我國熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)及鍍鋅技術(shù)的發(fā)展1

　　由于熱鍍鋅鋼板具有良好的耐腐蝕能力、美好的外觀、有利于后續(xù)加工、可降低成本和減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因此深受廣大用戶歡迎。

　　我國熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)概況

　　20世紀(jì)50～70年代，我國先后建設(shè)了約15套單張溶劑法熱鍍鋅機(jī)組，總產(chǎn)能約10萬t/a.這種工藝以熱疊軋酸洗板為原料。因其產(chǎn)品質(zhì)量差，成本高，污染環(huán)境，故于20世紀(jì)80年代先后被淘汰。1979年武鋼從德國引進(jìn)并建成了我國第1套產(chǎn)能為15萬t/a的連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組。到20世紀(jì)90年代，我國連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)獲得較快發(fā)展，全國已有11套連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組，總產(chǎn)能已達(dá)182萬t/a，鍍鋅板產(chǎn)量約占鋼材總量的2%. 21世紀(jì)初，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，扁平材比例增加，其中鍍鋅機(jī)組建設(shè)迅猛發(fā)展，攀鋼、寶鋼、鞍鋼、武鋼、馬鋼、本鋼、邯鋼、唐鋼等都建設(shè)了熱鍍鋅機(jī)組。這些國營特大型鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，技術(shù)力量強(qiáng)，所建鍍鋅機(jī)組的生產(chǎn)技術(shù)均從國外引進(jìn)，裝備水平高，機(jī)組產(chǎn)能高(一般為35～50萬t/a)，產(chǎn)品定位高。銷售市場主要面向汽車、家電及優(yōu)質(zhì)建材。上述機(jī)組中有些機(jī)組為國營企業(yè)與外國公司合資，如寶鋼與新日鐵、阿塞勒合資建在寶鋼四冷軋廠的45萬t/a鍍鋅機(jī)組，鞍鋼與德國蒂森-克虜伯合資建在大連開發(fā)區(qū)的產(chǎn)能40萬t/a鍍鋅機(jī)組，廣鋼與JFE合資建在廣東南沙的產(chǎn)能40萬t/a鍍鋅機(jī)組，這些機(jī)組均以轎車面板為主打產(chǎn)品。

　　在此期間，民營企業(yè)也相繼投資建設(shè)鍍鋅機(jī)組，投資者以鋼材經(jīng)銷商為中堅力量，以建設(shè)單獨(dú)鍍鋅機(jī)組為主。這些企業(yè)既熟悉原料卷采購，又有很多下游用戶，對市場及經(jīng)營都很有辦法。也有一些資金更雄厚的民營企業(yè)家從全套冷軋廠建起，其建設(shè)的鍍鋅機(jī)組基本采用國內(nèi)技術(shù)與設(shè)備，少數(shù)機(jī)組引進(jìn)少量配件及單體關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)組產(chǎn)能多在20萬t/a以下，以10～15萬t/a的機(jī)組居多，產(chǎn)品主要面向一般建材市場。

　　其總體投資低，生產(chǎn)成本低，但也很有競爭力。

　　到2005年底，我國國營特大型鋼鐵企業(yè)(包括合資企業(yè))可建成40余套高產(chǎn)能熱鍍鋅機(jī)組，總產(chǎn)能將超過1500萬t/a;民營企業(yè)將建成80余套熱鍍鋅機(jī)組，總產(chǎn)能將近1500萬t/a.在產(chǎn)能上，國營與民營企業(yè)幾乎各占半壁江山;但從產(chǎn)品檔次、質(zhì)量、原料、能源供應(yīng)，技術(shù)力量等方面綜合來看，還是國營特大型鋼鐵企業(yè)實(shí)力更勝一籌。

　　根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1999～2004年我國鍍鋅板產(chǎn)量分別為145、167、220、260、417萬t，以平均每年23.5%的速率增長(該產(chǎn)量未包括民營企業(yè)生產(chǎn)的鍍鋅板)。1999～2003年鍍鋅板進(jìn)口量以平均每年37 3%的速率遞增，但2004年鍍鋅板進(jìn)口量下降到435萬t，比2003年下降102萬t，這是空前的。1999～2003年間我國鍍鋅板出口量基本在10萬t/a以下，年平均出口量為8.12萬t，但2004年我國鍍鋅板出口量激增至52.2萬t，是前5年平均出口量的6.4倍。2005年1季度比2004年1季度鍍鋅板生產(chǎn)量約增加40%;而鍍鋅板進(jìn)口量銳減31%，出口量增加11.8%.

