热镀锌钢板生产技术发展概况宋加分析解析

1、1 热镀锌钢板生产技术发展概况热镀锌钢板生产技术发展概况 宋 加 2013年8月 2 热镀锌钢板生产技术发展概况热镀锌钢板生产技术发展概况 1.前言 2.世界及我国热镀锌钢板机组及生产量世界及我国热镀锌钢板机组及生产量 3.热镀锌钢板生产技术 4. 高耐蚀性锌合金镀层的开发 5.热镀锌钢板精整 6.结束语 3 1 前言 ?热镀锌钢板是钢铁工业重要的深加工产品， 是世界公认的最重要最经济钢材品种 ?能有效防止钢材腐蚀 增强耐腐蚀能力 ?美化产品外观 有利后步加工 ?减少环境污染 深受用户喜爱 ?本文仅就热镀锌板生产技术发展概况进行粗 浅探讨 4 2 世界及我国热镀锌机组及生产量 2.1世界热镀锌

2、机组数量 序号序号 大 洲 机组数量 1 亚 洲 391 2 欧 洲 106 3 北 美 86 4 南 美 20 5 非 洲 11 6 澳 洲 7 合 计 621 5 2 世界及我国热镀锌机组及生产量 ?世界热镀锌机组数量 2010年热镀锌机组分布情况 非洲, 1.80% 澳洲, 1.10% 南美, 3.20% 亚洲, 63% 欧洲, 17.10% 北美, 13.80% 6 2 世界及我国热镀锌机组及生产量 ?2.12.1世界及我国热镀锌机组数量 ?热镀锌机组主要集中在亚洲、欧洲及北美 ?我国（大陆）有热镀锌机组约 251套 ?我国台湾有热镀锌机组 11套 ?以下数据生产量及进出口量不含台湾数

3、据 7 2 世界及我国热镀锌机组及生产量世界及我国热镀锌机组及生产量 ?2.12.1世界及我国热镀锌机组数量 2010年中国热镀锌机组占世界比例 中国, 42.20% 其它国家, 57.80% 8 2 世界及我国热镀锌机组及生产量世界及我国热镀锌机组及生产量 2.2世界及中国热镀锌钢板生产量 年份 2008 2009 2010 2011 2012 世界产量 万t 10010 8100 9100 9900 10610 中国产量 万t 1678 1650 2555 2980 3043 中国进口量 万t 129 122 142 145 113 中国出口量 万t 277 134 343 451 481

4、 9 2 世界及我国热镀锌机组及生产量 2.2世界及中国热镀锌钢板生产量 08-12年世界和中国热镀锌产量 10010 8100 9100 9900 10600 1650 1678 2555 2980 3043 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 20082009201020112012 万 吨 世界产量 中国产量 10 2 世界及我国热镀锌机组及生产量 2.3中国热镀锌钢板生产量及进出口量 08-12年热镀锌产量、进口、出口情况 2555 2980 3043 1650 1678 142 125113 129 380 277 134 451481 343 0 5

5、00 1000 1500 2000 2500 3000 3500 20082009201020112012 万 吨 产量进口出口 11 2 世界及我国热镀锌机组及生产量世界及我国热镀锌机组及生产量 2.3中国热镀锌钢板生产量及进出口量 ?我国热镀锌板产量逐年稳步增长，约占世界热镀锌板 产量的16.8%30.4%， ?我国热镀锌板生产量从2008年到2012年增加了81.1%， ?出口量基本呈上升趋势，2012年比2008年增加了73.6%。 ?进口量波动不大，基本呈下降趋势，2012年是2008年 的87.6%，下降了12.4%。 ?目前我国热镀锌产能已明显过剩，除汽车热镀锌板外， 建材、家电

