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誰能告訴我國內金屬鍍鋅的前景?

熱浸鍍鋅發明於18世紀中葉。它是由熱鍍錫工藝發展而來,已進入第四世紀。迄今為止,熱浸鍍鋅仍然是鋼鐵防腐方法中應用最廣泛、最有效的工藝措施。在熱鍍鋅發展的三個世紀中,每個世紀的代表人物有:法國化學家P.T.Molouin Ying博士,法國市政工程師Stanistans Sorel,波蘭傑出的發明家和工程師Tadtusz Sendzimir。在1742中,羅馬·英博士做了壹個關於鋼的熱浸鍍鋅的開創性實驗,並在法國皇家科學院宣讀了該實驗。1837年,法國Solier申請了熱鍍鋅專利,提出了用電偶法保護鋼材的思想,提出了鐵表面鍍鋅防銹的工藝。同年,英國的H.W.Grawford申請了以氯化銨為溶劑鍍鋅的專利,這種方法經過多次改進後壹直傳承至今。1931年,現代冶金工業最傑出的工程師波蘭人森齊米爾在波蘭建成了世界上第壹條氫氣還原法帶鋼連續熱鍍鋅生產線。這種方法在美國獲得專利,從1936到1937在美國和法國的Maubeuge鋼鐵廠建成了以Senzimir命名的工業熱鍍鋅線,創造了連續、高速、高質量的帶鋼。

中國學者將1837索利耶專利和1937森吉米爾工藝稱為熱鍍鋅歷史上兩個最重要的轉折點和裏程碑。前者在應博士報告後壹個世紀發明了溶劑熱浸鍍鋅工藝,這種方法至今仍用於批量熱浸鍍鋅。後者在溶劑法發明後100年發明了氣體還原法,從而奠定了現代連續熱鍍鋅的基礎。溶劑熱浸鍍鋅工藝在20世紀沒有顯著變化,但氣體還原工藝在不斷改進。目前主要采用改良的森吉米爾工藝,前者可生產通用鍍鋅鋼板,後者可生產優質鍍鋅鋼板。

熱浸鍍材料在過去的半個世紀裏取得了巨大的進步。20世紀50、60年代,美國、日本、英國、德國、法國、加拿大等國相繼生產出鍍鋁鋼板。70年代初,美國伯利恒鋼鐵公司發明了鋁-鋅-矽塗層材料,商品名為Galvalume,其合金成分為55% Al?-43.4% Zn-1.6% Si,耐蝕性是純鋅鍍層的2~6倍,廣泛用於生產塗層帶鋼。20世紀80年代,國際鉛鋅研究組織(ILZRO)資助比利時列日冶金研究中心(CRM)開發了壹種鋅鋁稀土塗層材料,商品名為Galfan。其合金成分為Zn-5% Al-Re,耐蝕性是純鋅鍍層的2-3倍,廣泛用於生產帶鋼和鋼絲。

20世紀60年代,加拿大率先開展了鋅中鎳對含矽活性鋼熱浸鍍鋅抑制作用的研究,得到了ILZRO的支持。20世紀80年代,熱浸鍍鋅-鎳合金工藝在歐洲、北美和澳大利亞迅速推廣,其工藝被命名為Technigalva。目前在此基礎上開發了Zn-Ni-Sn-Bi,適用於Si含量低於0.5%的鋼,並能明顯抑制熱浸鍍矽鋼時的聖林德效應。

20世紀90年代,日本日新鋼鐵公司開發了壹種鋅鋁鎂塗層材料,商品名為ZAM,化學成分為Zn?—6% Al—3% Mg,其耐蝕性是傳統鍍鋅(Zn-0.2% Al)的18倍,被稱為繼第三代高耐蝕塗層Galvalume、Galfan之後的第四代高耐蝕塗層材料。另外,Zn-4.5% Al?—0.1%毫克;鋅——0.5%鎂;鋅-15%鋁-0.5%錫;鋅—鋁—鉛;Zn-Zn—0.1 %Bi合金也有壹定程度的應用,合金鍍層的發展是20世紀下半葉熱浸鍍最重要的進步。

與其他金屬防腐方法相比,熱浸鍍鋅工藝在電化學保護、致密性、耐久性、免維護、塗層與基體的附著力、經濟性、熱浸鍍鋅工藝對鋼材形狀和尺寸的適應性、生產效率高等方面具有無可比擬的優勢。根據日本鍍鋅協會10年大氣暴露試驗,鍍層厚度為86微米的熱鍍鋅層在重工業、海洋、郊區和市區的使用壽命分別為13、50、104和30年。壹般來說,含鋅量600g/m2的鍍鋅層免維護使用壽命為20~50年,建築用鍍鋅基材彩板的使用壽命為3~5年,而鍍鋅基材彩板的使用壽命可達20~30年。

2中國熱鍍鋅現狀

熱鍍鋅鋼廣泛應用於國民經濟的基礎行業。“八五”以來,中國大力發展電力、交通、通信、能源和城市基礎設施。從65438年到0999年,中央政府提出了西部大開發的戰略。隨著“西電東送”、“全國聯網”、“西電東送”、“三峽工程”、“南水北調”、“二網改造”、“五縱七橫”、“鐵路提速”等項目的開展,隨著建築鋼結構市場的啟動和家電、汽車行業的發展。鍍鋅是鋼鐵生產的後續工序。鍍鋅工業的發展依賴於鋼和鋅的生產,鍍鋅工業的發展與鋼和鋅工業的發展基本同步。壹方面,從1996年開始,中國鋼產量連續7年超過1億噸,居世界第壹(見圖2);另壹方面,自1994以來,中國鋅產量突破百萬噸,成為全球最大的鋅生產國。在鋅的消費結構中,鍍鋅用鋅的消費量壹直占據首位,國外發達國家鍍鋅用鋅的消費量占總鋅消費量的40%~70%。據有關部門統計,我國鋅的消費結構如圖3所示,其中鍍鋅用鋅約占34%。壹般來說,鍍鋅用鋅的消耗量占各種鍍鋅的30%。

熱鍍鋅工藝廣泛應用於鋼板、鋼帶、鋼絲、鋼管、結構件、備件等產品。中國的鍍鋅企業大致可以分為兩類:壹類是專業的鍍鋅加工廠,只通過外包鋼材或帶鋼加工來從事熱鍍鋅工藝;另壹種是非專業工廠,熱鍍鋅只是整個生產過程中的壹道工序。鋼絲鋼管鍍鋅企業大部分是非專業工廠,大部分結構鋼和零件是專業工廠,其余都是。

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