板上大量应用了IF钢。各高强度钢也是在IF钢的基础上,通过添加Mo、Cu、P等元素来生产的。
  IF钢的出现对钢铁企业的技术水平和管理水平提出了更高的要求。在技术方面,必须采用铁水预处理技术,保证用低磷、硫、硅的铁水作为炼钢原料;必须采用炉后精练技术和在线的碳、氧分析技术,保证钢水高的成分准确性和纯净度;必须采用RH(中超低碳钢高速脱碳工艺),保证钢水极低的碳和气体含量,必须采用低碳的覆盖剂、保护渣和耐材,保证钢水不回碳,对于汽车外板,必须清理板胚表面;必须采用从加热到精轧和卷取间的板带温度控制技术,保证热轧带钢均匀的机械性能;必须采用高精度热轧、冷轧技术,保证极佳的板形和高精度的尺寸以及防止产生辊印和卷取缺陷的技术等等。一贯制生产过程质量保证体系十分必要,也就是说,在炼钢、连铸、热轧和冷轧的每一道工序,都必须严格按照产品的最终用途来组织生产,特别是在频繁改变钢材品种时候,必须采用相应的措施来保证最终产品的质量。另外一个重大的课题是,如何通过综合的整体生产系统,将镀锌生产线与其他生产工序连接起来,以最大程度降低成本。总之,生产汽车用镀锌板对于每个钢铁企业,特别是国内的钢铁企业,都是一个非常大的挑战。
  7) 固溶强化型钢板的热镀锌
  为了提高钢的强度,通常添加Si、Mn和P等元素进行固溶强化,并利用马氏体和贝氏体的组织强化,对于DP双相钢,通过控制合金元素含量和采用临界冷却速度可获得马氏体组织。
  作为汽车面板的要求是低的屈服强度ós〈240Mpa〉)和高的¥值。在IF钢中加P、Mn、Si等固溶强化元素,由于此钢无固溶C和N存在,基本上是非时效性钢板。但无固溶C存在时易引起二次加工脆化,故可加入微量B以防止。以P为主要强化元素时ób可达340~370Mpa,而以Mn、P为主加入时。其ób可达390~440Mpa[5]。
  8) 烘烤硬化型(BH钢)及热处理强化型钢板
  BH钢是指烘烤硬化钢。IF钢属于超低碳钢,BH钢的含C量为0.016~0.020%,利用应变时效而强化的方法,在超低C钢中使残余的微量(5ppm)的固溶C,在冲压成型时产生位错,而在以后进行涂装烘烤(170℃,20min)时会析出Fe-C化合物而将位错固定,从而使其强度增高。采取调整化学成分生产的BH冷轧钢板也具有较好的深冲性能,添加Nb、Ti等微量元素,在轧制状态下使其形成碳氮化合物。其R值为1.92~2.06。这种BH冷轧钢板在涂漆烘烤温度170`C下可使汽车零部件抗拉强度提高40~70MPA。目前已研制出340Mpa级BH冷轧钢板[6]。
  9)组织强化型高强度钢板
  通过改变钢的微观组织可在大范围内提高其强度(440~1470Mpa),目前开发出三种高强度级别的钢板,其代表性的钢有双相(DP)钢板和贝氏体钢板。此钢的屈服强度低,加工硬化指数高,成型性好。此外,TRIP(变态诱发超塑型钢)及超高强度钢板等均有希望大规模应用于汽车。目前这些钢板的热镀锌及合金化合处理,除DP钢板有少量热镀锌的研究以外,其他高强度钢板尚未开展研究[7]。这些钢板的热镀锌和合金化处理技术上会有一定的难度,需要我们去探索[8]。
  热镀锌基板的研究必须与热镀锌工艺相结合起来,否则即使基板达到要求的性能,镀锌工艺不能满足要求也达不到目的。