　　從上述數(shù)據(jù)可看出，我國鋼鐵結(jié)構(gòu)調(diào)整到2004年已初見成效，深加工類鍍鋅板材的自給率提高，我國生產(chǎn)的熱鍍鋅板開始走向國際市場。

　　熱鍍鋅板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢

　　熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢如下：

　　(1)機(jī)組向高產(chǎn)能發(fā)展

　　20世紀(jì)90年代以來建設(shè)的熱鍍鋅機(jī)組向高產(chǎn)能發(fā)展，全球產(chǎn)能在30萬t/a以上的熱鍍鋅機(jī)組約有60余套，總生產(chǎn)能力超過2800萬t/a.

　　(2)機(jī)組專業(yè)化

　　生產(chǎn)汽車鍍鋅板與建材鍍鋅板采用不同類型的機(jī)組生產(chǎn)，機(jī)組工藝、單體設(shè)備配置及爐子選型更為合理，使投資效果明顯，產(chǎn)品成本降低。

　　(3)強(qiáng)調(diào)基板表面清潔

　　近年來建成的汽車板鍍鋅機(jī)組基本選用堿液電解清洗及全輻射管加熱爐的美鋼聯(lián)工藝，甚至在活套裝置前后皆設(shè)置清洗段。為了降低投資，建材型鍍鋅機(jī)組多采用改良森吉米爾工藝，但機(jī)組多設(shè)置了清洗段，使基板表面更清潔，產(chǎn)品質(zhì)量更好。

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　　(4)采用塔式爐

　　采用塔式爐比臥式爐投資約高25%～30%，過去機(jī)組生產(chǎn)能力在30萬t/a以上時，受爐長限制往往采用塔式爐，否則多選用臥式爐。20世紀(jì)90年代以后，生產(chǎn)廠更注重塔式爐的優(yōu)點(diǎn)：爐子氣密性好;爐輥數(shù)量少、壽命長;維護(hù)費(fèi)用低;有利于改善板形;縮短爐長等。許多生產(chǎn)能力在25萬t/a或更小的鍍鋅機(jī)組也選用了塔式爐。如法國索拉克鋼鐵公司1990年12月建成的產(chǎn)能25萬t/a的熱鍍鋅機(jī)組;盧森堡迪德朗日鋼廠1991年9月建成的產(chǎn)能25萬t/a熱鍍鋅機(jī)組;美國加州的BHP鍍鋁鋅機(jī)組等。我國也有數(shù)套新投產(chǎn)的熱鍍鋅機(jī)組采用了塔式爐。

　　(5)不斷提高加熱爐的效能

　　利用加熱廢氣預(yù)熱帶鋼以節(jié)約能源，并可避免帶鋼變形;連續(xù)爐根據(jù)產(chǎn)品性能要求設(shè)置形式各異的冷卻段;設(shè)置熱張力調(diào)整輥，優(yōu)化帶鋼的爐內(nèi)張力;加熱段設(shè)置高精度的防熱翹曲輥，加熱段增加感應(yīng)加熱器;采用鼓-抽式脈沖控制燒嘴、多級燃燒輻射管等加熱技術(shù)，提高了燒嘴的調(diào)節(jié)范圍和輻射管壽命，有利于加熱的均勻性，并可降低NOx含量，利于環(huán)保;改進(jìn)爐輥輥型設(shè)計及爐輥表面噴涂技術(shù)。

