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(chǎn)，以生產(chǎn)高表面產(chǎn)品為主，只設計有一個固定鋅鍋，年產(chǎn)量40萬噸，厚度0.2mm~2.5mm，寬度700mm~1600mm，可生產(chǎn)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(chǎn)，以生產(chǎn)薄窄規(guī)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(chǎn)量25萬噸，厚度0.2mm~1.5mm，寬度700mm~1300mm，可生產(chǎn)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(chǎn)，以生產(chǎn)高強鋼和鍍鋁硅鍍層產(chǎn)品為主，設計有一個鋅鍋和一個鋁鍋（兩鍋三位），年產(chǎn)量40萬噸，厚度0.5mm~3.0mm，寬度700mm~1600mm，可生產(chǎn)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(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)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(yè)生產(chǎn)鋅鋁鎂涂層產(chǎn)品，絕大部分在日本、韓國、澳大利亞和歐洲。中國鋼鐵企業(yè)2014年開始涉足鋅鋁鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)，截至目前國內(nèi)已實現(xiàn)大批量生產(chǎn)鋅鋁鎂的鋼鐵企業(yè)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(chǎn)品的優(yōu)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(yōu)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(chǎn)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(shù)；更低的摩擦系數(shù)，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(chǎn)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(yè)已開始試驗使用鋅鋁鎂產(chǎn)品替代部分鍍鋅產(chǎn)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(chǎn)、通用等已規(guī)劃鋅鋁鎂替代鍍鋅。長城已完成寶鋼、首鋼鋅鋁鎂產(chǎn)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(chǎn)品替代部分鍍鋅產(chǎn)品。③日韓鋅鋁鎂產(chǎn)線尚未開始生產(chǎn)汽車板，歐洲蒂森、塔塔、奧鋼聯(lián)林茨等鋅鋁鎂產(chǎn)線具備鋅鋁鎂汽車板生產(chǎn)能力。

3 鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)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(chǎn)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(qū)間（410℃～400℃），由于鍍后冷卻速率過高（鍍后冷卻速率＞10℃/s）產(chǎn)生這種合金相導致。

（2）鋅灰鋅渣缺陷。產(chǎn)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(nèi)鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)

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

表2 鋅鋁鎂產(chǎn)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(chǎn)品的特點以及發(fā)展趨勢，從技術儲備、搶占市場先機、提高企業(yè)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(chǎn)品結構、設備、土建、工期、產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的條件；從經(jīng)營的角度考慮，為保證6#鍍鋅機組滿產(chǎn)，不建議6#鍍鋅切換到鋅鋁鎂，待時機成熟后，可在10天內(nèi)實現(xiàn)快速切換。

5 建議

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