中國(guó)熱鍍鋅發(fā)展綜述

李九嶺

武漢吉瑞化工,，武漢,，430073

1. 中國(guó)鋼材熱鍍鋅發(fā)展概況

熱鍍鋅用于鋼材防腐蝕保護(hù)，已有200多年的發(fā)展史,。我國(guó)實(shí)施改革開放40多年來,，鋼材熱鍍鋅行業(yè)獲得到了突飛猛進(jìn)的大發(fā)展，其中帶鋼寬度超過1米的寬帶鋼連續(xù)熱鍍鋅線由1979年的1條,，發(fā)展到2019年的700余條,，年生產(chǎn)能力由15萬噸猛增到超過1億噸，由于市場(chǎng)需求量的限制,，開工率僅為60%左右,，2019年實(shí)際產(chǎn)量約為7000萬噸；中國(guó)窄帶鋼連續(xù)熱鍍鋅的寬度范圍為200mm～800 mm,，帶鋼厚度范圍為0.1mm～6.0 mm,，它是寬帶鋼連續(xù)熱鍍鋅發(fā)展中其寬度、厚度規(guī)格不能滿足用戶需求的有力補(bǔ)充,。窄帶鋼連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線造價(jià)低,、對(duì)原料、生產(chǎn)條件要求不高,，產(chǎn)品價(jià)格比寬帶鋼熱鍍鋅產(chǎn)品便宜,，所以目前在國(guó)內(nèi)存在廣闊的銷售市場(chǎng)。窄帶鋼連續(xù)熱鍍鋅線遍布全國(guó),，其數(shù)量超過寬帶鋼連續(xù)熱鍍鋅線條數(shù),，可達(dá)到1千余條，2018年全國(guó)總產(chǎn)量超過3000萬噸,；全國(guó)結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅,、鋼管熱鍍鋅、鋼絲熱鍍鋅估計(jì)也有1000余家,，總生產(chǎn)能力也可能突破1000萬噸,。

目前中國(guó)鋼材熱鍍鋅產(chǎn)品已經(jīng)全面走向嚴(yán)重過剩的供大于求時(shí)代，疾風(fēng)暴雨式的快速增長(zhǎng)將走向更加理智,、較為平穩(wěn)的動(dòng)態(tài)發(fā)展,。中國(guó)鋼材熱鍍鋅產(chǎn)品需求量已超過世界平均水平而達(dá)到55%，目前已經(jīng)全面走向引領(lǐng)世界鋼鐵鍍材消耗大國(guó),。

   2. 鋼材熱鍍鋅工藝方法分析

鋼材熱鍍鋅分結(jié)構(gòu)件鍍鋅與鋼板鍍鋅兩大類,，前者為熔劑法熱鍍鋅，鍍后不再做成型加工,，一般用螺絲連接,，也有采用焊接連接，使用場(chǎng)合基本都在戶外，所以要求厚鍍層,，使用壽命要求達(dá)到30～60年,。后者為氫氣還原法帶鋼連續(xù)熱鍍鋅，鍍鋅后的產(chǎn)品一般還要進(jìn)行彎曲成型深加工,，使用場(chǎng)合在室內(nèi)與戶外都有,。

因?yàn)橐陨蟽煞N產(chǎn)品用途不同，加工使用方法與使用場(chǎng)合都不同,，所以生產(chǎn)工藝也完全不同,。鍍鋅層在大氣中腐蝕機(jī)理不是化學(xué)腐蝕，而主要為電化學(xué)腐蝕,，這種腐蝕要求有正負(fù)極與電解液,，所以要想提高耐腐蝕性，就要求環(huán)境干燥少水份與不提供產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的條件,。所以結(jié)構(gòu)件鍍鋅長(zhǎng)期以來都是選擇鍍純鋅而且盡可能鍍厚鍍層的方法來適應(yīng)戶外的強(qiáng)烈腐蝕環(huán)境,。鋼板熱鍍鋅產(chǎn)品都要經(jīng)過彎曲成型加工，所以要求鍍層必須有良好的粘附性,，這樣就必須向鋅鍋中加鋁來獲取鋅層良好的粘附性能,。為此，鋼板熱鍍鋅有一個(gè)不同于結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅的特殊名稱,，叫做《加鋁法熱鍍鋅》,。（軋鋼之家）這樣由于鍍鋅層中增加了鋁元素就會(huì)出現(xiàn)正負(fù)極，特別是在潮濕環(huán)境下提供了電解液,，由此就加速了鍍鋅層電化學(xué)腐蝕反應(yīng)速度，一般由于添加了鋁會(huì)使鍍層耐腐蝕性下降30%,。

