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钢铁知识

镀锌钢板

(galvanized  sheet  steel)

表面镀有锌(或锌合金)层的0.3~3.0mm厚的薄钢板,是-种主要的表面防护冶金产品。它具有优良的耐大气腐蚀性能。锌层在大气环境中其表面能形成防蚀保护膜,保护内部的钢基体,而且锌作为阳极性的镀层又可对钢基体有阴极保护作用,综合地延长钢板的使用寿命,镀du此外镀锌层也具有美观装饰作用。镀锌钢板广泛用于建筑、车辆、电气设备、家用电器和各种日常用品等。

镀锌钢板有热浸镀法和电镀法两种生产工艺,产品品种各不相同。

热镀锌钢板 最早于19世纪初在欧洲开始用熔剂法制造。在20世纪随着带钢冷轧生产工艺的进展,1927年波兰人森吉米尔(T.Sendzimir)将带钢退火和热镀锌工艺结合而发明了分解氨保护气体还原法进行带钢连续热镀锌,提高了产品质量和生产效率。此后热镀锌钢板生产在该工艺基础上迅速发展。

热镀锌钢板的品种规格国际上的规定大致相同。按镀锌量,在120~610g/m2(以两面镀锌量之和表示)的范围内分成6个等级供货。按力学性能分级,有普通级、冲压加工级、深冲级和高强度级等品种。按表面锌花形状有普通锌花、小锌花和无锌花等。按镀后处理有铬酸盐钝化处理、磷酸盐处理、涂油处理等,或在镀后经平整机或光整机加工处理。还有-种称为合金化热镀锌钢板的品种(美国商标名为Galvaneal),为带钢在热浸镀后经过在线的合金化加热炉处理,使镀锌层转变成含铁约10%的锌-铁合金层,有更好的耐蚀性和涂装性,适合某些用户的专门需求。有的生产线还有单面热镀锌钢板的品种,由于生产工艺复杂,并不普遍。为进-步提高热镀锌钢板的耐蚀性,已研制开发多种锌-铝合金热镀钢板,较成熟的有两种,可在稍加改造的热镀生产线上生产。-种是美国伯利恒钢铁公司1972年开发的铝-锌合金镀层钢板,镀层成分是55%Al-43.5%Zn-1.5%Si,美国商标名Galvalume,其盐雾试验耐蚀寿命是热镀锌钢板的2~4倍。另-种是设在美国的国际铅锌研究组织(ILZRO,International Lead  Zinc  Research  Organization)于1981年开发的锌-铝合金镀层钢板,镀层成分为含有0.1%铈镧混合稀土的锌-5%铝合金,国际商标名为Galfan,其盐雾试验耐蚀寿命是热镀锌钢板的2~3倍,其独特之点是镀层和钢板基体之间没有脆性合金层,所以具有更好的成形性和涂装性。这两种产品的生产和应用正在逐步推广。

电镀锌钢板 用带钢连续电镀法生产,最早始于20世纪30年代,到60年代以后才有所发展,80年代中主要由于汽车工业的需求,生产又成倍增长。

与热镀锌钢板比较,电镀锌钢板的特点是镀层薄而均匀,表面平直没有锌花,因此涂漆以后比热镀的美观,但也由于镀层薄而防蚀能力不如热镀产品。该钢板通常适用于表面需涂漆加以保护和装饰的用途,例如汽车、家用电器、办公自动化设备以及在户内环境使用的物品组件等。

电镀锌钢板的品种规格也是国际化的。按镀锌量,由于电镀法很容易生产单面镀层和两面差厚镀层,所以都以单面镀锌量表示,在3~50g/m2的范围内分为3、10、20、30、40、50g/m26个等级,组合成双面等厚的、差厚的或单面镀层。按力学性能,由于电镀过程是冷法生产,带钢原有的力学性能保持不变,所以性能种类比热镀锌钢板多,可以按冷轧钢板的性能种类供货。按镀后处理,有磷酸盐处理、铬酸盐处理、特殊铬酸盐处理、涂油或无处理等种类。电镀锌钢板提高性能的方向是电镀锌合金,其中最成熟的是电镀锌-镍合金(含镍10%~15%)钢板,其盐雾试验耐蚀寿命是电镀锌钢板的4~5倍。这种电镀锌-镍合金钢板是从20世纪80年代初开始为适应汽车工业延长车身耐蚀寿命的需求而开发的,80年代中先后在日本、美国和德国投入生产,这些国家此后新建的电镀锌钢板生产线也大多建成镀锌和镀锌-镍合金的多功能生产线。由于电镀锌钢板大多是涂漆后使用,有些新建的电镀锌生产线在镀锌段之后专门增加在线的有机涂层装置,直接生产出具有镀锌层加有机涂层的产品,即称为有机复合涂层钢板的新-类品种。此品种具有附加的耐指纹性、自润滑性、更优良的涂装性等综合性能,适应汽车、家电等工业部门的多方面需求。电镀锌钢板生产今后将向合金化,多层化和复合化的方向发展。

