我国热镀锌的现状技术进展和发展动向Word版

《我国热镀锌的现状技术进展和发展动向Word版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我国热镀锌的现状技术进展和发展动向Word版（15页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!我国热镀锌的现状、技术进展和发展动向陈冬金向雷河北省冶金研究院，河北 石家庄 0500311 热镀锌的历史回顾热镀锌（Hot Dip Galvanizing）发明于18世纪中叶，它是由热镀锡工艺发展而来，至今已跨入第四个世纪。至今为止，热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍、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分别为：法国化学家马罗英博士（P.T.Molouin）、法国巴黎市政工程师索里尔（Stanistans Sorel）及波兰杰出发明家和工程师森吉米尔（Tadtusz Sendzimir）。1742年马罗英博士对钢铁的热镀锌进

2、行了开创性的试验并在法国皇家学院进行了宣读。1837年，法国的索里尔申请了热镀锌专利，提出了使用原电池（Galvanic）法保护钢的构想，提出了在铁表面上镀锌防锈的工艺。同年英国的克劳福（H.W.Grawford）申请了以氯化铵为溶剂的镀锌专利，这一方法经过许多改进而沿袭至今。1931年近代冶金工业最杰出的工程师波兰人森吉米尔在波兰建成了世界上第一条氢气还原法连续带钢热镀锌生产线，该法在美国获得专利并于19361937年在美国和法国Maubeuge钢铁厂分别建成以森吉米尔名字命名的工业性热镀锌生产线，开创了带钢连续、高速、高质量热镀锌的新纪元。我国学者把1837年索里尔的专利和1937年森吉米

3、尔法的诞生称为热镀锌历史上二个最重要的转折点和里程碑，前者在马罗英博士报告后历经一个世纪发明了溶剂法热镀锌工艺，至今批量热镀锌仍沿用这一方法；后者在溶剂法发明100年后发明了气体还原法，从而奠定了现代化连续热镀锌的基础。20世纪溶剂法热镀锌工艺没有重大变更，但气体还原法工艺在不断地改进，目前主要采用改良森吉米尔法和美钢联法，前者可用于生产一般用途的镀锌钢板，后者可生产高质量的镀锌钢板。近半个世纪热镀材料有着长足的发展，20世纪5060年代，美、日、英、德、法、加拿大等国相继生产镀铝钢板。70年代初，美国伯利恒钢铁公司发明了商品名为：Galvalume 的铝锌硅镀层材料，其合金成份为55l43.

4、4Zn1.6i，耐蚀性为纯锌镀层的倍，广泛用于镀层带钢生产中。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（）开发出商品名为alfan 的锌铝稀土镀层材料，其合金成份为nl，其耐蚀性为纯锌镀层的倍，广泛用于带钢和钢丝生产中。20世纪60年代加拿大率先开展锌中镍对抑制含硅活性钢的热镀研究并得到ILZRO的支持。20世纪80年代，欧洲、北美和澳大利等地迅速推广热镀锌镍合金工艺，其工艺命名为Technigalva。目前在此基础上又开发出Zn-Ni-Sn-Bi,其适用于i含量为.以下的钢材，可以明显抑制含硅钢热镀时的圣德林效应。20世纪90年代日本日新制钢公司开发了商品名为ZAM的

5、锌铝镁镀层材料，其化学成份为nl g，其耐蚀性为传统镀锌层（n0.2Al）的倍，被称为继第三代高耐蚀镀层Galvalume、Galfan 以后的第四代高耐蚀镀层材料。此外，n4.5l0.1g ;n 0.5g ; Zn15l0.5n ; Znlb; n.1 i合金也获得了一定的应用，合金镀的开发是20世纪后半期热浸镀的最重要进展。热镀锌工艺与其他金属防腐蚀方法相比,在镀层电化学保护性、镀层致密性、镀层耐久性、镀层免维护性、镀层与基体结合力、镀层经济性以及热镀工艺对钢件形状、尺寸的适应性、生产的高效性方面具有其他工艺无法比拟、得天独厚的优势。据日本镀锌协会长达10年的大气暴露试验表明：镀层厚度为8