1931年之前,，鋼板熱鍍鋅與結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅同樣都是采用溶劑法生產(chǎn)工藝，因?yàn)殇摪鍩徨冧\必須要向鋅鍋中加鋁才能獲得良好的鋅層粘附力,，但是鋁與溶劑中的氯離子又很容易結(jié)合生成三氯化鋁化合物,，而三氯化鋁化合物在300℃就可以揮發(fā)為煙氣，這樣不僅造成環(huán)境污染,，而且也阻礙了鋅液中鋁含量的提高,，影響熱鍍鋅板加工性能的進(jìn)一步提升，使熱鍍鋅板只能用于建材之類的低檔用途,。直到1931年波蘭人森基米爾發(fā)明了舉世文明的氫氣還原法帶鋼連續(xù)熱鍍鋅,，才使帶鋼熱鍍鋅真正脫離了困擾發(fā)展進(jìn)步的溶劑法熱鍍鋅工藝，徹底走向了不酸洗,、不涂溶劑,、不污染環(huán)境的快速發(fā)展道路。

目前,，中國(guó)結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅廠家,，為了提高本企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也常常效仿鋼板熱鍍鋅工藝,，向鋅液中加入鋁或鎳合金來達(dá)到減薄鍍鋅層厚度的目的，這樣違反常規(guī)的向鋅液中加鋁,，不僅增加了三氯化鋁化合物煙霧的環(huán)境污染,，也造成了鍍層厚度減薄，又同時(shí)提高了鍍鋅層電化學(xué)腐蝕反應(yīng)速度,，大大降低了結(jié)構(gòu)件鍍鋅產(chǎn)品的耐腐蝕性,，嚴(yán)重傷害了下游用戶的利益。（軋鋼之家）由此,，呼吁廣大結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅廠家,，不再向鋅鍋中投入鋁合金與鎳合金來減薄鍍層，恢復(fù)結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅鍍純鋅的本色,，由此來增加鍍鋅件的使用壽命,，讓中國(guó)制造的通訊鐵塔與變電鐵塔屹立荒郊野外80年不倒。

     3．熱鍍鋅產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動(dòng)態(tài)分析

熱鍍鋅層屬于犧牲陽極的陰極保護(hù),，所以熱鍍鋅層越厚,，則鍍件的使用壽命越長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來,，生產(chǎn)廠家在銷售產(chǎn)品時(shí)如果用戶沒有對(duì)鍍層厚度提出指定要求時(shí),，則均以商用板標(biāo)準(zhǔn)交貨，所謂熱鍍鋅商用板,，即雙面鋅層厚度275克／米²,，熱鍍鋅層單面厚度為20μm，其使用壽命為20年,。

近年來帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)廠家,，為了追求本企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，不顧國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的約束,，也不顧社會(huì)效益及廣大用戶的利益,，把帶鋼連續(xù)熱鍍鋅產(chǎn)品的鍍層厚度控制得越來越薄，原來熱鍍鋅商用板的概念已經(jīng)在民營(yíng)產(chǎn)品消聲滅跡,，目前國(guó)營(yíng)企業(yè)鋅層厚度均是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，控制范圍為雙面60克／米²～600克／米²，商用板為275克／米²,。（軋鋼之家）而大部分民營(yíng)企業(yè)鋅層厚度控制范圍為雙面15克～30克／米²,。這樣以來使鋅層保護(hù)鋼材的壽命大打折扣，其使用壽命也僅僅只有1～2年,，實(shí)際這種做法已經(jīng)造成對(duì)國(guó)家資源的浪費(fèi),，對(duì)這種損人利己的違法行為應(yīng)得到糾正。

這種超薄鍍層的熱鍍鋅板對(duì)下游加工業(yè)也會(huì)帶來災(zāi)難性后果，特別是鍍鋅板焊管業(yè),，采用熱鍍鋅板制造的圓管,、方管或異型管，大部分在用于安全防護(hù)欄桿,，由于鍍層薄使用一到兩年就會(huì)生銹損壞,，給最終用戶帶來了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