6、热镀锌板利润空间极小。 ?尚有不少汽车板热镀锌机组还没有取得主流汽车企业 的认证，只能生产建材、家电镀锌板，影响企业效益。 12 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.1机组高产大型化 进入本世纪十余年来无论是国内还是世界，新建热镀 锌机组大多数产能在30万t/a以上，特别是新建汽车板 型热镀锌机组产能多在40万t/a以上。 ?3.2发展无Pb镀锌 镀层减少晶间腐蚀，寿命长，有利环保，适用汽车业 及彩涂基板，欧洲在十余年前就停止生产普通锌花钢 板，我国宝钢2000年开始生产无铅热镀锌钢板，随着 汽车热镀锌钢板生产的发展，我国无铅热镀锌钢板产 量逐年增加，其它用户也逐步认同了无锌花

7、钢板，铲 除了热镀锌生产中铅对人体及环境的危害。 13 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.3美钢联法成为热镀锌主流工艺 越来越多的热镀锌板应用于汽车、家电， 皆对镀锌板质量要求很高， 采用炉前电解清洗，获得洁净基板板面， 再进入全辐射管炉处理， 能提高镀层粘附性，减少锌渣， 对镀锌板质量更有保证。 14 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.4改进镀前清洗技术 ?在碱洗系统中设置高梯度磁分离器及超滤器组 成的脱脂液再生装置，采用薄膜渗透型带反冲 洗装置，提高了清洗质量， ?采用双组分清洗技术，根据工艺可分别控制碱、 表面活性剂、消泡剂的浓度，降低了清洗剂消 耗有

8、利环保， ?清洗段设置在线备用刷辊，确保了刷洗质量。 15 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉优化退火炉 ?1）采用蓄热式辐射管加热技术 ?2只烧嘴分别装于辐射管两端，并分别安装陶 瓷蜂窝蓄热体，2只烧嘴轮流工作，最高助燃 空气预热温度可达650； ?降低能耗约20-30%； ?烟气中NOX 、 CO2 排放量约下降20-30%； ?辐射管表面温差小，炉温均匀，延长辐射管寿 命。 16 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉优化退火炉 ?2 2）烧嘴/辐射管一体系统 ?高效烧嘴INCONEL与薄壁焊接辐射管整体供货， 薄壁焊接辐射管热惯性

9、小，改变退火工艺制度 时非常灵活； ?热量可变控制范围达 30%100%； ?良好匹配的烧嘴/辐射管系统避免了二者中间 接口出问题，燃气消耗低，使热效率高达 80%； ?提高作业时间，维护费用低；二氧化碳排放低。 17 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?烧嘴/辐射管一体 18 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉优化退火炉 ?3）感应加热技术 ?引入感应加热技术，设置于过渡段及带 钢入锌锅前的均衡调温段。 ?增加炉子对品种规格变化的快速适应能 力，减少过渡产品量。 19 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉优化退火炉 ?4）

10、保护气自动控制 设置高、中、低露点闭环控制；在加热、均衡 段设氢气含量闭环控制，以保证炉内良好气氛 。 ?5）配置炉气清洁度检测仪 对各个炉区清洁度总量检测，掌握炉内清洁状 况，评估污染程度，对指导生产、设备维护、 故障监测和检修提供依据。 20 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉优化退火炉 ?6）保护气高氢快冷技术 ?采用保护气喷吹冷却技术，冷却速度可达 160170/sec，风机电机功率很大电耗高， 提高保护气中的H2含量可提高传热效率，降低 电耗，高氢快冷工艺中 H2含量大多在1550， 在安全操作等方面要采取了一系列措施。为适 应大风量，采用风箱移动技术，

11、为防止带钢抖 动，许多设备制造商开发了专利技术，如 CMI 的稳定喷吹技术（Blowstab），HS的闪冷技术 （Flash Cooling），均取得良好效果。 21 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.5优化退火炉 ?7）有效控制炉鼻中的锌灰 ?过滤法- 将炉鼻内的气体用风机抽出，送入过 滤系统，把锌蒸汽过滤掉再打回炉内； ?放散法- 在炉鼻顶部安装一个放散阀，放散一 部分炉鼻中的含锌蒸汽的保护气，减少锌灰的 凝结， ?TECK资源公司技术中心开发了采用炉鼻内锌蒸 汽压控制技术，让锌灰不在炉鼻顶板形成，而 在底板形成，使锌灰又落到锌锅中，基本解决 了锌灰污染问题。 22 3

