鋅鋁鎂技術改造探討

王 海

（唐山鋼鐵集團高強汽車板有限公司，河北 唐山 063000）

唐山鋼鐵集團高強汽車板有限公司有3條鍍鋅機組，其中：4#鍍鋅機組于2015年2月投產，以生產高表面產品為主，只設計有一個固定鋅鍋，年產量40萬噸，厚度0.2mm~2.5mm，寬度700mm~1600mm，可生產低碳及超低碳鋼、高強IF鋼、高強低合金鋼、雙相鋼、超高強鋼；5#鍍鋅機組于2017年8月投產，以生產薄窄規格汽車板、家電板為主，設計有一個鋅鍋，預留一個鋅鍋位置（兩鍋三位），年產量25萬噸，厚度0.2mm~1.5mm，寬度700mm~1300mm，可生產低碳及超低碳鋼、高強IF鋼、高強低合金鋼、雙相鋼；6#鍍鋅機組于2017年7月投產，以生產高強鋼和鍍鋁硅鍍層產品為主，設計有一個鋅鍋和一個鋁鍋（兩鍋三位），年產量40萬噸，厚度0.5mm~3.0mm，寬度700mm~1600mm，可生產低碳及超低碳鋼、高強IF鋼、高強低合金鋼、雙相鋼、超高強鋼。

1 鋅鋁鎂鍍層產品發展現狀

鋅鋁鎂鍍層始于1980年，興起于2000年，目前全球約有20家企業生產鋅鋁鎂涂層產品，絕大部分在日本、韓國、澳大利亞和歐洲。中國鋼鐵企業2014年開始涉足鋅鋁鎂產品的生產，截至目前國內已實現大批量生產鋅鋁鎂的鋼鐵企業有：寶鋼、大連蒂森、首鋼京唐、唐鋼、酒鋼、燁輝、科瑞鋼板等。

2 鋅鋁鎂鍍層產品的優點

（1）良好的耐腐蝕性。鋅鋁鎂鍍層鋼板在中性鹽霧實驗條件下，耐蝕性約為GI鍍層鋼鋼板的5倍；在pH>9的堿性條件下，其耐蝕性仍約為GI鍍層鋼板的4倍；在pH>12的條件下，其耐腐蝕性優于GI鍍層鋼板。

（2）良好的自愈性。鋅鋁鎂鍍層鋼板對于切邊處、焊接部位及劇烈變形造成鍍層破損部位，有較好的保護能力，可降低封蠟、涂漆等二次防腐要求或省卻二次防腐，降低二次防腐成本并提高生產效率。

（3）良好的加工性能。鋅鋁鎂鍍層的硬度較GI鍍層高，約為GI鍍層的2倍，有良好的抗劃傷能力；在沖壓過程中，有良好的抗粉化和抗剝落能力，降低對工裝的污染，減少清理工裝的次數；更低的摩擦系數，更適于深沖壓成形；更低的焊接飛濺量；易于磷化。

因此，鋅鋁鎂鍍層鋼板在高速公路護欄、光伏支架等領域有較好的應用前景，在家電板、汽車板領域也已開始進行試驗性應用：①家電板領域：三星已進行鋅鋁鎂產品測試，測試合格后逐步切換，格力、美的、海爾、海信日立等幾大家電企業已開始試驗使用鋅鋁鎂產品替代部分鍍鋅產品。②汽車板領域：自主品牌長城、吉利等，外（合）資品牌寶馬、沃爾沃、日產、通用等已規劃鋅鋁鎂替代鍍鋅。長城已完成寶鋼、首鋼鋅鋁鎂產品測試，2019年2季度開始切換VV5-VV7部分零部件；寶馬從2020年開始用鋅鋁鎂產品替代部分鍍鋅產品。③日韓鋅鋁鎂產線尚未開始生產汽車板，歐洲蒂森、塔塔、奧鋼聯林茨等鋅鋁鎂產線具備鋅鋁鎂汽車板生產能力。

3 鋅鋁鎂鍍層產品的典型缺陷

（1）黑點缺陷。研究認為黑點缺陷是Zn-Al-Mg2Zn11三元合金在鋅鋁鎂的鍍層中產生導致，鍍層從液相到固相的凝固點為380℃～410℃，凝固的范圍要寬于鍍鋅，一定溫度區間（410℃～400℃），由于鍍后冷卻速率過高（鍍后冷卻速率＞10℃/s）產生這種合金相導致。

（2）鋅灰鋅渣缺陷。產生鋅渣缺陷的原因：與GI相比ZAM鋅渣缺陷控制更重要，也更難控制。因為Al含量越高，鐵損越高。ZAM的鐵損是GI的4倍，所以鋅渣量比較大，鋅渣缺陷也更多。

表1 國內鋅鋁鎂鍍層產品生產企業

（3）發絲紋缺陷。N2作為氣刀介質容易產生發絲紋缺陷，但是不采用N2氣刀會產生更多的其它缺陷。

表2 鋅鋁鎂產品市場分析（潛在）

表3 4#鍍鋅機組鋅鋁鎂改造論證

表4 5#鍍鋅機組鋅鋁鎂改造論證

表5 6#鍍鋅機組鋅鋁鎂改造論證

4 唐山鋼鐵集團高強汽車板有限公司有3條鍍鋅機組進行鋅鋁鎂技術改造的可行性

基于鋅鋁鎂鍍層產品的特點以及發展趨勢，從技術儲備、搶占市場先機、提高企業競爭力等方面考慮，非常有必要進行鋅鋁鎂技術改造。以下是從3條鍍鋅機組的產品結構、設備、土建、工期、產品定位等方面進行論證的結論：

由于廠房立柱、鍍后冷卻塔立柱基礎限制，4#鍍鋅不具備改造條件。

5#鍍鋅具備鋅鋁鎂改造條件，改造需要在鋅鍋預留位增加一個鋅鋁鎂鍋，鍍后冷卻塔需改造：移動風機不變；2#風機風箱改為條狀噴嘴，加大風機功率；3#風機風箱利舊；鋼結構增加一層，利舊使用原2#風機。改造完成后，可生產高表面汽車板和家電板。

6#鍍鋅無需改造即具備切換鋅鋁鎂鍍層產品的條件；從經營的角度考慮，為保證6#鍍鋅機組滿產，不建議6#鍍鋅切換到鋅鋁鎂，待時機成熟后，可在10天內實現快速切換。

5 建議

結合高強汽車板有限公司以生產汽車板和家電板為主的實際，鋅鋁鎂鍍層產品定位為高表面汽車板以及高端家電板，以區別于唐鋼本部3#鍍鋅的建材、光伏用鋼、畜牧業用鋼定位，同時實現快速開展汽車板和家電板產品認證，為將來唐鋼新區大規模生產鋅鋁鎂鍍層產品做好市場開拓和技術儲備，并與唐鋼本部、唐鋼新區規劃的熱基、冷基鋅鋁鎂鍍層產品形成品種、規格互補。

建議在5#鍍鋅機組實施鋅鋁鎂技術改造，在鋅鍋預留位置增加一個鋅鋁鎂鍋及配套控制系統；同時對鍍后冷卻塔進行相應技術改造，改造方案為：移動風機不變；2#風機風箱改為條狀噴嘴，加大風機功率；3#風機風箱利舊；鋼結構增加一層，利舊使用原2#風機。