為此,，對(duì)全國(guó)帶鋼連續(xù)熱鍍鋅板生產(chǎn)廠家,，特發(fā)出強(qiáng)烈呼吁：

（1）熱鍍鋅板做為彩基板時(shí)，因?qū)儆陔p層保護(hù),，熱鍍鋅層可控制在60克／米²～120克／米²的較薄厚度,；

（2） 熱鍍鋅板為建材板、民用板不涂漆直接出廠時(shí),，則鋅層厚度必須要以商用板交貨,，應(yīng)保證雙面275克／米²。

談到熱鍍鋅板的質(zhì)量就離不開產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),。目前,，國(guó)內(nèi)各家熱鍍鋅板廠所生產(chǎn)的各種牌號(hào)的產(chǎn)品首先必須向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，所生產(chǎn)的各種品種,、牌號(hào)要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,，然后按質(zhì)論價(jià)參與市場(chǎng)平等競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)調(diào)查,，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有些生產(chǎn)廠家標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)淡薄,，只顧降低本企業(yè)成本，常常使用冒牌三無產(chǎn)品或采用偷工減料的辦法損害廣大熱鍍鋅板用戶的利益,。例如不去生產(chǎn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)正規(guī)的熱鍍鋅板,、5％鋁-鋅板、55％鋁-鋅-硅產(chǎn)品,，而是生產(chǎn)鋅鍋中含鋁量15～25%的《水貨》鋁-鋅-硅產(chǎn)品，生產(chǎn)這種冒牌鋁-鋅-硅水貨產(chǎn)品時(shí),，因不產(chǎn)生鋅鍋底渣,，而且還把鍍層控制在15～20克／米² ，這樣就大大降低了生產(chǎn)成本,，達(dá)到了本企業(yè)效益最大化,。這種產(chǎn)品雖然降低了本企業(yè)生產(chǎn)成本，其產(chǎn)品表面形貌也有一點(diǎn)鋁鋅硅鍍層產(chǎn)品的影子,，但因耐蝕性差,、品質(zhì)差，得不到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)及國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可，是一種坑害用戶的違法三無產(chǎn)品,，應(yīng)得到糾正,。這種得不到國(guó)內(nèi)與國(guó)際認(rèn)可的三無產(chǎn)品若得不到盡快扼制，將會(huì)給中國(guó)熱鍍鋅市場(chǎng)帶來災(zāi)難性重大傷害,，國(guó)內(nèi)有些廠家還把這種非法冒牌三無產(chǎn)品銷售到國(guó)外,，更是損害了中國(guó)的國(guó)際形象。

    典型帶鋼連續(xù)熱鍍鋅鋅鍋中鋁含量為0.22%～0.24%,，而目前國(guó)內(nèi)有部分民營(yíng)企業(yè)做帶鋼熱鍍鋅產(chǎn)品時(shí),，為了減薄鋅層降低成本，把鋅鍋中鋁含量控制得越來越高,，從鋅鍋中含鋁量0.5%一直到1%,，甚至高達(dá)7%，這些品種即不是熱鍍鋅,，又不是鋅-5%鋁（Galfan）,，也不是鋁鋅硅（Galvalume），其產(chǎn)品質(zhì)量還不如普通熱鍍鋅板,，更不如Galfan與Galvalume,，而且把鋅鍋中鋁含量控制得越高，還會(huì)帶來鋅渣多,，因?yàn)殇X元素表面張力大,、不易浸潤(rùn)，還會(huì)帶來漏鍍?nèi)毕荻嗟葐栴},，所以奉勸廣大熱鍍鋅廠家,，還是把鋅鍋中鋁含量回歸到0.20%～0.25%為好。

   中國(guó)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅鋅鍋容鋅量一般在100噸以內(nèi),，鋅液溫度一般控制在500℃～600℃,，每噸鍍件耗鋅量大都在100公斤以上。改革開放40年來,，學(xué)習(xí)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù),，把鋅鍋容鋅量做得越來越大，容鋅量300～1000噸,，甚至容鋅量超過1000噸的鋅鍋在國(guó)內(nèi)比比皆是,，鋅液溫度控制越來越低，由原來的500℃～600℃的高溫區(qū),，下降到430℃～450℃的低溫區(qū),，熱鍍鋅理論與實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)，在低溫區(qū)從事熱鍍鋅作業(yè)時(shí),，鐵在鋅液中的飽和濃度由0.40%可將下降到0.03%,，因?yàn)殇\液溫度對(duì)鋅液流動(dòng)性影響不大,，而鋅液流動(dòng)性主要取決于鐵在鋅液中的濃度，鋅液中鐵含量越低鋅液的流動(dòng)性越好,，因?yàn)樵?30℃～450℃的低溫區(qū)進(jìn)行熱鍍鋅作業(yè)時(shí),，鐵在鋅液中的飽和濃度只有0.03%，所以鋅液就獲得了較好的流動(dòng)性,，同時(shí)鋅鍋溫度降低也大大減少了鋅渣生成量,，這樣就使結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅的耗鋅量由過去的100多公斤，下降到80公斤,，甚至50公斤,。

