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彩钢卷彩钢发展趋势
,采用高质量基板,对基板的表面、板形及尺寸精度要求都愈来愈高,室外用的如小锌花平整热镀锌钢卷、无锌花平整热镀锌钢卷及时下兴起的锌合金热镀卷;室内用如电镀锌钢卷、贴膜冷轧板及铝板卷。
第二,改进预处理工艺及预处理液,设备数量少,成本低成为主流工艺,不断改进预处理液的稳定性、抗蚀性、环保性能。
第三,注重新涂料的开发,对一般聚酯、聚偏氟乙烯(pvdf)和塑料溶胶进行改良,获得超级颜色重现性,抗紫外线、抗二氧化硫、提高耐蚀性;开发耐污染、吸热等功能性涂料。
第四,机组设备更完善。如采用新型焊机、新型辊涂机、完善固化炉、配置先进的自动化仪表等。
第五,由于冷压花比热压花成本低,具有美观、立体感、强度高等特点,使冷压花生产技术成为发展趋势。
从钢铁行业发展的趋势分析,企业经济效益和核心竞争力的提升越来越依赖于高附加镇产品的开发和市场占有率,以优质产品抢占高档市场,加强涂镀钢材的研发和提高其在钢铁产品产量中的份额,可以极大地提升企业经济效益,这是我国钢铁企业产品结构调整的主要方向之一。
涂镀钢材作为精细钢铁材料,其生产贯穿钢铁生产的全流程,其生产技术及装备集中反映了一个国家的冶炼水平、轧制水平、机械制造水平、自动控制水平、人员操作与管理水平,是衡量一个国家冶金科技水平的重要标志之一,也是一个国家整体工业技术水平的反映。
涂镀钢材在钢铁产品产量中占有重要份额,在工业发达国家,涂镀钢材占到国家钢材总产量的20%左右,其中以连续镀锌、连续涂层为代表的涂镀钢板占冷轧钢板的50%~70%,全世界涂镀钢板年产量已经接近1.2亿吨。2011年我国各类涂镀钢板的产量已占钢材总产量的11%左右,占冷轧钢板的45%左右。随着我国社会、经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,涂镀钢材的需求和使用还会不断增长,已成为国民经济发展的重要基础材料。同时,涂镀钢材也是钢铁材料生产流程中的深加工产品,是技术含量高和附加值高的精细品种,是目前产量大、应用广、品种多的一类高效、节能节材、绿色环保的基础材料。
甲基磺酸盐镀锡
虽然早在20世纪40年代人们就知道甲基磺酸体系镀锡具有实用性,但是直 到20世纪80年代它才获得工业应用,称为锡、铅和锡铅合金的理想镀液。与其他镀锡工艺相比,甲基磺酸盐镀锡具有明显的优势,它的腐蚀性小,废水处理容易,能在高电流密度下操作,可用于无光、半光亮和光亮镀锡。甲基磺酸能与各种金属形成盐,不管工艺温度怎样变化,甲基磺酸盐都不会出现明显水解。因此,甲基磺酸镀锡作为其他镀锡方法的替代品得到了很大发展, 目前它的应用为广泛。
板材的板形
板材的切斜度和镰刀弯是能够准确加以测定的,因而可以严密规定其容许公差。然而在镀锡板的板材上还有一些其他外形特点,主要是关于其板形的,虽然可以清楚地辨认出来,但至今还不可能规定其定量的测定方法或规定其公差极限。因为镀锡板是一种很薄的材料,所以从带钢切成的板材可能并不是完全平坦的。它同完美的平面之间的偏差有几种类型,它的起因取决于板材内的残余应力。这些板形偏差可描述如下。波浪边:其定义是将板材放在平坦的表面上时,板材边缘断续的垂直位移。中间浪:其定义是在板材上除边缘以外的其他部位断续的垂直位移或波浪形。纵向拱弯:板材上沿着轧制方向存在的残余拱弯。横向拱弯:板材拱弯的另一种类型,指平行于轧制方向的各边之间的距离小于板材的宽度。带钢剪切成板材时还会产生另一种外形特点,如下。毛刺:它产生于板材的外侧边缘,由剪切的动作造成。
近十年,我国钢铁工业通过大量引进国外先进技术装备,迅速提升装备技术水平和产量,但提升基本是保留在对装备的移植、消化和局部的点滴改造上,而在整体上对引进技术进行突破性的二次创新则甚少,其关键设备和技术几乎完全依赖进口,高附加品种仍然生产不足。
涂镀钢材作为高附加值、精细钢铁材料,制造工艺贯穿钢铁生产的全流程,高品质的涂镀钢材生产与前面的冶炼水平、轧制水平、机械制造水平、自动控制水平、人员操作与管理水平密切相关。大力发展涂镀钢材,开发先进高强度汽车钢、csp等短流程的热轧钢板等涂镀钢材新品种和功能化涂镀层新品种,研制涂镀层生产线核心关键装备,将有力推动钢铁工业产品结构调整和技术升级。w?
