镀锌板市场分析及工艺发展现状.doc

镀锌板市场分析及工艺发展现状?l2?鞍钢技术AISC2ECHNIQI2001年第4期1引言镀锌板市场分析及工艺发展现状孙字蔡永田(鞍钢新轧钢股份有限公司)(鞍钢子公司监事会)摘要镀锌板良好的耐腐蚀性,使其得到广泛的应用.概述了我国镀锌板市场的总量和消费比例以及生产能力,并对当前镀锌技术的发展情况作了介绍关键词镀锌退业炉小锌花台垒化MarketAnalysisofGalvanizedSheetandtheCurrentSituahonoftheTechnologyDevelopmentSunYuCaiYongtian(AISCNewSteelCo.1Jd.)(AISCSuldiarySupervisingBoard)AbstractTheexceUentcorrov,ionresistance吐vazd州makLtbew|deIu.Thepaperdebesthetotaloutput.fthegalvanizedsheetmarket,theconamp6on0l_锄andthepro-ductioncapacityinourmte.andintroducthecurrentdeveLopmentsituationotthevaaizingtec-Mque.KeyWordsvanizearmealingfurnace,smallngtesalloying随着我国加入WIO步伐的加快,钢铁工业面临着更为严峻的挑战.调整产业结构,发展深加工,高附加值产品,提高产品竞争力势在必行,其中开发镀锌板等涂镀产品便是方向之一.钢板进行镀锌,是因为锌在腐蚀环境中能对钢基起到阳极保护作用,并在表面形成耐腐蚀性良好的薄膜,经镀锌之后的钢材,大大地延长了使用寿命.镀锌板良好的耐腐蚀性,使其得到了广泛应用.如汽车行业,为提高车体防锈蚀性能,就大量使用了镀锌板.美国Chrysler汽车公司早在1984年就提出:PlymuthVoyage小汽车可达到5年5万无锈斑2镀锌板市场分析孙字工程师鞍钢新轧钢股份有限公司邮编114001镀锌板在我国也得到了广泛应用,主要用于建筑,轻工,汽车,农牧渔业,商业等行业其中:建筑业用镀锌板作防大气腐蚀的工业及民用建筑屋面板,通风管道,轻型结构等,约占总用量的2O25;轻工行业用其制造家电的外壳,民用烟囱,防盗门以及厨具等,约占总用量的3O;汽车用镀锌板正处于发展时期,目前占总用量的l0左右,2005年估计占总用量的152O;农牧渔业用镀锌板作粮食储运,肉类及水产品的冷冻加工用具等,约占总用量的1O;商业用镀锌板主要作物资的储运,包装用具,估计占总用量的l0,其它行业用量约占总量的15左右.1992年我国镀锌板表观消费量突破100万t,1998年为210.5万t,1999年约291.9万t,有关专家预测到2005年将达到400万t.但国产镀锌板的市场占有率却只有o左右,虽然近年来我国新上多条镀锌生产线,但仍不能满足消费市场增长的需求,每年仍有大量镀锌板进口.1999年我国镀锌板的产量为l】0万t,1999年l10孙宇蔡永田镀锌板市板分析及工艺发展现状?13?月份中国进El镀锌板130万t,全年估计150万t,可见缺El比较大.到目前为止,我国已建成了15条镀锌板生产线,能力235.5万t(见表1),并有多条热镀锌机组在筹建中.表l我国镀锌生产线情况生产线名称投产年份产能.万t产品规掐原扳供应及备注武钢l号热镀锌缄i979i5O2525x70oi55o自供原料(争硬卷)宝钢l号热镀锌线l99o365o.3390oi850白供原料(争硬卷)宝钢l号电镀锌线l9815o.52.5x9oo155o自供原料(争硬嚣)宝钢2号热镀锌缄2o0o35o320x8o0lB5o自供原料(降硬卷)宝钢2号电镀锌线200025o.32.Ox8ool850自供原料(降硬卷)南方钢板公司19941o0.252.25x5口012oo市场采购(争硬卷)车钢热镀锌线19962oo.52.5x90Ol500自供原料(争硬卷)攀钢热镀锌线l997150.252.2570oU2O自供原料(狰硬卷)大连浦金热镀锌线l9971o0.251.5舳Ol25o市场采购(退业卷)社钢浦眇热镀锌线i998ioO2515x6oO125o市场采购(降硬卷)佛山广恒热镀锌缄l9977o.251.olO5o市场采购(退业卷)佛山韩江热镀锌线l9987o.251.ol050市场采购(退业卷)顺德浦项热镀锌缄l9981oO251.5x6ool250市场采购(退业卷)黄石银龙热镀锌线i99651o以下市场采购凯冠镀锌扳公司i999l53镀锌工艺发展现状镀锌工艺分热镀锌和电镀锌两种.