6、6微米的热镀锌层在重工业、海洋、郊外和城市地带的耐用年限分别为13、50、104、30年。一般而言，上锌量为600g/m2的镀锌层，其免维护的使用寿命为2050年，对于建筑用基板不镀锌的彩板，其使用寿命为35年，而基板镀锌的彩板其使用寿命可达2030年。图1表明在长期使用中，热镀锌的成本远低于油漆。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!2 国内热镀锌现状及技术进展热镀锌钢材广泛用于国民经济基础产业，“八五”以来我国大力发展电力、交通、通讯、能源和城市基础建设。1999年中央提出实施西部大开发战略，随着“西电东送”、“全国联网”、“西气东输”、“三峡工程”、“南水北调”、“二网改造”、“五纵

7、七横”、“铁路提速”等项目的开展，随着建筑钢结构市场的启动，随着家电、汽车工业的复苏，我国镀锌行业面临前所未见的机遇和巨大的市场。镀锌是钢材生产的后序工艺，镀锌行业的发展依赖于钢铁和锌的生产，镀锌行业的发展基本与钢铁和锌工业的发展同步。一方面，自96年起，我国钢产量已连续7年超亿吨，跃居世界首位（见图2）；另一方面自1994年起，我国锌产量超百万吨，已成为世界第一产锌大国（见表1），在锌消耗结构中，镀锌耗锌一直占据首位，国外发达国家镀锌用锌消费量占锌消耗总量的40%70%（见表2），据有关部门统计，我国锌消费结构见图3，其中镀锌用锌约为34%，一般而言，热镀锌消费锌量占各类镀锌（热镀、电镀、机

8、械镀、热喷镀、热渗镀等）总和的95%以上，因此，近年我国热镀锌用锌消费量大约为5055万吨。表1我国锌产量及表观消费量（万吨）年份1996199719981999200020012002锌产量118.5133.0148.6168.5184.3207.8206.0锌及合金出口量21.854.438.352.760.063.158.3锌及合金进口量1.11.11.21.62.012.214.2表观消费量97.879.9111.5117.4126.3156.9161.9热镀锌工艺广泛用于钢板、钢带、钢丝、钢管、结构件、零部件等产品。我国镀锌企业大致可分为二大类：一类是镀锌专业加工厂，其外购钢材或带料

9、加工，只从事热镀锌工序；另一类为非专业厂，热镀锌仅仅为整个生产过程中的一道工序。钢丝、钢管镀锌企业大部分为非专业厂，结构钢、零部件镀锌大部分为专业厂，其余为二者兼之。21国内钢板热镀锌现状和技术进展镀锌钢板广泛地用于轻工、家电、汽车和建筑行业。在汽车工业中，用于汽车车体、外壳、内板、底板等；在家电和轻工方面，用于各类家用电器的外壳和底板；在建筑业中，用如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!表2 各国镀锌用锌量占锌消费总量的份额（%） 年份国家1988198919901991199219931994199519961997法国31.834.436.939.242.342.241.64239.

10、9-德国30.433.532.235.43933.130.832.632.5-意大利30.631.331.530.429.829.428.123.323.7-英国41.542.742.741.443.643.644.545.146.546日本62.663.762.465.565.163.562.157.761.665.4美国5255.7525153.451.451.252.751.754.7澳大利亚44.272.575.776.675.476.176.67978.3-于各类工业及民用建筑的轻钢龙骨、建筑层面板、瓦楞板、卷帘门等。长期以来我国镀锌板一直属于短线产品，表3列出19882002年，我

11、国镀锌板生产及表观消费量，多年来我国镀锌板的自给率约为50%，每年需要大量进口。表3 我国镀锌板生产及表观消费量 （万吨）年份国内产量进口量出口量表观消费量自给率（%）如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!198822.530.953.442.1198924.638.062.639.3199023.517.040.558.0199126.120.046.156.6199239.772.0111.735.5199350.051.51.0100.549.8199445.632.03.873.861.8199572.781.011.3142.451.1199677.679.67.4149.851

12、.8199786.787.810.2164.352.81998114.2101.35.0210.554.31999144.8151.14.0291.949.62000170.0216.19.4376.745.12001207.0218.49.6415.849.62002282.0334.211.5604.746.670年代前，我国有十多套溶剂法单张钢板热镀锌生产装置，年总产量不足十万吨，其工艺落后、锌耗高、产量低、质量差。1979年武钢从西德引进的我国首条卧式连续热镀锌生产线顺利投产填补了我国的空白，而且在以后十年中一直孤技独芳，80年代末宝钢从美国引进了立式连续热镀锌生产线，揭开了我国连续热

