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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。
镀锌板作用:
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。
镀锌板分类
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。
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镀锌板外观
(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、**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。
镀锌板镀锌量
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。
镀锌板机械性能
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
镀锌板化学成分
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。
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。这种钢板既具有的防锈性能,又有良好的涂装性能。
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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镀锌板的生产机组,具备了生产汽车钢板的能力,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*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,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主要的**的结构材料和产量大、覆盖面广的功能材料。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,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早科研单位,在20世纪70年代协助武钢引进消化国内条热镀锌机组。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。
计算公式编辑
镀锌板计算公式:M=7.85长宽高+锌层计算重量(查表)
(钢的密度=7.85 g/cm3)
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