宝钢锌钢板的发展

2005年1月 中国冶金第1期(总第86期) 作者简介:王 利(19662 ) , 男,博士,高级工程师; E2mail :lwang ; 修订日期:2004209204 宝钢镀锌钢板的发展 王 利, 程国平, 袁明生 (宝钢技术中心,上海201900) 摘 要:随着国内经济的持续稳定发展,在过去的10年中,由于建筑和汽车行业的快速发展,对镀锌钢板的需求 持续旺盛。在今明两年,国内宽带钢连续镀锌钢板生产线的发展将进入高峰期,每年的新增产能近1 000万t。 简要回顾了国内镀锌钢板的发展和消费结构,并对下一步镀锌钢板的发展进行了展望。此外,结合宝钢镀锌生产 线的建设,简要介绍了宝钢主要的镀锌钢板新品种开发情况。 关键词:宝钢;镀锌钢板;汽车;建筑;家电 中图分类号:TG335122 文献标识码:A 文章编号:100629356(2005)0120017204 Recent Development of G alvanized Sheet Steels in Baosteel WANG Li , CHEN G Guo2ping , YUAN Ming2sheng (Baosteel Technology R and D Center ,Shanghai 201900 , China) Abstract :With the rapid development of Chinese economy , demands for galvanized sheet steels increased signifi2 cantly because of the rapid development of construction and automotive industry during the last decade. The devel2 opment of domestic galvanizing lines for wide sheet steels will enter into high peak period in recent years , and the increased capacity per annum will reach almost 10 million tons. In this paper , the development of galvanized sheet steels and structure of consumption are briefly introduced. Other than this , the development of galvanized sheet steels in Baosteel is also introduced. Key words : Baosteel ;galvanized sheet steel ;automobile; construction; appliance 1 国内镀锌钢板的发展 镀锌钢板根据工艺的不同可分为热镀锌和电镀 锌两大类,到目前为止,国内大型的电镀锌生产线主 要是宝钢的两条生产线。与电镀锌生产线相比,国 内的热镀锌生产线发展较早。早在70年代初,国内 就有10多套溶剂法单张钢板热镀锌生产装置,年总 产量不足10万t ,其工艺落后、 锌耗高、 产量低、 质量 差。70年代后期,首先是1979年武钢从西德引进1 条卧式连续热镀锌生产线,到80年代末宝钢又从美 国Wean公司引进了1条立式连续热镀锌生产线。 此后,国内的宽带钢连续热镀锌才进入稳定快速发 展时期,自1994年后,新增产线的速度明显增加且 间隔缩短。在2001年之前,每年新增的镀锌产能在 40万t左右,2001年之后,每年新增的镀锌产能快 速增加,达100万t以上,如2003年新增产能达到 了250万t。据不完全统计,至2003年底国内投产 的超过1000 mm的宽带钢连续镀锌线近40条,生 产能力接近700万t。特别是今明两年,国内主要钢 厂(包括民营、 合资和国有企业)均把发展连续热镀 锌作为其主要的发展方向,热镀锌生产线的发展进 入高峰期,每年新增的产能近1000万t ,如图1所 示。预计到2006年国内热镀锌生产能力将达到近 3 000万t ,届时国内镀锌钢板将出现供大于求的 局面。 