12、热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6 完善镀锌设备及操作 ?1）优化锌锅设计 *采用更大更深的锌锅，以减少锌液温度及 成分的波动。 *采用泵来控制锌的成分及炉鼻中锌灰的累积。 23 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6完善镀锌设备及操作 ?*安装锌锅监视器及显示器，降低 Zn与Al的消耗； ?*采用镀层控制系统利用工业反馈提高镀层精度； ?*锌锅设置传感器、监视器显示数据，降低 Zn及Al 的消耗； ?*采用含5%Al代替含15%Al的铝合金小锭， 更方便精细地调整镀锅中的 Al含量。 24 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 3.6 完善镀锌设备及操

13、作 ?2）控制锌锅中有效铝含量 ?*测量锌锅中有效铝量； ?*开发预报加铝的软件 （ DEAL ），），以稳定准确 控制锌锅操作的MAP软件 。 25 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6 完善镀锌设备 ?3）改进沉没辊及轴承材质 ?*采用金属材料 不锈钢316L，钴基超耐热合金 NiCr合金4号 6号，铁基超耐热合金 MSA2020 MSA2001 ?*陶瓷材料 硅铝氧氮聚合材料 SiAlON MgO- ZrO 2 2 石墨复合材料 ?*金属陶瓷涂层 热喷涂WCCo涂层，激光熔变碳 化物涂层 26 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6 完善镀锌设备 ?4

14、4）不断改进的气刀 ?各种气刀总的特点如下 ?*气刀能自动跟踪带钢，使气刀与带钢保持 稳定距离； ?*气刀整体组装调整，有准确定位机构，实现 对喷嘴区域压力恒定的动态控制； ?*双唇回转气刀；更佳的刀唇间隙曲线； ?*设置快速刀唇清理装置； 27 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6完善镀锌设备 ?* *设置气刀水平方向快、慢速打开及准确复位 系统等； ?*在线自动调整刀唇间隙，改善沿带钢宽度方 向镀层的均匀性，降低了锌耗。 ?*开发了飞喷射擦拭法，提高了带钢速度，消 除飞溅，降低带钢震动。 28 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.6完善镀锌设备完善镀锌设备

15、 ?4）不断改进的气刀）不断改进的气刀 ?*降低气刀噪音 生产汽车热镀锌板气刀采用吹氮气，开发了 气刀装置降低噪音及节省氮气的设备， *由2个电机驱动激光测量头，自动测量带钢宽 度与位置， *根据带钢宽度连续调节气刀间隙，达到降低 噪音，节省氮气3060，提高镀层质量。 29 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?3.7 重视进行热镀锌理论研究 ?进行镀锌机组工艺及设备理论研究 ?*锌渣析出和溶解、锌腐蚀机理、锌池内 Al、 Fe元素的研究，降低锌渣优化措施研究等。 ?*锌池流场模拟研究 用水或流体工艺模拟方 式对锌锅锌池流场进行研究。 *这些研究对提高镀层表面质量、制定加锭 方式、

16、完善GI与GA转换，消除表面锌渣缺 陷，提高产品质量具有重要意义。 30 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?4 采用4辊湿光整机 ?趋向设置带有横移高压喷嘴的湿光整机，机组 既生产软钢（EDDQ）又生产高强度钢（ AHSS） 时，由采用2种规格轧辊趋向转向采用介于 2种 规格轧辊直径之间1种轧辊。 ?轧辊采用镀铬或镀碳化钨。 31 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?5 环保型、功能型后处理环保型、功能型后处理 ?*无Cr6钝化已是趋势，钝化主成膜剂有 Cr+3、 Ti盐及SiO2型环保钝化产品。国外及我国的钢 铁企业在自主研发无 Cr6钝化方面都取得了很 大成绩，已

