谁能告诉我国内金属镀锌的前景?

热浸镀锌发明于18世纪中叶。它是由热镀锡工艺发展而来,已进入第四世纪。迄今为止,热浸镀锌仍然是钢铁防腐方法中应用最广泛、最有效的工艺措施。在热镀锌发展的三个世纪中,每个世纪的代表人物有:法国化学家P.T.Molouin Ying博士,法国市政工程师Stanistans Sorel,波兰杰出的发明家和工程师Tadtusz Sendzimir。在1742中,罗马·英博士做了一个关于钢的热浸镀锌的开创性实验,并在法国皇家科学院宣读了该实验。1837年,法国Solier申请了热镀锌专利,提出了用电偶法保护钢材的思想,提出了铁表面镀锌防锈的工艺。同年,英国的H.W.Grawford申请了以氯化铵为溶剂镀锌的专利,这种方法经过多次改进后一直传承至今。1931年,现代冶金工业最杰出的工程师波兰人森齐米尔在波兰建成了世界上第一条氢气还原法带钢连续热镀锌生产线。这种方法在美国获得专利,从1936到1937在美国和法国的Maubeuge钢铁厂建成了以Senzimir命名的工业热镀锌线,创造了连续、高速、高质量的带钢。

中国学者将1837索利耶专利和1937森吉米尔工艺称为热镀锌历史上两个最重要的转折点和里程碑。前者在应博士报告后一个世纪发明了溶剂热浸镀锌工艺,这种方法至今仍用于批量热浸镀锌。后者在溶剂法发明后100年发明了气体还原法,从而奠定了现代连续热镀锌的基础。溶剂热浸镀锌工艺在20世纪没有显著变化,但气体还原工艺在不断改进。目前主要采用改良的森吉米尔工艺,前者可生产通用镀锌钢板,后者可生产优质镀锌钢板。

热浸镀材料在过去的半个世纪里取得了巨大的进步。20世纪50、60年代,美国、日本、英国、德国、法国、加拿大等国相继生产出镀铝钢板。70年代初,美国伯利恒钢铁公司发明了铝-锌-硅涂层材料,商品名为Galvalume,其合金成分为55% Al?-43.4% Zn-1.6% Si,耐蚀性是纯锌镀层的2~6倍,广泛用于生产涂层带钢。20世纪80年代,国际铅锌研究组织(ILZRO)资助比利时列日冶金研究中心(CRM)开发了一种锌铝稀土涂层材料,商品名为Galfan。其合金成分为Zn-5% Al-Re,耐蚀性是纯锌镀层的2-3倍,广泛用于生产带钢和钢丝。

20世纪60年代,加拿大率先开展了锌中镍对含硅活性钢热浸镀锌抑制作用的研究,得到了ILZRO的支持。20世纪80年代,热浸镀锌-镍合金工艺在欧洲、北美和澳大利亚迅速推广,其工艺被命名为Technigalva。目前在此基础上开发了Zn-Ni-Sn-Bi,适用于Si含量低于0.5%的钢,并能明显抑制热浸镀硅钢时的圣林德效应。

20世纪90年代,日本日新钢铁公司开发了一种锌铝镁涂层材料,商品名为ZAM,化学成分为Zn?—6% Al—3% Mg,其耐蚀性是传统镀锌(Zn-0.2% Al)的18倍,被称为继第三代高耐蚀涂层Galvalume、Galfan之后的第四代高耐蚀涂层材料。另外,Zn-4.5% Al?—0.1%毫克;锌——0.5%镁;锌-15%铝-0.5%锡;锌—铝—铅;Zn-Zn—0.1 %Bi合金也有一定程度的应用,合金镀层的发展是20世纪下半叶热浸镀最重要的进步。

与其他金属防腐方法相比,热浸镀锌工艺在电化学保护、致密性、耐久性、免维护、涂层与基体的附着力、经济性、热浸镀锌工艺对钢材形状和尺寸的适应性、生产效率高等方面具有无可比拟的优势。根据日本镀锌协会10年大气暴露试验,镀层厚度为86微米的热镀锌层在重工业、海洋、郊区和市区的使用寿命分别为13、50、104和30年。一般来说,含锌量600g/m2的镀锌层免维护使用寿命为20~50年,建筑用镀锌基材彩板的使用寿命为3~5年,而镀锌基材彩板的使用寿命可达20~30年。

2中国热镀锌现状

热镀锌钢广泛应用于国民经济的基础行业。“八五”以来,中国大力发展电力、交通、通信、能源和城市基础设施。从65438年到0999年,中央政府提出了西部大开发的战略。随着“西电东送”、“全国联网”、“西电东送”、“三峡工程”、“南水北调”、“二网改造”、“五纵七横”、“铁路提速”等项目的开展,随着建筑钢结构市场的启动和家电、汽车行业的发展。镀锌是钢铁生产的后续工序。镀锌工业的发展依赖于钢和锌的生产,镀锌工业的发展与钢和锌工业的发展基本同步。一方面,从1996年开始,中国钢产量连续7年超过1亿吨,居世界第一(见图2);另一方面,自1994以来,中国锌产量突破百万吨,成为全球最大的锌生产国。在锌的消费结构中,镀锌用锌的消费量一直占据首位,国外发达国家镀锌用锌的消费量占总锌消费量的40%~70%。据有关部门统计,我国锌的消费结构如图3所示,其中镀锌用锌约占34%。一般来说,镀锌用锌的消耗量占各种镀锌的30%。

热镀锌工艺广泛应用于钢板、钢带、钢丝、钢管、结构件、备件等产品。中国的镀锌企业大致可以分为两类:一类是专业的镀锌加工厂,只通过外包钢材或带钢加工来从事热镀锌工艺;另一种是非专业工厂,热镀锌只是整个生产过程中的一道工序。钢丝钢管镀锌企业大部分是非专业工厂,大部分结构钢和零件是专业工厂,其余都是。