　　(6)不斷改進(jìn)鍍鋅設(shè)備

　　鍍鋅設(shè)備包括氣刀，沉沒輥、穩(wěn)定輥及附屬設(shè)備，鋅鍋及加鋅設(shè)備等。

　　多年來氣刀制造商不斷致力于改進(jìn)氣刀，方登、奧鋼聯(lián)、杜瑪、柯勒等幾家著名專業(yè)廠商生產(chǎn)的氣刀各有特色，總的方向是使氣刀能自動跟蹤帶鋼，并與帶鋼保持穩(wěn)定距離;使氣刀能整體組裝調(diào)整，有準(zhǔn)確的定位機(jī)構(gòu);能實(shí)現(xiàn)對噴嘴區(qū)域壓力穩(wěn)定的動態(tài)控制;采用雙唇回轉(zhuǎn)氣刀和更佳的刀唇間隙曲線，設(shè)置快速刀唇清理裝置;設(shè)置氣刀水平方向快、慢速打開及準(zhǔn)確復(fù)位系統(tǒng)等，使氣刀有了很大改進(jìn)。沉沒輥輥面流鋅槽的形狀、間距及軸承也都有所改進(jìn)，提高了穩(wěn)定性及壽命。鋅鍋多采用熔溝式陶瓷鋅鍋，鋅鍋容積趨向加大，以利于鋅液穩(wěn)定，現(xiàn)代大型機(jī)組通常沉沒輥的下緣距鍋底至少800mm，而生產(chǎn)汽車板的熱鍍鋅機(jī)組鋅鍋容積應(yīng)更大些。無芯鋅鍋的發(fā)展也較為成熟，SMS還開發(fā)了無沉沒輥鋅鍋，根據(jù)電磁移動場形成磁流體動力學(xué)封閉原理設(shè)計出垂直型鋅鍋，帶鋼垂直從鋅鍋內(nèi)的鋅液中穿過，鋅鍋內(nèi)無任何易腐蝕件。這種技術(shù)已完成工業(yè)試驗(yàn)階段，并已獲得韓國東部制鋼的訂單，引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。

　　(7)性能更佳的平整效果

　　采用四輥光整機(jī)，設(shè)有干、濕2種平整工藝、大、小2種直徑工作輥;并且工作輥輥面采用噴丸或電子束毛化處理，以滿足對延伸與表面光潔度的不同要求。對于不同品種的產(chǎn)品，采用光整機(jī)與拉矯機(jī)不同的配合方式，可獲得良好的效果。

　　(8)完善的后處理工藝

　　根據(jù)用戶不同的需求，可采用鈍化處理、磷化處理、合金化處理或涂敷有機(jī)涂層。目前正不斷開發(fā)研制更好的鈍化劑配方。目前鈍化處理主要采用鉻酸鹽，但添加了氟化物、磷酸等活化劑，從而可獲得較厚的鉻酸鹽膜;當(dāng)鈍化液中有氟化物時，可加速鈍化膜的形成，并使鈍化膜細(xì)致光亮;在無毒或低毒的無機(jī)緩蝕劑作為鈍化劑的研究中，無毒的水溶性丙烯酸樹酯中加入了少量鉬酸鹽和磷酸鹽得到了一種鈍化液(即ACM)，用來代替有毒的鉻酸鹽進(jìn)行鈍化處理，可推遲鍍鋅層產(chǎn)生白銹的時間，其抗蝕性已接近鉻酸鹽鈍化水平，雖然目前該技術(shù)還未十分成熟，但出于環(huán)保考慮，無鉻鈍化取代鉻酸鹽鈍化已是大勢所趨。

　　采用經(jīng)過磷化處理的熱鍍鋅鋼板可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電鍍鋅鋼板用在家電外板上，其既可延長產(chǎn)品壽命，又能降低材料成本。熱鍍鋅機(jī)組在線磷化處理很具有發(fā)展?jié)摿?。耐指紋處理及無機(jī)潤滑膜、有機(jī)潤滑膜的應(yīng)用均為研究熱點(diǎn)。

　　(9)發(fā)展鋅合金鍍層

　　鋅合金鍍層鋼板比鍍鋅鋼板具有更優(yōu)越的性能，因此其生產(chǎn)比例逐年提高，其中發(fā)展較快的有鋁鋅合金鍍層(Galvalume)、鋅鋁合金鍍層(Galfan)及鋅鐵合金鍍層(Galvanneal)。最近日新制鋼又開發(fā)了鍍鋅鋁鎂合金鍍層(ZAM)，其耐蝕性為傳統(tǒng)鍍鋅板的10倍。