13、镀锌新的一页，从90年代开始，带钢连续热镀锌是我国镀锌领域发展最快、增长最大的行业。据不完全统计，至2003年底我国投产的宽带钢（1000mm）连续镀锌线达38条，生产能力达670万吨，其中主要生产厂家见表4。目前在建的生产线有武钢2 #、 3# 线，唐钢 1#、2#、3#线，本钢 2 # 线，攀钢2#线，邯钢2# 线以及昆钢、涟钢、包钢、济钢、马钢、首钢、霸州胜芳、霸州京华、上海华冶等二十多家企业，预计至2005年我国宽带钢热镀锌生产能力将突破1000万吨大关，此外我国尚有十几条窄带钢连续热镀锌生产线。近年来，带钢镀锌的技术进展和动态主要集中在汽车用板，热轧带钢热镀锌和高耐蚀性热镀锌板三个方

14、面。2.1.1 热镀锌汽车用板的开发目前，汽车用热镀锌板是镀锌钢板的精品和极品，汽车用镀锌钢板应满足高表面质量、高强度和高深冲性，国外在70年代开发了微合金钢和磷合金钢，80年代中期开发了双相DP钢和烘烤硬化钢，90年代开发了相变、诱导塑性TRIP钢（见图4）。图4 汽车结构件用高强钢的发展情况复相钢马氏体相钢变形诱发塑性钢各相同性钢高强IF钢烘烤硬化钢双相钢磷合金钢微合金钢1975 1980 1985 1990 1995 2000 年份表4 部分已投产宽带钢连续镀锌生产线一览表序号单位年产量厚度宽度mm原板来源镀层种类产品用途生产 投产年代如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!mm方法1

15、武钢1#250.252.57001530自产GIGA家电建材NOF法19792宝钢1#350.33.09001850自产GI建材NOF19903广东三水120.252.56001250外购GI建材USS19944本钢1#200.52.57001530自产GI建材NOF19965湖北银龙100.41.55001000外购GI建材USS19966攀钢1#150.252.57001250自产GI家电建材NOF19967天津浦京100.21.66001250外购GI建材NOF19978大连浦项100.21.56001250外购GI家电建材USS19979张家港浦项100.21.66001250外购GI

16、家电建材USS199710顺德浦顶100.22.08001250外购GI建材NOF199811广东韩江70.170.86001250外购GI家电建材溶剂法199812佛山广恒70.20.610001250外购GI家电建材溶剂法199813厦门凯冠150.21.56001250外购GI建材溶剂法199914唐山恒通100.21.26001250外购GI建材溶剂法200115宝钢2#370.32.08001850自产GIGA汽车USS200016山东华兴100.21.26001250外购GI建材溶剂法200117顺德石机150.172.06001250外购GI建材NOF200118重钢四厂100.

17、21.26001250外购GI建材溶剂法199819天津南辰100.21.26001250外购GI建材溶剂法200020天津浦京100.21.66001250外购GI建材溶剂法299721鞍钢1#400.33.07001550自产GI家电建材NOF200322鞍钢2#350.21.67001550自产GI家电建材USS200323鞍钢大连400.22.07001550自产GI家电建材USS200324邯钢1#300.84.57001700自产GI建材热轧NOF200325宝钢3#200.21.69001700自产GIGA汽车NOF200326宝钢4#500.21.69001700自产GIGA汽

18、车NOF200327佛山宇虹0.21.810001250外购GI建材溶剂法200328无锡新大中15外购GI建材20021998年美国开发出超轻钢车身（ULSAB），其车身重量减少了25%，目前以车体结构用高强度钢的比例超过90%作为超轻钢车的设计依据，2000年在日本汽车制造中，高强度钢板的使用已达36.3%。为了提高汽车的安全性、轻型化和使用寿命，开发高强度镀锌钢板是十分必要的，目前国外已开发出多种强度级别的合金化热镀锌钢板：双相型 590MPA、HSLA型590MPA以及780MPA、980MPA级合金化热镀锌高强度钢板。为了提高钢的强度，通常添加Si 、Mn和P等元素进行固溶强化，并利

19、用马氏体和贝氏体的组织强化，对于DP双相钢，通过控制合金元素含量和采用临界冷却速度可获得马氏体组织。临界冷却速度CR与合金元素含量之间的关系如下：如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!Log CR=3.95-1.73Mneq 其中锰当量Mneq=Mn+0.26Si+3.5P+2.67Mo 。在合金化热镀锌时冷却速度约为0.51.0/s. 为了获得马氏体组织,必需提高Mn当量至2.3%2.5%.由于添加过量的Mn会影响锌液对钢的浸润性,增加P会影响合金化反应,而提高Si、Cr含量又容易引起漏液,因此选择Mo。国外的研究表明，通过加入0.15%Mo可以提高Mn当量,从而确保钢的马氏体相,保证了