2 国内镀锌板品种及消费结构分析 根据镀锌品种大类,国内的镀锌钢板可细分为: 图1 国内历年新增的镀锌产能情况 表1 国内和世界主要国家和地区热镀锌板消费结构 % 国家汽车建筑家电其他 日本333616151415 欧洲和美国4231252 中国10403020 热镀纯锌、 热镀锌合金化、 热轧镀锌、 热镀铝锌、 电镀 锌和电镀锌镍6大类品种及其后处理产品,在这6 大类品种中又以热镀锌的发展最为迅速,占到总产 能的近90 %。 表1显示了国内和世界主要国家和地区热镀锌 板消费结构的对比情况。很显然,国内目前的镀锌 钢板主要应用于建筑、 轻工和其他方面,这一趋势与 国内近年来镀锌钢板的主要用途之一建筑彩涂钢板 的用量趋势相一致,见图2所示。 图2 国内近年来建筑彩涂钢板的用量情况 镀锌钢板在汽车上的应用将随着汽车产量的提 高迅速增长,但就目前情况看,由于国内汽车厂家 多、 引进国家多和每家产量少等特点,相应的镀锌钢 板品种多、 用量少,钢厂生产组织镀锌钢板还处在比 较困难的时期。此外,汽车用镀锌钢板是镀锌钢板 重质量要求最高的品种,国内具备批量供应镀锌汽 车板的厂家还很少。 随着国内国民经济持续、 稳定发展,国内镀锌板 需求量呈现出快速增长的趋势。据统计,1996 2002年间,国内表观需求量年均增速近24 % ,而新 增镀锌产能显然跟不上这一速度。因此,国内镀锌 钢板长期以来一直属于短线产品,表2列出1988 2002年,国内镀锌板生产及表观消费量等情况。多 年来,国内镀锌板的自给率一直维持在50 %左右, 每年需要大量进口。 随着近年来国内镀锌钢板生产线建设速度的加 快,国内镀锌钢板紧俏的局面将得到改善,预计 2005年前后将出现供大于求的局面。不过 从 长 远 表2 国内镀锌板生产及表观消费量 万t 年产量进口出口表观消费量 自给率/ %增量/ % 19882215301953144211 1989241638106216391317 199023. 517401558- 35 19912611204611561614 1992391772111173515142 19935051151100154918- 10 199445163231873186118- 27 1995721781111314214511193 1996771679167141491851185 199786178718101216413521810 199811412 10113521015541328 199914418 15111429119491639 20001702161191437617451129 20012072181491641518491610 200228233412111560417461645 看,国内镀锌钢板的市场需求潜力仍很大。这主要 是由于国内是世界上最大的钢铁生产和消费国。自 1996年钢产量突破1亿t大关以后,国内钢产量连 年递增,连续多年位居世界第一。与此同时,国内钢 材消费量也在不断增加。2003年国内钢材表观消 费量(产量+进口量-出口量)近216亿t ,其国内产 镀锌钢板的比例仅占2 %左右,而世界主要产钢国 的镀锌板产量约占钢材总量的7 %8 % ,日、 美更 是高达13 %15 %。 3 宝钢镀锌钢板的发展 宝钢镀锌钢板生产线始建于1990年,包括1条 热镀锌和1条电镀锌。其中热镀锌机组由于入口段 没有碱清洗设备、 退火炉的长度比较短,主要生产建 筑用的热镀锌钢板。尽管宝钢在此基础上开发了以 IF钢为基板的超深冲和屈服强度级别为340 MPa 和410 MPa的高强度低合金热镀锌钢板,但由于镀 锌表面是含Pb的大锌花产品,因此,在汽车上的应 用受到很大限制。电镀锌产品由于镀锌量较薄也不 能用于汽车行业。 2000年投产的2号热镀锌和2号电镀锌线,为 宝钢批量生产和开发镀锌汽车板奠定了基础。宝钢 在此基础上先后开发了轿车外板用电镀锌各向同性 钢和热镀锌烘烤硬化钢、 结构件用600 MPa级别热 镀锌合金化双相钢和600 MPa级别电镀锌TRIP钢 等新品种。表3显示了宝钢电镀锌各向同性和热镀 锌合金化双相钢的典型力学性能。 81中国冶金 表3 宝钢电镀锌各向同性钢和热镀锌双相钢的典 型力学性能 牌号Re/ MPaRm/ MPaA/ %nr90r说明 220IS235345380119 11250106J IS13号 260IS270380340118 11250110J IS13号 600DP374612260119/JIS5号 电镀锌各向同性钢1属于低碳微合金钢,主要 用于汽车的外板。