镀锌工艺技术发展

2.1.3镀锌工艺技术的发展
  为了获得优质的表面,90年代国外新建的镀锌生产线大量采用美钢联法,美钢联法采用高密度电解脱酯技术(HCD)可以快速有效地清除表面的油污,同时在还原退火炉中美钢联法用全辐射管替代改良森吉米尔法中的明火加热,因此可以严格的控制温度和气氛,确保火炉的无氧化气氛,从而保证镀层的优良附着性和表面质量。
  传统热镀锌线的工艺布局均是设置一台光整机。现代化生产汽车板的宽带钢热轧镀锌机组,一般在工艺布局中设置两台光整机,第一次光整是采用一台四辊式光整机把带钢表面轧平,消除表面凸凹不平的外貌;第二次光整是选用一台二辊式光整机给带钢一定的粗糙度。
  传统热镀锌作业线均为双活套,布置在工艺段的出口和入口。由于汽车板对板面要求极高,所以光整汽车板时,有时5~10卷就要更换光整辊,为了实现工艺段不停机换辊,提高作业率,所以有些机组在光整机前增加一个活套,即组成一线三活套的工艺布局,新增活套的储料时间一般为120s。
  国外新近投产的热镀锌或改造旧的热镀锌机组的生产能力和产品质量都有进一步提高,发达国家新建的生产线可生产宽度达2100mm的热镀锌钢板,机组速度最高可达200m/min,合金化速度达136m/min,年生产能力达60万吨。

热镀锌装备发展

2.1.4热镀锌装备的发展现状
  气刀是控制镀层厚度和均匀度的关键部件,新型气刀采用可调节式整体框架式结构,可以可靠准确地调节气刀与钢带的间隙与角度,调节气刀与锌锅的距离,其刀唇间隙可以自动控制从而保证镀层的平整度和均匀性。
  锌液中的锌渣是影响镀锌板表面质量的最重要的因素,在现代化生产线中,已用陶瓷内衬锅取代铁锌锅,用可移动或提升更换的双锌锅来替代镀液转换,用在线测量的探头(Al sensor)和相应的锌液成分控制系统可以严格地测定锌液中的铝和对应的铁含量,可以有效地减少锌渣对镀锌板表面质量的影响。
  利用电磁移动场创造的磁流体动力学封闭(NHD)而设计的垂直型锌锅可取消原始锌锅中的部件,而取得高速、无锌渣、节能、提高锌层表面质量等优点[9]。本法的工作原理是:液态Zn(或Al、ZnAl)合金从锅底流出后进入MHD通道达一定深度时(此深度取决于金属液比重、液面高度、电流大小等因素),由于交流感应器产生的外部电磁移动场在锌液中产生感应电流,此电流与外部电磁场的相互作用而产生电磁力,它作用于金属流体使之向上移动。因而使锌液不能从锅底的开口出流出。当钢带从其底部通道进入锌锅时锌液在通道处始终处于一个位置,而锌锅内不需设任何钢结构件。
  为了提高机组运行速度和生产效率,减少面渣和底渣的形成,国外有关研究单位相继开发了“锌垫”技术和“垂直锌锅技术”。“锌垫”技术以液态金属垫的原理工作,钢带被液态金属压力压下通过锌垫,由于不采用沉没辊,从而带来产品表面质量提高、生产效率提高、成本降低,特别适用于高速机组。
  由于激光拼焊技术的出现和应用,汽车厂可以将窄幅板焊在一起后使用,这使得用量较小的宽幅板(宽度1800mm以上)的生产已不再是必须的,只是冷轧厂的产品的宽度达到1550mm,即可生产汽车用镀锌钢板。
  这些先进技术装备的不断开发应用,使热镀锌板在汽车制造所用钢材的比例不断上升。例如日本已高达81%、加拿大76%、意大利71、法国70%、德国60%、美国45%。由于合金化镀锌板成本和质量的优越性,日本汽车界决定到2005年汽车用板全部用合金化镀锌板,取代现有的电镀锌合金板。