17、商业生产。许多国际知名化工企业 也都积极研制了无Cr6钝化剂投放市场，目前 我国主要钢铁企业的热镀锌机组几乎都采用了 无Cr6的环保钝化。 ?*通过后处理开发功能性镀锌板，即在镀锌板 上涂敷独特涂料，生产冲压用自润滑镀锌板； 也可以通过后处理生产耐指纹镀锌板。 32 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 6 研发生产高强度热镀锌板成热点 汽车业出于安全、节能及使用寿命考虑，汽车 减重，使用更薄、强度更高的镀锌板显得格外 迫切。 目前70%汽车钢板强度为300590MPa，强度更 高的汽车板也开始应用，并逐年用量增加； 研发生产性能优越的超高强度热镀锌板成为热 点，特别是强度级别 590

18、MPa的热镀锌板。 33 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 6 研发生 产高强 度热镀 锌板成 热点 不同高强钢强度与延伸率关系 34 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?6 研发生产高强度热镀锌板成热点 ?我国许多重点钢铁企业能商业生产 ?BH高强钢、含P高强钢、低合金高强钢， ?近年来着重开发更高强度级别 DP及TRIP高强钢。 ?生产DP及TRIP高强钢，特别是TRIP钢 ?着重考虑钢的成分设计、炉内保护气露点控制、 退火炉加热方式及表面处理。 35 3 热镀锌生产技术的发展热镀锌生产技术的发展 ?6 研发生产热镀锌高强度板成热点 ?我国宝钢在生产超高强度钢上取得

19、很大成绩， 特别值得提出的是宝钢于 2007年建成1套退火 镀锌两用机组，机组设置 NOF炉，明火加热， 淬水冷却，由于TRIP钢中含有较高的Si、Mn， 含Si等元素，不利锌的粘附；采用明火加热， 进行选择性氧化，降低了钢板表面的 Si、Mn的 富集，改善了锌的粘附性。 ?采用水淬，使冷却速度大大提高，提高了产品 的强度，可以商业生产强度级别达 1470MPa的 超高强度退火板及镀锌板。 36 4 高耐蚀性能锌合金镀层的开发高耐蚀性能锌合金镀层的开发 ?4.1 Gavalume ?含55%Al，1.6%Si的锌合金镀层（GL），其耐 蚀性是纯锌镀层的（ GI）46倍，主要用于建 材、电器柜、

20、食品等行业。 ?4.2 Galfan 4.2 Galfan ?含5%Al及微量稀土元素的锌合金镀层（ GF）， 其耐蚀性是纯锌镀层的（ GI）23倍，主要用 于建材、汽车配件、轻工等行业。 ?以上2种产品在世界都已生产多年，占有一定 市场份额。我国有一定数量的 GL生产。 37 4 4 高耐蚀性锌合金镀层的开发高耐蚀性锌合金镀层的开发 ?4.3 ZAM ?含6%Al,3%Mg的锌合金镀层，是上世纪末日新 开发的产品，其耐蚀性是 GI的1016倍，镀层 是三元共晶体，主要用于建筑。包括日本在内 的16个国家均有专利注册，我国也在研发中。 ?4.4 DYMAZINC ?含0.2%Al,0.5%Mg的锌合金镀层，是1999年新 日铁开发的产品，适用盐分高地区使用，耐切 边腐蚀，表面硬度大，加工性好，适用建材。 38 4 4 高耐蚀性锌合金镀层的开发高耐蚀性锌合金镀层的开发 ?4.5 Super DYMA 4.5 Super DYMA ?含11%Al，3%Mg，0.2%Si的锌合金镀层，是本 世纪初新日铁开发的产品，耐蚀性能好，表面 耐蚀好于不锈钢，具有优异的耐黑变性，成型 性好，焊接性好，适用家电。 ?使用寿命长、节约、环保的锌合金镀层仍是国 内外研发的重要内容