20、该镀锌钢板优良的抗冲击性能。高表面质量是汽车面板所必需具备的基本条件，镀层表面质量与薄板表面粗糙度、清洁度、带钢化学成份及其冲压成型性有直接的关系，同时热镀工艺、锌液成份、热镀设备也是影响镀层表面质量的重要因素。为了获得优质的表面，90年代国外新建的镀锌生产线大量采用美钢联法，美钢联法采用高密度电解脱酯技术（HCD）可以快速有效地清除表面油污，同时在还原退火炉中美钢联法用全辐射管代替改良森吉米尔法中的明火加热，因此可以严格地控制温度和气氛，确保退火炉的无氧化气氛，从而保证镀层优良的附着性和表面质量。气刀是控制镀层厚度和均匀度的关键部件，新型气刀采用可调节式整体框架式结构，可以可靠准确地调节气刀

21、与钢带的间隙和角度，调节气刀与锌锅的距离，其刀唇间隙可以自动控制从而保证镀层的平整度和均匀性。锌液中的锌渣是影响镀锌板表面质量的最重要因素，在现代化生产线中，已用陶瓷内衬锅取代铁锌锅，用可移动或提升更换的双锌锅来替代镀液转换，用在线测量的定铝探头（传感器）和相应的熔池成份控制系统可以严格地测定溶池中的铝和对应的铁含量，可以有效地减少锌渣对镀锌板表面质量的影响。美丽的锌花是传统热镀锌板典型的特征，由此获得用户的青眯，具有一定的商业价值。但是研究表明锌花表面的不平整性，镀层中的铅含量会影响镀层板在后序加工中的加工性能、涂装性和使用中的耐蚀性，因此自60年代起国外一直在研究无锌花和小锌花板的生产技术

22、。通过水雾冷却，Heurfey喷锌粉等工艺，可以增加晶体成核数量和控制晶体生长，达到生产小锌花板的目的。80年代起国外开始研究无铅热浸锌技术，90年代初武钢也进行了相应的研究，目前国外普通采用无铅热镀，其熔池Pb0.003% ,镀层中铅含量对锌花尺寸、弯曲性能和腐蚀性能的影响见图5、图6。图5、图6表明，其锌花尺寸随铅含量的减少而减小，开裂率和腐蚀率也分别大大降低。目前欧洲、南美新建镀锌生产线均采用无铅镀锌工艺，无铅镀锌已成为当前热镀锌发展的趋势。2.1.2热轧带钢热镀锌近年来，由于薄板坯连铸连轧技术的不断进步，钢材冶金性能得以改进，热轧带钢的质量不断提高，热轧板厚度不断减薄，因此热轧镀锌板可

23、以部分取代冷轧镀锌板，用于对表面质量和冲压性能不太高的地方，就镀层结构和镀层重量而言，热轧镀锌板可与冷轧镀锌板相比；另一方面，热轧镀锌板仍可用于厚钢板的产品，例如：厚度为16mm的热镀锌钢板仓、厚度为1.53mm的客车车厢，车辆用梁、加强板、支座、支架、连接板、高速公路护栏、各类工业建筑用板。热轧带钢镀锌与冷轧带钢相比不需进行高温退火和镀前冷却，对中等宽度带钢可采用适应性好的感应加热。因此可节约大量能源和降低生产成本。90年代中期，奥钢联开发出二种热轧带钢镀锌工艺：1.宽带钢酸洗镀锌联合生产线。 2.窄带钢与中等宽度带钢生产线。目前，美、日大规模生产热轧带钢镀锌板，并已与冷轧镀锌板平分天下。可

24、以相信，由于热轧镀锌板的低成本，其市场前景非常广阔。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!图5 镀层铅含量对弯曲开裂率和晶界试验腐蚀率的影响。图6 锌花尺寸与锌液中含铅量的关系2.1.3高耐蚀镀层板70年代初，美国伯利恒钢铁公司开发了铝锌硅镀层，其商品名为Galvalume, 80年代国际铅锌组织开发了锌铝稀土镀层，其商品名为Galfan。这两种高铝和低铝板在国外平分秋色，但在我国尚属空白，目前国内首条热镀锌铝生产线已在攀钢破土动工，本钢和宝钢均在设计中预留锌锅分别计划生产Galvalume和Galfan镀层钢板，我国在高耐蚀镀层板的开发上远落后于世界发达国家。90年代日本大力开发锌铝镁镀