国内趋势

2.2 国内的热镀锌板发展现状及趋势
  随着中国汽车工业的快速发展,汽车用热镀锌板用量也急剧增加,虽然国内几个大型钢铁联合企业已经完成或接近于完成了从炼钢到冷轧的技术进步,引进了多条生产汽车用的高档镀锌板的生产机组,具备了生产高级汽车钢板的能力,中国发展自己的汽车用镀锌板的时机已经成熟。但是到目前为止,受生产规模和产品质量的限制国产热镀锌板还不能完全满足中国汽车工业对镀锌板的数量和质量的要求,由于机组产品的定位单一,相当一部分国外发展成熟,国外已大量应用于汽车的诸多高档镀锌板品种,当前引进的生产汽车用的镀锌板的机组仍然不能生产,中国汽车工业还在大量进口热镀锌。
  总体而言我国产汽车用的镀锌板主要有如下特点:
  1)起步较晚,高速发展
  我国现代连续热镀锌技术自20世纪70年代才刚起步,不过发展很快,尤其进入90年代成为高速发展期,带来我国表面涂镀层技术新发展。
  2)世界距离依然很大
  (1) 产品不足,品种奇缺,质量不良
  我国目前只有普遍能纯锌产品,表面只是普遍锌花,高速发展的汽车上用的单面镀锌,双面差厚镀锌、小锌花、无锌花镀锌、热镀锌合金化层、IF钢高强度热镀锌等第都没有产品,有的还处于研究试制阶段。
  国产钢板热镀锌产品无论是耐蚀性、加工性还是装饰性与国外相应产品都有距离,国产产品缺乏国际竞争力。
  (2) 缺少自主知识产权技术
  除一些小型机组以外,我国大型机组表面涂层技术几乎全是引进。在引进中常带来较大的盲目性,多数机组水平不高,一般水平、相似水平技术多,成熟性、重复性技术多。一般产品、相似产品多,高新尖产品少,自主研发技术更少。
  (3) 小型机组能耗高,污染重
  我国乡镇企业、私人企业兴建的百余条小型热镀锌机组,年产量数千吨至几万吨,机组技术落后,由于没有燃气设备改用电加热,造成能耗很高。为省投资,生产废液、废料、废气一般没有处理设备,往往直排造成环境污染。旺盛的市场需求,特有的经营方式,使其仍然占有一定的市场份额。
  3) 我国科研成果转化率低
  表面涂镀层技术科研成果丰富,国内钢铁研究总院等许多科研单位,早在20世纪60、70年代,就开始了带钢表面涂镀层技术的研究,尤其在“七五“期间以钢铁研究总院为组长单位联合高校、科研单位、生产企业对连续热浸镀技术进行联合攻关,取得了丰富的研究成果,例如:

连续热镀Zn-5%Al-Re镀层技术;

连续热镀55%Al-Zn-Si镀层技术;

连续热镀Zn镀层技术;

连续热镀Al-Si镀层技术。
  4)新产品得不到认同,推广应用缓慢
  小机组生产的涂镀层实验新产品得不到用户认同,推广应用缓慢。
  5) 关键单体设备自给率低,影响国产机组水平
  钢板连续热镀锌技术是连续式生产技术,机组单体设备以百计,其中一些关键的单体设备没能集中力量研制,大部分依赖进口,影响国产机组水平和产品质量。