电镀锌镀层均匀,与钢基结合牢固,表面缺陷少,但镀层厚度较薄,生产成本高,产量低,使用范围受到限制.而连续热镀锌成本低,方法易行,且随着工艺技术的蓬勃发展,产品质量逐渐提高,增长势头远远超过了电镀锌,占据着越来越重要的地位.据不完全统计,目前全世界运行的连续热镀锌机组大约400余套,连续电镀锌机组大约80余套,其中以美国,日本的机组数量最多,能力最大.19992000年投产的镀锌机组约有2O套,其中3套为电镀锌机组,其余均为热镀锌机组.自从1836年法国把热镀锌应用于工业生产以来,已经有16O多年的发展历史了.然而,大规模发展还是近30年来伴随冷轧带钢的飞速发展而兴起的,到今天为止,形成了.改良森吉米尔法和”美钢联法”两大代表工艺.“改良森吉米尔法”主要特点是使用明火加热的无氧化连续退火炉.热效率高,带钢加热速度快,产量较高,但带钢表面质量和附着力相对来说不如.美钢联法”.”美钢联法”在带钢人炉前进行化学脱脂和电解脱脂,退火炉全部用辐射管间接加热,带钢表面清洁度高,表面质量和附着力好,但加热速度慢,产量低,投资大.因此以生产建筑板为主的热镀锌机多选用.改良森吉米尔法”,而生产汽车板及高质量家电板的热镀锌机组选用“美钢联法.在炉型的选择上,新建机组多采用立式炉,因为立式炉炉辊工作区与炉子加热区是分隔开的,工作条件较好,不易结瘤.带钢以9O.或180.包角在炉辊上运行,无相对滑动及划伤,且每个行程带钢的张力都较大,因此板形质量好,表面质量高.另外立式炉不受炉长限制,机组布置灵活,生产能力大,产量高,对于年产30万t以上的大型机组更能体现其优越性.立式炉是目前主流的工艺选型.20世纪9O年代以来,镀锌技术飞速发展,对镀锌板的质量要求也越来越高,尤其以汽车用镀锌板及家电用镀锌板为甚,可以说他们的生产工艺代表了当今镀锌技术的发展水平.从质量控制的角度,技术发展现状如下:(1)机械性能的改善.改良森吉米尔法”或”美钢联法都是采用线内退火,由于经过快速加热,短时间的保温和急速?14?鞍钢技术2001年第4期冷却过程,所以此种再结晶退火使晶粒根本来不及完全恢复.由于碳,氮过饱和固溶的结果,从而得到的热镀锌板是坚硬的,深冲性能相对较差.为此,无间隙原子钢(InterstitialFreeStee1)即IF钢应运而生,在碳含量0.01的超低碳钢中,加入足够的强C,N化物形成元素,Nb,使钢中间隙原子C,N被固定成C,N化合物m(c,N),Nb(C,N),铁索体中无间隙原子存在,而且有利于钢板退火时形成(u1)织构,提高了r值,改善了钢板的深冲性能.目前我国生产的IF钢有mIF钢和(m+Nb)IF钢,mIF钢生产镀锌板易产生粉状剥落,影响钢板的防腐性能.所以要求深冲性能的镀锌板一般用(+Nb)IF钢制造.另外lF钢可消除产生时效的倾向,使热镀锌板能够适应更加复杂的探冲成型加工.(2)镀层粘附性的提高自从2O世纪初发现锌液中加A1能提高镀层附着力以来,热镀锌工作者一直在探索铝的作用机理,但由于试验手段的限制,一直未有重大突破,直至20世纪70年代,才开始揭示热镀锌加铝的奥秘.对带钢热镀锌来说,镀层中的铝含量是衡量粘附强度的一个重要标准.但是,在钢基表面的中间层中含有较高的铝量,仅是获得良好镀层粘附力的必要条件,而不是充分条件因为只有当锌在FeA1中间层中的溶解不饱和而形成贫锌固溶体时,此层才能起到牯附作用和阻止Fe,zn扩散的作用,并形成薄的铁一锌合金层,此时,镀层粘附性较好.