所谓的各向同性是指r值趋向 零,一般在- 0115+ 0115之间,强度级别有220、 250、260、280和300 MPa。宝钢已经开发出220和 260 MPa级别的冷轧各向同性钢板,图3显示了冷 轧各向同性钢同低碳铝镇静钢St14和BH180冲杯 示意图,相比之下各向同性钢几乎没有制耳。 热镀锌合金化DP钢2 ,3的组织是铁素体和马 氏体,其中马氏体的质量分数在5 %20 % ,随着马 氏体质量分数的增加强度线性增加,强度范围为 5001200 MPa ,图4是宝钢开发的600 MPa级 别热镀锌合金化双相钢基板和镀层的典型微观组 织。除了AHSS钢的共性特点外,双相钢还具有低 的屈强比、 高的加工硬化指数、 高的烘烤硬化性能、 没有屈服延伸和室温时效等特点。 这类钢在近期日 系汽车中被大量采用,如在2002年典型的日系 某 车型上DP钢(主要是热镀锌合金化)的比例已达到 30 %。 此外,热镀锌TRIP钢4 ,5和强度级别更高的钢 种也在开发过程中,表4显示了宝钢镀锌汽车板的 品种现状及其开发情况。 为了满足国内镀锌市场的需求,宝钢新建的3 号热镀锌铝 锌线已于2004年8月投产,目前已经 批量稳定地向用户供货,图5是宝钢镀锌铝 锌线 生产的高镀铝产品的镀层表面和界面微观照片。 此外,以生产镀锌汽车板为主的4号和5号热 镀锌将于2005年投产,这2条线将由宝钢、 新日铁 和阿赛勒组成的合资公司经营。届时,宝钢的镀锌 钢板产能将达到210多万t ,表5是宝钢已建和在建 镀锌钢板生产线的一些主要参数情况。 4 结语 伴随着国内经济的快速、 持续稳定的发展,国内 镀锌钢板行业在今后一段时间内将会得到快速发 展,在产量提高的同时,以生产汽车板为代表的高品 质镀锌产品的生产将得到重视。宝钢作为国内最大 且领先的镀锌钢板生产企业,今后将进一步加大这 方面的投入,以满足国内用户日益增长的需要。 图3 冷轧各向同性钢同St14和BH180冲杯示意及其典型用途 (a)基板金相组织; (b)表面SEM照片 图4 宝钢开发的600 MPa热镀锌合金化双相钢典型的基板和镀层组织 91第86期 王 利等:宝钢镀锌钢板的发展 表4 宝钢镀锌汽车板品种及开发现状(热镀锌纯锌和热镀锌合金化) 类型种类 抗拉强度级别/ MPa 250340370390440490590690780980 软钢CQO DQO DDQO EDDQO SEDDQO 高强度钢板CQOOOOO DQOOO DDQOOOO BHOOO ISOO DPOO TRIP CP 注: O商业化; 需要开发 图5 宝钢热镀铝 锌产品镀层微观组织 表5 宝钢已建和在建镀锌钢板生产线情况 项目1号CGL2号CGL3号CGL4号CGL5号CGL1号EGL2号EGL 后处理钝化涂油钝化涂油钝化涂油钝化涂油钝化涂油钝化涂油钝化,涂油,磷化 机组速度/ (mmin - 1) 18320016018017090180 镀层GIGI/ GA55 %Al2ZnGI/ GAGI40180 锌花大锌花,小锌花无锌花/无锌花无锌花/ 锌锅11121/ 参考文献: 1 Wolfgang Bleck. Cold2rolled , High2strength Sheet Steels for Auto Application.JOM. July , 1996 , 26231. 2 Kot R A , Morris J W. Structure and Properties of Dual2phase Steels. The Metallurgical Society of AIME , ISS , 1979. 38 : 2000 , 5732593. 3 Pichler A. Phase Transformation During Annealing of a Cold2 rolled Dual2phase Steel Grade. Mechanical Working and Steel Processing Conference Proceeding, ISS, 2001 ,39: 4112434. 4 Traint S. Mechanical Properties and Phase Transformati