　　鋁鋅合金、鋅鋁合金鍍層鋼板比一般熱鍍鋅板具有更好的耐蝕性、涂裝性、成型性等，適用于建材、輕工等行業(yè)。鋅鐵合金鍍層鋼板比鋅鋁合金、鋁鋅合金鍍層鋼板具有更好的涂裝性、涂后耐蝕性及焊接性，因而廣泛用于汽車制造業(yè)。

　　為適應(yīng)鋅合金鍍層鋼板生產(chǎn)，鍍鋅機(jī)組多采用升降移動式雙鍍鍋，以便能快速更換鍍層種類。1998年美國應(yīng)達(dá)公司研制的無芯鋅鍋投產(chǎn)，這種鋅鍋能耗低、投資少，很適于合金鍍層生產(chǎn)。鋅鐵合金擴(kuò)散爐趨向于加熱段采用高頻感應(yīng)加熱，均熱段采用電阻加熱，從而實(shí)現(xiàn)了按優(yōu)化曲線退火，可更精確地控制鍍鋅層中的鐵含量。

　　(10)發(fā)展無鋅花鋼板

　　用無鉛鍍鋅可生產(chǎn)無鋅花鋼板，這種鍍層可減少晶間腐蝕，因而其使用壽命長，有利于環(huán)保，適用于汽車制造業(yè)并適于作為彩涂基板。幾年前歐洲就已停止生產(chǎn)普通鋅花鋼板，所以無鋅花鋼板生產(chǎn)具有明顯的發(fā)展趨勢。

　　(11)發(fā)展超深沖、高強(qiáng)度鋼鍍鋅板

　　生產(chǎn)汽車用重深沖、超深沖級熱鍍鋅板，皆采用IF鋼，連續(xù)爐不設(shè)過時效段，簡化了爐體結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)控制;生產(chǎn)企業(yè)著重開發(fā)高強(qiáng)度鋼熱鍍鋅板，通常高強(qiáng)度鋼中Si、Mn含量較高，不利于鋅層粘著，通過化學(xué)成分的調(diào)整，特別是添加Mo元素實(shí)現(xiàn)了低Si含量雙相鋼鍍鋅板及雙相鋼鍍鋅合金化板的成功生產(chǎn);用Al替代Si得到的TRIP熱鍍鋅鋼板，與傳統(tǒng)的CMnSi型TRIP鋼相當(dāng)，但Al元素的添加給煉鋼與熱軋工序帶來一些問題，而該問題正在解決。

　　(12)生產(chǎn)超薄鍍層板

　　近年來氣刀等設(shè)備經(jīng)不斷改進(jìn)，可生產(chǎn)出鍍層為25～30g/m2雙面熱鍍鋅板，該板多用于電器行業(yè)，可取代部分電鍍鋅或部分電鍍錫鋼板。

　　(13)單面熱鍍鋅板日趨減少

　　單面熱鍍鋅工藝較煩瑣，且生產(chǎn)成本高，因而趨向以單面電鍍鋅板或雙面差厚熱鍍鋅板取代。

　　(14)重視發(fā)展熱軋熱鍍鋅板

　　隨著人們對節(jié)能經(jīng)濟(jì)材的重視及薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的發(fā)展，可生產(chǎn)出更多薄規(guī)格的熱軋帶卷，熱軋熱鍍鋅板生產(chǎn)得到重視和發(fā)展，其產(chǎn)品主要應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，作為鋼結(jié)構(gòu)件、電纜架、通風(fēng)管道、糧倉等。目前全世界熱軋熱鍍鋅板約占鍍鋅板總產(chǎn)量的8%～9%，我國邯鋼、唐鋼等企業(yè)均已建成熱軋熱鍍鋅機(jī)組。

　　(15)自動化控制水平愈來愈高

　　全線采用計算機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)對機(jī)組全線速度、張力、軋件對中，爐子各段溫度、爐內(nèi)氣氛，鋅鍋溫度最佳化及鍍層厚度閉環(huán)控制等。