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冷轧带钢

冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1~3mm,宽度为100~2000mm;均以热轧带钢或钢板为原料,在常温下经冷轧机轧制成材。冷轧带钢和薄板具有表面光洁、平整、尺寸精度高和机械性能好等优点,产品大多成卷,并且有很大一部分经加工成涂层钢板出厂。成卷冷轧薄板生产效率高,使用方便,有利于后续加工。因此应用广泛,已逐渐取代同样厚度的热叠轧薄板。只有少量的非凡用途的冷轧合金钢板采取单片轧制。冷轧带钢和薄板的产量在工业发达国家已占钢材总产量的30%左右。钢种除普通碳钢外,还有硅钢、不锈钢和合金结构钢等

冷轧带钢工艺流程  根据原料和产品的品种、规格,稍有差异。  

酸洗 用连续酸洗机组去除热轧带卷的表面氧化铁鳞。酸液过去用硫酸,现在多用盐酸。酸洗前先行焊接并卷,有的还经连续“黑退火”。酸洗后进行清洗、烘干和剪边、分卷。  

冷轧 酸洗后的带坯在冷轧机上轧制到成品厚度,一般不经中间退火。五机架连轧机冷轧总压缩率一般为60~80%,主要轧制厚度0.3~3mm的汽车板、搪瓷板和镀锌板。六机架连轧机主要轧制厚度 0.15~0.5mm的镀锡薄板,冷轧总压缩率一般为70~90%。轧制中各机架(或道次)压下量分配根据轧机答应的压力、功率和速度,考虑到产量、质量等因素综合制定。

工艺润滑 起润滑和冷却作用。一般用冷却性能好的乳液,轧制薄或硬的金属时用润滑性能好的纯油润滑剂,例如轧制镀锡薄板或不锈钢用棕榈油等。  

退火 目的在于消除冷轧加工硬化,使钢板再结晶软化,具有良好的塑性。退火方式有用罩式炉成卷退火和用连续炉退火。成卷退火分为紧卷退火和松卷退火;连续炉退火分为立式连续炉退火和卧式连续炉退火。炉内一般均通入保护气体。目前大多采用罩式炉退火,虽然处理周期长,但因炉子数量多,使用灵活,投资节省。连续炉退火产量大,其中卧式连续炉退火仅用于处理产量少的非凡钢,如硅钢的脱碳退火等。  

平整目的在于避免退火后的钢板在冲压时产生塑性失稳和提高钢板的质量(平整度和表面状况)。平整轧机有单机架可逆式和双机架两种,平整压缩率为0.5~4%。双机架平整轧机效率高,压缩率大,可同时兼作二次冷轧用,进一步轧薄钢板;如与五机架连轧机配合,可生产0.10~0.15mm的带卷。  

镀层、剪切和包装 需镀层的钢板送镀锌、镀锡或有机涂层机组加工。一般冷轧板于平整后剪切。有纵剪和横剪,纵剪是剪边或按需要的宽度分条,横剪是将带卷按需要长度切成单张板。剪切好的成品板带,经检查分类后,涂防锈油包装出厂。  

带钢冷轧技术的主要进展 有以下几个方面:  

提高生产率 主要为提高连轧机速度和单卷重量,单卷重量由50年代的20吨提高到70年代的40~60吨。由于采用高效率循环供油及轧机设备上的一些改进,1971年日本的一组六机架冷连轧机轧制速度可达2500m/min。为便于控制和保证质量,一般轧机实际速度仍为1500~1800m/min。在60年代后期开始实现了计算机控制的压下规程制定和轧机参数设定、调整,穿带和脱尾、上卷和卸卷、换辊等的自动化,提高了轧机效率。  

提高产品质量 60年代后期普遍装设了厚度自动控制系统(AGC),70年代新建的轧机多采用响应速度快和精度高的液压AGC,使冷轧带材公差缩小到±0.005mm。在板形控制上普遍采用液压弯辊辊型调整装置,并发展出多种板形检测仪和多种辊型调整装置组成自动板型控制系统缩短生产周期 要害在于使各工序连续化。1971年日本建立了第一台全连续轧机。80年代初,又建立连续酸洗与全连续轧机相衔接,连续退火线与连轧机等相联合的作业线。为缩短产品在各工序间的存放时间,加快生产周期,实现流程连续化,正在建立计算机计划、调度、设备诊断修理等系统。

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