   結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅這種低溫作業(yè)工藝改革新動(dòng)向，也對(duì)節(jié)約鋅資源做出了重大貢獻(xiàn),。

   傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼管生產(chǎn)工藝為先用熱軋板制管,，然后經(jīng)脫脂去油、酸洗,、水洗,、涂溶劑、烘干,，最后浸入鋅鍋中進(jìn)行熱鍍鋅,。這種生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低,，污染環(huán)境,，表面質(zhì)量較差，但鍍鋅層較厚,，使用壽命也長(zhǎng),。（軋鋼之家）采用熱鍍鋅板直接制造熱鍍鋅鋼管，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,，生產(chǎn)效率高,，不污染環(huán)境，并且表面質(zhì)量高,、裝飾性好,，常常用作家具管。但因鋅層薄同時(shí)焊縫處鋅揮發(fā)都會(huì)影響使用壽命,。在某種場(chǎng)合下也可滿足用戶需求,，產(chǎn)量在不斷增長(zhǎng)之中。

  傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼管原來的主要市場(chǎng)是建筑業(yè)的水暖器材管及穿線管,，但由于過去一個(gè)時(shí)期，電鍍鋅鋼管冒充熱鍍鋅鋼管進(jìn)入建筑業(yè)市場(chǎng)泛濫成災(zāi),、屢禁不止,，大大傷害了建筑物的質(zhì)量,，國(guó)家被迫做出了禁止熱鍍鋅鋼管進(jìn)入建筑業(yè)市場(chǎng)的歷史性決定，使傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼管的固有市場(chǎng)受到了至命打擊,，由此造成了傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼管的市場(chǎng)大萎縮,。

   隨著小轎車進(jìn)入中國(guó)一般家庭的普及，小轎車要能被普通家庭買得起的呼聲越來越高,，

根據(jù)這一大眾要求,，為了降低小轎車價(jià)格，所以價(jià)格在12萬元一下的小轎車將由普通冷軋板取代熱鍍鋅板,，這樣將使小轎車行業(yè)對(duì)熱鍍鋅板需求量有下降趨勢(shì),。

    隨著環(huán)境污染加重，建筑業(yè)需要更加耐腐蝕的材料來應(yīng)對(duì),，鋁鋅硅鍍層（Galvalume）產(chǎn)品的耐腐蝕性非常優(yōu)越,，為熱鍍鋅板耐腐蝕性的6倍，也就是說鋁鋅硅鍍層（Galvalume）產(chǎn)品20克／米²,，就相當(dāng)熱鍍鋅產(chǎn)品120克／米²的防腐蝕性能,。鋅-5%鋁（Galfan）產(chǎn)品耐腐蝕性為熱鍍鋅板的3倍，目前鋼絲熱鍍鋅大都選擇了Galfan工藝,。近來板材熱鍍鋅選擇Galfan工藝,、鋁鋅硅鍍層（Galvalume）工藝的作業(yè)線越來越多，鋁鋅硅鍍層中鋁占55%,，鋅只占43.5%,，Galfan工藝鋁含量也占5%，這樣以來將對(duì)帶鋼連續(xù)熱鍍鋅節(jié)約鋅資源開辟了新的途徑,。