造成以上问题的主要原因:
  (1) 集中度不够
  表面涂镀层技术的研究和开发,成果转化与产业化研究开发的力量,人、才、物过于分散,缺乏集科研开发、成果转化、工程化、产业化于一体的集成式的队伍和组织形式。单个研究单位在取得初步研究成果以后,既缺乏进行更深入的研究的力量也无力把工作延伸到生产实践。由于这种分散性、低水平、重复工作的现象较为普遍,既难以取得高水平的成果,也难以出现具有自主知识产权的成套技术与工艺。
  (2) 缺乏近生产和生产条件下中试手段
  现代表面涂镀层产品都是在现代大型高速连续生产机组上完成,机组设备数百件,高度自动化控制,要将实验室研究成果移植到现代大型的高速连续生产机组中,就必须经过近生产和生产条件下的中试阶段。这个中试阶段要在专门的中试实验机组上来完成,过于简陋、原始的小型试验机组所得包括实验工艺参数在内的结果与现代大型生产机组的相关性相差甚远。
  总之,国内关于汽车用热镀锌板的新产品、新工艺、新设备的研发工作都远远落后于国际水平。
  3.我国开展高性能汽车用热镀锌板研发目的和意义
  二十一世纪,钢铁产品仍将是人类社会最主要的不可替代的结构材料和产量最大、覆盖面最广的功能材料。世界冶金工业结构调整步伐加快,生产的重心将有发达国家向发展中国家转移。目前我国正处于工业化进程中,国民经济各部门的持续、快速发展和产业升级对钢铁产品的品种、质量提出了更高的要求。加快了我国冶金工业的结构调整,将具有重要意义。
  我国带钢热镀锌的发展与世界水平相比还存在一定的差距。我国现有热镀锌生产线多数存在技术落后、锌耗高、产品产量低、产品质量差、生产成本高、能量耗费大、环保措施不力,常造成严重环境污染等缺点,此类生产线难以满足我国国民经济腾飞的需要。少量国有大型钢铁企业能够生产高质量的家电、汽车用热镀锌板,我国大型钢板连续热镀锌技术多为花费巨资引进自美、日、欧,一般水平,相似水平较多,重复性、成熟性技术多。一般产品、相似产品多,高、新、尖技术少,高技术含量产品少,自主研发的技术更少。核心技术无法完全掌握,没有进行新的品种开发和生产的能力。另一方面我国自行研究的热镀锌工艺及技术转化率低,难以形成产业。成果集成低,系统成套技术不成熟、不完善是实现工程化、产业化的症结,这些问题的产生主要基于我国高性能汽车用热镀锌钢板生产技术和装备开发能力落后于世界先进水平所致。因此开发高性能汽车用热镀锌钢板生产技术与装备非常必要。加强成果的系统集成,促进成果的转化和应用,逐渐增加我国高性能热镀锌汽车板产品的自给率,推动我国这一领域技术的进步和发展。我国钢板连续热镀锌大型现代化机组基本是从美国、日、欧等不同国家引进,虽然其产品较为雷同,但生产技术却都有其特色,花力气消化各机组的特色高技术,并为己用,再行创新是表面涂镀层技术领域中一项意义重大的工作,此举将加速缩短我国与外国的差距,减少重复引进,实现高性能热镀锌钢板技术及装备科研成果的系统集成,实现成果转化和应用,把我们的技术推向世界。
  国内在高性能汽车用热镀锌钢板生产技术与装备上目前主要依靠国外先进技术的引进,当前只有宝钢在汽车板的生产开发上进行了一些有产品针对性的研究,其他引进高性能汽车用热镀锌板生产线的企业基本上只是单纯的生产使用,未能从根本上消化吸收并有效的开发使用创新。钢铁研究总院作为国内进入钢带连续热浸镀领域最早科研单位,在20世纪70年代协助武钢引进消化国内第一条热镀锌机组。在随后的“七五”、“八五”期间,钢铁研究总院顺利完成了Galfan 及Gavalume的合金镀层开发科研工作。钢铁研究总院随后开展了钢带连续热浸镀设备国产化工作,协同国内各相关单位,相继完成了气刀、焊机、沉没辊(Galvalume使用)、气体净化装置等关键设备的国产化。钢铁研究总院近些年在这些领域始终坚持科研开发的先进性与实用性相结合,成功开发了蓄热式还原退火炉,燃烧效率达到70%以上;开发推广了宽带钢连续热浸镀Gavalume的合金镀层技术,设计完成蓄热式折叠型还原退火炉。设计开发了中电流密度电解脱脂技术,紧密跟踪国外当前耐蚀性能最高的ZAM系列产品,完成中试实验。
  钢铁研究总院有一条100mm宽小实验机组,在此实验机组上先后开发成功GF、GL以及热镀Al-Si合金镀层。钢铁研究总院现有完备的实验室条件,可进行各项热镀锌产品的实验检测。
  国内当前在高性能汽车用热镀锌板技术和装备的开发上仍处于相对薄弱的状态,国内主要涉足此领域的单位主要有大的钢铁企业技术中心及一些大学也进行部分探讨性或检测性的科研活动。


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