我國熱鍍鋅的現(xiàn)狀、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展動(dòng)向

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1、b我國熱鍍鋅的現(xiàn)狀、技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展動(dòng)向?陳冬金向雷河北省冶金研究院，河北石家莊0500311熱鍍鋅的歷史回顧熱鍍鋅（HotDipGalvanizing）發(fā)明于18世紀(jì)中葉，它是由熱鍍錫工藝發(fā)展而來，至今已跨入第四個(gè)世紀(jì)。至今為止，熱鍍鋅仍是鋼材防蝕方法中應(yīng)用最普遍、最有效的工藝措施。在熱鍍鋅發(fā)展的三個(gè)世紀(jì)中，每個(gè)世紀(jì)的代表人物分別為：法國化學(xué)家馬羅英博士（P.T.Molouin）、法國巴黎市政工程師索里爾（StanistansSorel）及波蘭杰出發(fā)明家和工程師森吉米爾（TadtuszSendzimir）。1742年馬羅英博士對鋼鐵的熱鍍鋅進(jìn)行了開創(chuàng)性的試驗(yàn)并在法國皇家學(xué)院

2、進(jìn)行了宣讀。1837年，法國的索里爾申請了熱鍍鋅專利，提出了使用原電池（Galvanic）法保護(hù)鋼的構(gòu)想，提出了在鐵表面上鍍鋅防銹的工藝。同年英國的克勞福（H.W.Grawford）申請了以氯化銨為溶劑的鍍鋅專利，這一方法經(jīng)過許多改進(jìn)而沿襲至今。1931年近代冶金工業(yè)最杰出的工程師波蘭人森吉米爾在波蘭建成了世界上第一條氫氣還原法連續(xù)帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)線，該法在美國獲得專利并于1936~1937年在美國和法國Maubeuge鋼鐵廠分別建成以森吉米爾名字命名的工業(yè)性熱鍍鋅生產(chǎn)線，開創(chuàng)了帶鋼連續(xù)、高速、高質(zhì)量熱鍍鋅的新紀(jì)元。我國學(xué)者把1837年索里爾的專利和1937年森吉米爾法的誕生

3、稱為熱鍍鋅歷史上二個(gè)最重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和里程碑，前者在馬羅英博士報(bào)告后歷經(jīng)一個(gè)世紀(jì)發(fā)明了溶劑法熱鍍鋅工藝，至今批量熱鍍鋅仍沿用這一方法；后者在溶劑法發(fā)明100年后發(fā)明了氣體還原法，從而奠定了現(xiàn)代化連續(xù)熱鍍鋅的基礎(chǔ)。20世紀(jì)溶劑法熱鍍鋅工藝沒有重大變更，但氣體還原法工藝在不斷地改進(jìn)，目前主要采用改良森吉米爾法和美鋼聯(lián)法，前者可用于生產(chǎn)一般用途的鍍鋅鋼板，后者可生產(chǎn)高質(zhì)量的鍍鋅鋼板。近半個(gè)世紀(jì)熱鍍材料有著長足的發(fā)展，20世紀(jì)50~60年代，美、日、英、德、法、加拿大等國相繼生產(chǎn)鍍鋁鋼板。70年代初，美國伯利恒鋼鐵公司發(fā)明了商品名為?。篏alvalume的鋁—鋅—硅鍍層材料，其合金成

4、份為55％Ａl－43.4％Zn—1.6％Ｓi，耐蝕性為純鋅鍍層的２~６倍，廣泛用于鍍層帶鋼生產(chǎn)中。80年代國際鉛鋅研究組織（ILZRO）資助比利時(shí)列日冶金研究中心（ＣＲＭ）開發(fā)出商品名為Ｇalfan的鋅鋁稀土鍍層材料，其合金成份為Ｚn—５％Ａl—ＲＥ，其耐蝕性為純鋅鍍層的２~３倍，廣泛用于帶鋼和鋼絲生產(chǎn)中。20世紀(jì)60年代加拿大率先開展鋅中鎳對抑制含硅活性鋼的熱鍍研究并得到ILZRO的支持。20世紀(jì)80年代，歐洲、北美和澳大利等地迅速推廣熱鍍鋅—鎳合金工藝，其工藝命名為Technigalva。目前在此基礎(chǔ)上又開發(fā)出Zn-Ni-Sn-Bi,其適用于Ｓi含量為０.５％以下的鋼

5、材，可以明顯抑制含硅鋼熱鍍時(shí)的圣德林效應(yīng)。20世紀(jì)90年代日本日新制鋼公司開發(fā)了商品名為ZAM的鋅鋁鎂鍍層材料，其化學(xué)成份為Ｚn—６％Ａl—３％Ｍg，其耐蝕性為傳統(tǒng)鍍鋅層（Ｚn－0.2％Al）的１８倍，被稱為繼第三代高耐蝕鍍層Galvalume、Galfan以后的第四代高耐蝕鍍層材料。此外，Ｚn—4.5％Ａl—0.1％Ｍg;Ｚn—0.5％Ｍg;Zn—15％Ａl—0.5％Ｓn;Zn—Ａl—Ｐb;Ｚn—０.1％Ｂi合金也獲得了一定的應(yīng)用，合金鍍的開發(fā)是20世紀(jì)后半期熱浸鍍的最重要進(jìn)展。熱鍍鋅工藝與其他金屬防腐蝕方法相比,在鍍層電化學(xué)保護(hù)性、鍍層致密性、鍍層耐久性、鍍層免維護(hù)

6、性、鍍層與基體結(jié)合力、鍍層經(jīng)濟(jì)性以及熱鍍工藝對鋼件形狀、尺寸的適應(yīng)性、生產(chǎn)的高效性方面具有其他工藝無法比擬、得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。據(jù)日本鍍鋅協(xié)會(huì)長達(dá)10年的大氣暴露試驗(yàn)表明：鍍層厚度為86微米的熱鍍鋅層在重工業(yè)、海洋、郊外和城市地帶的耐用年限分別為13、50、104、30年。一般而言，上鋅量為600g/m2的鍍鋅層，其免維護(hù)的使用壽命為20~50年，對于建筑用基板不鍍鋅的彩板，其使用壽命為3~5年，而基板鍍鋅的彩板其使用壽命可達(dá)20~30年。圖1表明在長期使用中，熱鍍鋅的成本遠(yuǎn)低于油漆。bb2國內(nèi)熱鍍鋅現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展熱鍍鋅鋼材廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，“八五”以來我國大力發(fā)展電力

7、、交通、通訊、能源和城市基礎(chǔ)建設(shè)。1999年中央提出實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，隨著“西電東送”、“全國聯(lián)網(wǎng)”、“西氣東輸”、“三峽工程”、“南水北調(diào)”、“二網(wǎng)改造”、“五縱七橫”、“鐵路提速”等項(xiàng)目的開展，隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)市場的啟動(dòng)，隨著家電、汽車工業(yè)的復(fù)蘇，我國鍍鋅行業(yè)面臨前所未見的機(jī)遇和巨大的市場。鍍鋅是鋼材生產(chǎn)的后序工藝，鍍鋅行業(yè)的發(fā)展依賴于鋼鐵和鋅的生產(chǎn)，鍍鋅行業(yè)的發(fā)展基本與鋼鐵和鋅工業(yè)的發(fā)展同步。一方面，自96年起，我國鋼產(chǎn)量已連續(xù)7年超億噸，躍居世界首位（見圖2）；另一方面自1994年起，我國鋅產(chǎn)量超百萬噸，已