近十幾年發(fā)展起來的各種配方的鋅鋁鎂合金產(chǎn)品,，都已先后投放市場(chǎng)，目前已經(jīng)滲透到建材,、家電,、汽車三大應(yīng)用領(lǐng)域?？偟膩砜?，含鋁6%～11%，含鎂3.0%其余為鋅的配方,，控制鍍層厚度的氣刀需要噴吹氮?dú)?，由于民營(yíng)企業(yè)不具備龐大的氮?dú)鈦碓矗兄挥性诖笮吐?lián)合國(guó)有企業(yè),有廉價(jià)氮?dú)夤?yīng)的廠家才有條件組織生產(chǎn),；采用含鋁1%～3%,，含鎂小于1.5%，其余為鋅的配方,，控制鍍層厚度的氣刀噴吹常規(guī)空氣,，就可以維持正常生產(chǎn),，故這種鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品可以進(jìn)入民營(yíng)企業(yè)，但是產(chǎn)品的耐腐蝕性不如前者,。（zhagangzhijia）例如,，前者產(chǎn)品的耐腐蝕性為普通熱鍍鋅板的6～10倍，而后者產(chǎn)品的耐腐蝕性只為普通熱鍍鋅板的3～5倍,。特別是當(dāng)鋁為1.0%～3.0%,，鎂為1.0%～1.5%其余為鋅時(shí)，其合金熔點(diǎn)只有380℃左右,，可以基本采用熱鍍鋅工藝組織生產(chǎn),，甚至比熱鍍鋅時(shí)鋅液工作溫度還要低30℃,三輥六臂工作溫度低，其使用壽命也會(huì)更長(zhǎng),。由此看來,，鋅鋁鎂合金產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)非常強(qiáng)勁，將來有可能與熱鍍鋅產(chǎn)品平分秋色,，甚至有可能全面取代傳統(tǒng)熱鍍鋅板,。

   長(zhǎng)期以來中國(guó)高速公路護(hù)欄板的生產(chǎn)工藝，都是采用先成型后鍍鋅的方法,，也就是買來熱軋鋼板首先進(jìn)行沖壓成型,，經(jīng)過酸洗再采用溶劑法熱鍍鋅鍍出產(chǎn)品。采取這種工藝的原因是可以獲得超過600克／米²的厚鍍層,，同時(shí)經(jīng)過熱浸鍍鋅后,，鋼板斷面也封閉完整,，完全可以滿足高速公路護(hù)欄板的防腐蝕要求,。（軋鋼之家）但是采用這種工藝生產(chǎn)高速公路護(hù)欄板的生產(chǎn)效率低,，生產(chǎn)成本高,。能不能采用先鍍鋅后成型的生產(chǎn)工藝提高效率降低成本呢,？此建議被交通部否決，原因是氫氣還原法帶鋼連續(xù)熱鍍鋅,，生產(chǎn)超過600克／米²的厚鍍層很困難，另外高速公路護(hù)欄板系列鋼板厚度要求2.0～6.0mm,鍍鋅層的斷面切口保護(hù)能力無法達(dá)到高速公路護(hù)欄板的防腐蝕要求。

   鋅鋁鎂鍍層鋼板問世之后，就完全打破了這個(gè)格局，首先鋅鋁鎂鍍層鋼板的耐腐蝕性為熱鍍鋅板的5倍,，鍍層厚度120克／米²就相當(dāng)于熱鍍鋅層的600克／米²,，其次鋅鋁鎂鍍層鋼板的斷面切口保護(hù)能力強(qiáng),，就是鋼板厚度達(dá)到最大6mm時(shí),，其鋼板斷面切口也能受到良好的保護(hù)不會(huì)生銹,。在此基礎(chǔ)上，由中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2015年5月15日聯(lián)合發(fā)布了GB／T31447-2015《預(yù)鍍鋅公路護(hù)欄》新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，同年8月開始實(shí)施,。

    國(guó)家鋅鋁鎂鍍層公路護(hù)欄板新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，生產(chǎn)廠家就可以購買2.0～6.0mm熱軋板經(jīng)酸洗后,，直接進(jìn)入鋅鋁鎂鍍層作業(yè)線,，按照標(biāo)準(zhǔn)中所要求的鍍層厚度生產(chǎn)出鋅鋁鎂鍍層板，然后再進(jìn)入護(hù)欄板成型加工作業(yè)線,，生產(chǎn)出鋅鋁鎂鍍層高速公路護(hù)欄板,。這樣中國(guó)高速公路護(hù)欄板的制造就徹底擺脫了先成型后鍍鋅的落后工藝,，走向了與世界接軌的先進(jìn)的先鍍鋅后成型的先進(jìn)工藝,。由此就可以極大的提高了高速公路護(hù)欄板的制造效率,，即降低了生產(chǎn)成本，也改善了生產(chǎn)環(huán)境,。

相關(guān)鏈接

1. 【技術(shù)】日鋼連續(xù)酸洗鍍鋅生產(chǎn)線工藝特點(diǎn)
2. 【技術(shù)】氣刀簡(jiǎn)介及常見問題處理
   
3. 【重磅】國(guó)內(nèi)獨(dú)家高爐煤氣鍍鋅技術(shù),！年節(jié)約生產(chǎn)成本約3500萬元,！