涂镀钢材的使用一方面由于提高了钢材的使用寿命和利用效率,达到节材的目的;另一方面又由于减少钢材的使用,减少了钢材生产过程中的能耗、排放和对环境的污染。钢铁材料在使用环境下都会发生各种形式的腐蚀,腐蚀造成巨大的经济损失。据统计,全球每年腐蚀损失约7000亿美元,占各国国民生产总值(gdp)的2%~4%,腐蚀损失为综合自然灾害损失(地震、台风、水灾等)总和的6倍。1999年4月,中国工程院化工、冶金与材料学部启动了“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策”的咨询项目。[2]该项目历时三年调查了近年来中国工。业和自然环境腐蚀损失及腐蚀控制的现状,使用hoar方法调查结果表明我国年腐蚀直接损失为2288亿元,如果包括间接损失则年总损失达4979亿元以上,约占gdp的5%.目前我国约有30%的钢铁因腐蚀而报废,其中约有10%变为不可回收的铁锈,即每年约损失1000多万吨钢。
钢基板的钢种
国标和国际性的镀锡板标准对钢的成分要求通常都并不作出规定。然而在美国材料试验协会(astm)标准astma623中列有几种常用的钢种作为一般性的指南。镀锡原板钢种类型及特性如表4-1所列,根据需方要求,经供需双方协商,也可使用其他钢种。镀锡板产品的化学成分如表4-2所列,必须指出,这些成分规格都是指钢的浇注成分而不一定代表经过加工以后制成的带钢的成分。还应指出,所列的各元素百分含量都是高值,而实际的含量通常都要低得多,例如碳含量常常都比0.10%低得多。钢的化学成分对耐腐蚀性是很重要的,一般而言,罐装的内容物腐蚀性越强,对钢中某些元素含量的控制就必须越严格。钢的成分对其成型性能也有影响。应用广的钢种是mr型。这种钢内的常规元素和残余元素含量很低,但其限制不像其余两种特殊的优质钢那样苛刻。l型钢的常规元素含量很低,用于要求具有优良耐腐蚀性的场合,例如在食品罐头工业中用于包装要求极严的高腐蚀性食品。d型钢是一种稳定化的钢,用于要求具有极高深冲性能的场合。许多钢种在平整以后的时效过程中其延展性会变坏,但稳定化的钢种就不会发生这种应变时效硬化现象。
碱性电镀锡
碱性镀锡液的成分主要为锡酸钠(或锡酸钾)和氢氧化钠(或氢氧化钾), 成分简单,镀液的腐蚀性小(对钢铁设备几乎无腐蚀),由于碱性镀锡可在无添 加剂的情况下操作,所以镀液中可以不含有机成分,得到的镀层碳含量低、孔隙少、镀层结晶细致、焊接性好。所以适合于复杂零件及对镀层质量要求高的工件镀锡。但碱性镀锡的电流效率低、沉积速度慢、能耗大,并且由碱性镀锡不能直接得到光亮锡镀层,需要增加一道热熔处理。碱性镀锡过去曾是生产哑光型锡镀层的主要工艺,但近年来许多已被酸性镀锡所取代。
电镀锡钢板的质量控制