25、层，日本日新制钢率先开发出Zn-6%Al-3%Mg镀层，其商品名为ZAM，循环腐蚀试验表明其耐蚀性为纯锌的18倍。锌液中添加0.2%2%的Mg时,在Zn/Al共晶体中析出Zn/Al/Zn2Mg三元共晶。当镁含量达到3%时，镀层由层状的Zn/Al 共晶组织变成颗粒状的Zn/Al/ Zn2Mg三元共晶，镁均匀地分散在镀层中。ZAM镀层在耐蚀性和切边保护性方面均优于Galvalume，并有独特的耐损伤性。2000年日本新日铁钢铁公司开发出Zn-Al-Mg-Si高耐蚀性镀层钢板“SUPEKDIMA”并于2001年1月正式销售；其化学成份为Al:10%12%,Mg:2%4%,Si小于1%，其余为锌。产品

26、耐蚀性为镀锌板的15倍以上，为Galfan镀层板的58倍，切口耐蚀性优于Galvalume镀层，该镀层板有优异的成型性和耐损伤性。主要用于住宅建筑和道路建设，可替代不锈钢板和铝板，目前我国钢铁研究总院正在开发研究之中。2.2 镀锌金属制品概况及技术进展镀锌金属制品主要包括镀锌中高碳钢丝、钢绞线、钢丝绳，镀锌低碳钢丝、钢丝网，镀锌钉子等。其主要用途为：架空、通讯、捆绑用、铠装电缆用、网围栏用镀锌低碳钢丝，镀锌钢丝网，钢芯铝绞线用镀锌钢丝，吊架、悬挂、紧固、结构用各类镀锌钢绞线，结构用、公路护栏用、海洋渔业用镀锌钢丝绳。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!在世界镀锌钢材总量中，镀锌钢丝约占.

27、。我国线材制品总量每年以%速度增长，1999年全国线材产量约为680万吨，其中低碳、中高碳钢丝、钢丝绳约为350万吨。在19982001年间国家投资了2600亿元进行了城网和农网改造，并将延续至“十五”期间。从电力部门获悉电网建设仍是“十五”规划的重点，目前我国人均装机0.206，人均发电量976h，不到世界水平的一半。十五期间，电力工业的投资规划将达到8000亿元，其中有3600亿元资金用于输配电建设。目前钢芯铝绞线是我国高压线路采用的主要品种，因此十五期间，我国电力建设的需求将继续拉动镀锌金属制品的发展，预计“十五”末年需要钢芯铝绞线万吨。目前我国约有各类线品企业3000多家，其中镀锌企业

28、估计为600700家。近三年，我国镀锌金属制品的产量估计为8090万吨，其中镀锌钢绞线3040万吨，镀锌钢丝绳万吨，镀锌钢丝1520万吨，镀锌铁丝2025万吨，预计每年将以%的速度增长。近十年来，制品行业镀锌技术主要进展是：Galfan合金镀、厚度层钢丝、锌锅内加热技术。2.2.1 2.2.1 Galfan合金镀层20世纪80年代Galfan 合金面世，一方面由于其热镀温度低（420450），镀后钢丝仍有良好的力学性能，另一方面镀层有优异的耐蚀性，不论是盐雾和湿热实验，还是十几年的自然环境中的挂丝试验均表明，在相同镀层厚度下，Galfan合金镀层耐蚀性为纯锌镀层的倍，因此Galfan 合金镀层

29、是镀锌钢丝及其制品最理想的替代产品。1997年在日本Galfan镀层钢丝产量占镀层钢丝总量的95.3，已基本取代镀锌钢丝。目前在德国、美国、日本、加拿大、印度等国均建立了Galfan合金镀层钢丝生产线。九五、十五期间，我们大力发展电力、通讯、交通等基础产业，急需高耐蚀的金属制品，例如输配电建设中，在工业大气中镀锌铁塔的寿命可达3050年，钢芯铝绞线中铝导线的设计寿命为3040年，而镀锌钢丝及架空地线的寿命仅为1015年，因此，镀锌钢丝的耐蚀性严重影响到输配电建设，如采用Galfan镀层钢丝，则其寿命可与镀锌铁塔和电缆相匹配，大大减少了维护、大修和建设费用。自80年代中期起，国内一些科研单位、大