这一FeA1s中间层理论在生产实践中发挥了巨大的指导作用,使镀锌板质量进一步提高.(3)板形及表面质量的控制随着汽车,家用电器等制造工业的快速发展,用户对原料的板形和表面质量要求越来越苛刻.例如板形上,冰箱面板的平坦度限制在2rmn范围以内;而表面粗糙度上,德国Audi汽车公司规定,钢板表面粗糙度Ra值为1.11.5,can,峰值计数RPC在2.5nma长度内多于5O个峰.为达到这方面的质量要求,现在的热镀锌机组大多在镀锌之后配有先进的光整机,拉矫机其配置有如下趋势光整机采用四辊式,双辊系(_I1(S甚至采用双光整机的布置方式)及激光测速,轧制参数及延伸率闭环控制,弯辊力预设定和在线自动换辊等;拉矫机采用二弯二矫,延伸率采用了电控方式,而不是机械控制方式,有效地控制了板形和带材的机械性能.为了获得良好的表面清洁度,光整拉矫均采用湿式操作系统,钢板表面形貌影响冲压成形及涂漆质量,表面粗糙度Ra,粗糙度峰值计数砌)c是其关键参数,这一指标一股通过轧辊的激光毛化和电火花毛化控制,然后通过轧制映像到钢板表面.目前这一指标国内只有宝钢将其列人生产标准进行控制.(4)镀层质量控制技术影响镀层质量的关键设备是气刀,直接决定了镀层的厚度和均匀性,目前世界上有Kohler,FOISN,DUMA及克来西姆四家主要制造公司.他们各有特点,设计思想不尽相同,主要围绕下面几项技术进行革新和竞争.镀层厚度调整技术:能快速调整镀层厚度,并使气刀吹气压力完全一致.DUMA气刀径向控制装置能在3s内完成镀层厚度的改变,并由于吹气压力的完全一致,使镀层质量得到提高,成为汽车板生产线的首选.刀缝宽度调整技术:调节气刀吹气宽度与带宽一致,可减少吹气量,降低噪音.边部气刀:该装置使气刀边部吹气压力增强并可调节,可防止带钢边部因散热快而产生边部镀层增厚现象.气刀刀缝和刀型调节技术:能在线调节气刀缝和刀型,不需更换整个气刀,因而提高了生产效率.气刀位置测量跟踪技术:DUMA采激光位置控测器,测量气刀与带钢间在整个带度内的距离,并随带钢位置自动调节,使在带钢倾斜通过时,也能保持气刀与带钢的相对位置平行一致,保证了产品的高质量.(5)合金化合金化镀锌板具有良好的焊接性能和涂着性及耐腐蚀性,因而在国外汽车工业中得到广泛应用.锌层合金化的加热方法有煤气直接加热和高频感应加热两种,其中后者具有加热速度快,加热段短,有助于促进铁向锌层扩散,锌层表面质量好,热效率高,控制简单,准确的优点而被大量采用.(6)小锌花(下转第18页)?18?鞍钢技术2001年第4期明:在657O的一般压下量下带钢表面氧化皮减少8O84,表面可见的炭黑残渣通过机械方法可以轻易除去,带钢上仅剩下极薄的氧化皮薄膜.在这些研究的基础上,在连续可逆玲轧机生产条件可以采用非酸洗坯料轧出用于生产热镀锌,热镀铅的产品和搪瓷餐具,铲所用的板材.精轧帆絮号图5以lore,s和20m/s的速度轧制0.6mm厚带钢时每个机槊的温度分布(上接第14页)镀锌板上的锌花在涂漆之后,仍能印透到漆面上,影响美观,人们通过小锌花产品进行光整的方法加以改善,生产小锌花产品有两种方式:一种使用小锌花装置,另一种是改变锌液成分的方式.从国内的生产经验看,前者控制灵活,但设备稳定性差,而后者变换产品品种周期长,但产品质量好且稳定,并可用无铅锌液生产零锌花产品.为热镀锌机组配套的工艺还有窄搭接焊接技术,炉内的热张力辊技术,玲热态镀层厚度测量及控制技术,感应陶瓷锌锅技术,冷却塔喷冷技术,以及钝化,磷化及涂油技术等等,都有了很大进步,比如11(S公司采用西门子的镀层厚度控制神经元网络系统,仅在Zn的消耗上,每年就节省5万马克.机组的工艺布置方式更是五花八门,这里OAO马格尼托哥尔斯克钢铁公司把用C8钢材生产的厚度为2.8mm的热轧带钢进行酸洗,然后用7O200pm级的磨料进行机械清洗,结果得到表面质量符合FOCTI9904级标准,几何公差符合FOUl16523标准,拉伸等级符合r级的板材.这种带钢再处理设备例如酸洗和镀锌综合设备的出现说明了人们对超薄热轧带钢更加关注.根据上述事实可以预见,通过把热轧,冷轧设备合并成连续