在镀锡板生产中,钢基板的制造和锡层的电镀过程是彼此独立的,所以从理 伦上来说,任何一种镀锡层或组合的差厚镀锡层都可以镀到任何一种钢基板上。这样,被列为镀锡板的这类材料,其范围可达数千种,同其他金属薄板产品相 比,镀锡板实际上确实有更多品种可以供应。在实际应用中,钢基板的厚度范围为0.14~0.50mm,镀锡量的范围为1~15.2g/m2锡(单面).镀锡板有国际性的标准和国家性的标准,其中都规定了镀锡板各项特性的指标范围和容许偏差,以及这些特性的检测方法。本节的内容是根据应用较广的镀锡板标准编写的,但对于正式的性能和规格要求,读者应参照相应的产品标准。
力学性能
镀锡板可按许多种成型性等级或“调质度”等级供货。镀锡板的力学性能取决于许多因素,包括钢的成分和轧制过程,特别是取决于退火制度和平整(调质轧制)的程度。术语”调质度”在应用于镀锡板时,概括了相互关联的各种力学性能的综合性能。没有任何一种单独的力学性能试验可以用来检验出能影响镀锡板材料加工性能的所有各种因素。但是洛氏hir30t硬度试验已经被普遍用作镀锡板的一种快速试验方法,用作材料的力学性能测定的指南。对于普通的一次冷轧镀锡板,通常只规定要进行洛氏表面硬度试验;对于二次冷轧镀锡板,如对其区分强度有要求,可在订货时协商。表4-3和表4-4分别列出了一次和二次冷轧镀锡板的参考力学性能。
必须指出,具有相同hr30t值的罩式退火镀锡板和连续退火镀锡板的力学性能并不相同,这主要是因为其晶粒大小和形状不一样。还应指出,由于hr30t试验并不能测出影响镀锡板加工性能的所有各种因素,所以对hr30t值的规定通常都是规定其目标值,或者是一个数值范围而不是一个精确的数值。判定一种镀锡板可否采用的基本准则是这种镀锡板必须能满意地制成所需要加工的物件。所以建议买方应向供方提供打算用这种镀锡板加工制作什么样的物件以及使用何种加工方法等详细资料。同样,在这些方面如有任何变更,也应同供方进行讨论协商。二次冷轧镀锡板是在退火之后对带钢进行30%~50%的第二次冷轧而制造的。这个操作代替了平整操作。结果所得的二次冷轧产品具有较大的刚性和强度,其性能还具有明显的方向性,这就是说,它在轧制方向和横断方向上的成型性能有很大的差异。因为这个原因,特别重要的是必须标明它的轧制方向,并正确地按轧制方向使用二次冷轧镀锡板。
表面状态
镀锡板的表面状态,按原板的表面特征以及镀锡后是否进行锡层软熔处理来区分。各表面状态的特征分类如表4-5所列。
镀锡量
镀锡板上镀锡所用的锡纯度必须至少为99.75%,这里规定的是用于制造电镀锡板的锡阳极所用的锡。对镀锡板上实际的镀层成分通常不作规定,也不检验。镀锡量现在通常都以每平方米的克数(g/m2)表示。表4-6列出了国标gb/ t 2520中规定的镀锡量标准。镀锡量代号中斜线上面的数字表示钢板上表面的镀锡量,斜线下面的数字表示钢板下表面的镀锡量。镀锡量代号、公称镀锡量及|小平均镀锡量应符合表4-6的规定,对表4-6规定以外的其他镀锡量,可在订货时由供需双方协商。具体取样方法、标识方法、允许偏差等请参考国标gb/t 2520。