30、专院校与工厂相结合进行了Galfan 合金镀层的开发研究和试验，其中冶金部包头稀土院与天津第四金属制品厂、内蒙古集宁拨丝厂合作试制了网围栏钢丝，河北省冶金研究院与河北故城钢丝绳厂合作进行了单镀、双镀、扩散法双镀的研究、中试和工业批量试验，重庆有色研究所与重庆钢丝绳厂合作以及鞍钢钢研所、广州镀锌铁丝厂分别进行了单镀试验。1998年底，宁波渔业钢丝绳厂与株州治炼厂合作进行了批量生产，1993年株州冶炼厂向ILZRO申请并获得生产Galfan合金的专利许可，宁波渔业钢丝绳厂也获得生产Galfan镀层钢丝的专利许可，年代中后期，浙江万胜钢缆集团、天津钢绞线厂分别用双镀法工艺批量生产n-5%Al-RE

31、镀层钢丝，1996年天津钢丝厂引进我国第一条Galfan镀层钢丝成套生产设备并获得了专利许可。近年来宝钢集团上钢二厂从国外引进生产线，其年产能力将达到万吨，目前我国锌铝合金镀层钢丝的工业化已经启程，全面取代传统镀锌钢丝已指日可待。2.2.2 厚镀锌钢丝镀层的耐蚀性与镀层厚度成正比，因此增加镀层厚度可以提高镀层钢丝的使用寿命，世界上一些工业发达国家都生产厚镀层钢丝以满足交通、渔业、军工部门的需要，为了满足不同的需要，在国内外镀锌钢丝和镀锌钢绞线标准中均按不同上锌量规定了相应的级别。近十几年来，湘钢钢绳厂、吉林四平钢丝绳厂和咸阳石油钢管钢绳厂先后从德国和日本等国引进了厚镀锌钢丝生产线，目前只有咸阳

32、石油钢管钢绳厂正式生产。2.2.3 锌锅内加热技术20世纪50年代国外开始推广用耐火材料做内衬的上加热锌锅，俗称陶瓷锅。1976年天津大成五金厂建成以天然气为燃料的顶（上）加热镀锌炉，其后燃气、燃油、燃煤及电上加热的耐火材料锌锅得到迅速推广，耐火材料锌锅使用寿命可达十年以上，虽然其锌灰增多，但其锌渣大大减少，因此总锌耗略有降低。采用上加热耐火材料锌锅的优点是锌渣少、使用寿命长，但其不足之处是锌灰多、废气温度高、锌池面积大。采用内加热既可以保留优点并克服上述缺点，因此是理想的加热方式，从如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!50年代至70年代国外研制出多种锌液内加热装置：电热坩锅、浸入式辐射

33、管加热、射氮加热，其中浸入式辐射管加热可用气体燃料和电加热元件（硅钼发热体），其辐射管一般采用碳化硅、氮化硅陶瓷、石墨或其他耐锌液腐蚀材料，70年代以后，英、美、德、比利时、日本、南非和加拿大等国十几家公司采用浸入式辐射管加热，其主要优点是热效率高、设备简便、易维护、使用寿命长、锌耗低。国内自80年代初开始研制内加热装置，昆明冶金所、湖南湘潭市第一职业中学分别申报了内加热装置的专利，并进行了工业试验。湖南电力线路器材厂、原郑州热镀锌工程研究会开发试验了非金属壁热式加热炉。90年代初，国内已有多家企业生产内加热管，其发热元件一般为电阻丝和型硅钼棒，外管材质为石英管或氮化硅结合的碳化硅管，其中机械

34、部郑州磨料磨具磨削研究所开发出SiC 工程陶瓷内加热套管，辽宁保二热镀设备实验厂设计了新型内胆式内加热浸镀锅。以石英管和氮化硅结合的碳化硅陶瓷管的内加热器在国内多家企业得到应用，其主要存在问题是外套管强度低、外套管寿命短、不能随炉冷却到固态和固态启动、单支发热功率小、表面热负荷小。90年代末期，河北工业大学开发出热镀锌用高效内加热器，其外管采用Mo-30%W合金，在电热管和外套管之间加入液态金属导热体，使表面热负荷达到较大的提高，在工业推广中取得了很好的效果。60年代国外研究发现，真空熔炼的Mo-30W合金在液体锌中稳定性最高，在440锌中的腐蚀速度是0.050.15mm年，广泛用于精炼锌设备

35、、锌压铸机、锌液搅拌器及热电偶管。80年代起，钢铁研究总院开发了Mo-30W合金并用于热镀锌。钢铁研究总院于90年代末期申报了热镀用内加热金属陶瓷材料的专利，本世纪初西安交通大学研制了热镀锌铝用异型插入式新型陶瓷加热器，其外管采用具有国际先进水平的新型i材料，发热元件采用双月形、双螺纹形非金属发热体，其外套致密度接近100，导热率大于100mk，热效率大于95，单支最高功率可达30kW，发热段长度为0.51.8m，其正常使用寿命超过年，可用于低温，中温和高温镀锌。目前，国内锌锅内加热技术获得广泛应用并可能推广到板带、钢管、零部件等其他镀锌行业。2.3 结构钢热镀锌概况及技术进展2.3.1概况镀

36、锌结构钢较为确切的含义应为镀锌型钢及其构造物。镀锌结构钢广泛地用于国民经济基础产业,其主要用途如下:（1）交通:高速公路护栏、公路和铁路隔离网、隔音壁、防风栅、防雪栅、各种指示标牌、桥梁钢结构。（2）电力、通讯及其他塔桅类：输电铁塔、通讯塔、广播电视塔、气象塔、卫星地面中继站塔、空中索道支架、电气化铁路塔、电站钢结构、城镇道路灯杆。（3）城市建筑：尤其适合各类大跨度结构网架结构、钢结构住宅。（4）工农业钢结构：钢结构厂房、仓库、粮仓、海洋钢结构、各类管道支架、工业用各类塔架、支架、农用大棚用结构件、电缆桥架等。1990年以前我国热镀锌结构钢一直以电力铁塔类生产为主，当时全国约有3035家铁塔制

37、造厂，年产量不足35万吨。近年来，我国大兴交通建设，八五开始加速兴建高速公路，计划到2015年国道主干线和公路主枢纽系统全部建成，构筑以高速公路为主体的公路运输主骨架,其中在2002年基本建成二纵二横三个重要路段,到2010年五纵七横国道全干线建成通车,总长为3.5万km。按四车道高速公路计算至少需250260万吨镀锌钢材。“九五”以来，铁路提速，电气化铁路改造需要大量的镀锌隔离网、电气化铁路用铁塔及线路金具，至2002年我国电气化铁路总营运里程达到1.61.8万公里。三峡输变电工程、全国输电联网、西电东送工程、全国农网和城网改造需要大量的镀锌结构钢，从20022004年国家投资2500亿元用

38、于输变电铁塔及变电站钢结构，估计每年用于输变电铁塔的镀锌钢材在60万吨以上。目前国内锌锅向大型化发展，锌锅长度超过14米、容锌量达250700吨的结构钢镀锌锅已超过20台，大型镀锌炉的年生产能力已达70100万吨，镀件品种主要有各类铁塔、道路灯杆、标示牌、电缆桥架、冷却塔、建筑用轻钢龙骨、法兰等。最近几年，由于国内锌锭降价，镀锌加工费已由过去的每吨3000元降至目前的12001300元，因此，日本、东南亚客商纷纷在中国加工。据日本镀锌协会介绍，2001年日本结构钢镀锌产量比1996年减少了20%，其原因之一是日商在中国加工镀件。目前日商加工镀锌件的品种有钢管塔、冷却塔、电缆架、格板、栅板、法兰

39、等，估计每年在30万吨以上。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!目前我国有结构钢镀锌厂150200家，估计2002年镀锌量超过170万吨。2.3.2技术进展活性钢热镀锌、锌锅大型化和新型高效钝化剂的应用是近年结构钢热镀锌最活跃的应用课题。随着我国钢铁行业连铸比的逐年提高，硅镇静钢在结构钢镀锌中的比例越来越高，由于圣德林效应，含硅钢与锌的反应较激烈，因此造成镀层灰暗、有色差、超厚、附着性差等缺陷，色差、上锌量高等缺陷成为Q345（16Mn ）热镀锌的难点。从90年代中期开始，华南理工大学率先研究Zn-Ni合金镀，推广Techigalva技术。株州冶炼厂、中科院长春应用化学研究所、河北省冶金

40、研究院等单位也研究了锌中Ni 、Al、RE、Mg等元素对高硅活性钢热镀锌的影响，近年比利时优美科公司也积极在中国推广Techigalva技术，取得了较好的效果。合理地使用锌铝、锌镍合金和其他有关合金，同时对热镀工艺进行适当调整，可以获得较好的效果。其工艺要点是：采用低温镀锌，减少浸锌时间，控制起吊速度，加快镀后冷却速度。近年来，我国大型锌锅已超过20台，锌锅大型化已成为结构钢镀锌的一种趋势，为了满足大型镀件的需要，为了在工艺上实现低温镀锌，必须使用大容量的锌锅，锌锅的深度一般为2.53.2米。锌锅的大型化给锌锅钢板材质、锌锅制造、锌锅加热设备提出了更高的要求,目前国内电加热、燃煤气、燃天然气、

41、燃油炉等各种加热炉取代了传统落后的燃煤炉，直接加热镀锌炉代替了直接和间接防护式镀锌炉，锌锅使用寿命由原来数月提高到35年。传统的镀锌钝化剂是采用铬酸或铬酸盐，钝化后需水洗，在水洗时大量的Cr+6离子进入冷却液，既影响钝化质量又污染水质，目前在国内外推广使用反应型和覆盖型钝化剂，其 特点是高效、免水洗、无排放。3 热镀锌发展动向3.1 建筑用镀锌钢材建筑用钢材热镀锌是热镀锌行业新的经济增长点，建筑用镀锌钢材包括钢结构建筑物用钢材和钢混结构建筑物中的钢筋，前者包括中厚板、薄板和型钢，其型钢的主要品种有工字钢、槽钢、角钢、热轧H型钢、焊接H型钢、冷弯型钢、钢管等，后者主要是螺纹钢和园钢（盘条）。3.

42、1.1 建筑结构钢用镀锌钢材 目前我国钢和钢材产量已连续七年超亿吨，跃居世界首位，充裕的产量和丰富的品种为钢结构建筑物奠定了坚实的物质基础。国家及时出台相关政策，扩大钢材消费热点,鼓励建筑行业积极推广钢结构。80年代的改革初期，在国家建筑技术政策纲要中提出：对大跨度、超高层的建筑和部分工业厂房和商业建筑可以采用钢结构和钢与砼的组合结构，1996年建筑部编制19962010年建筑技术政策中提出合理使用钢材、木材、水泥以及发展钢结构，推广应用H型钢、闭合型钢、冷弯型钢、彩色涂层钢板。1998年建设部又发文推广应用高层钢结构技术、空间钢结构技术、轻钢结构技术等10项新技术的通知,1999年国家经贸委

43、批准将轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点，并正式列为国家重点技术创新项目。目前我国钢结构建筑物迅速崛起、前景十分广阔。钢结构建筑物具有抗灾能力强、资源可回收再生、占地面积少、使用面积大、施工速度快、综合成本低等优点，受到国内外建筑师的青睐，并被国家建设部定为绿色环保型建筑物。钢结构建筑的制作可实现规模化、标准化和产业化，可实现工厂化预制：在工厂定型生产后，在建筑工地进行拼装和组建。由于钢结构建筑物的以上优点，在发达国家已占建筑物总量的40%50%，而在我国不足5%。在美国、日本等国钢结构用钢材量已占钢产量的30%，在我国建筑用钢约占钢材总量的30%，却以螺纹钢和园

44、钢为主，而建筑钢结构用材仅为1.5%左右,而发达国家建筑用钢是以钢结构用材为主。钢结构建筑物主要分为轻钢结构、空间网架和网壳结构、高层建筑物结构和厂房钢结构。网架和网壳结构广泛用于大型超市、展览馆、体育馆、大型娱乐场馆、候车厅、机场、仓库等大跨度、大悬臂建筑。轻钢结构一般是以彩钢板为屋面和墙面,以薄壁型钢作檀条和圈梁，以焊接如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!H型钢为柱梁,以门式刚架为主要结构的建筑。轻钢结构在国外广泛用于单层厂房、住宅、仓库、旅游和商业建筑，具有重量轻、造价低、外观美观、施工快、抗震好、易维护等优点，目前在我国住宅建筑中获得广泛的应用。北京、天津、上海、重庆等直辖市以及

45、浙江、安徽、山东、辽宁、湖南等省有关城市均启动了轻钢结构住宅区的示范工程。轻钢结构住宅的标准化和产业化将使我国住宅建筑跟上世界发达国家的潮流并进入绚丽多彩、百花齐放的新纪元。必须指出，钢结构建筑物的防腐问题任重而道远，我国对钢结构建筑物的防腐蚀措施严重滞后于应用，国外建筑用结构钢广泛使用热镀锌钢材， 在我国首先应在轻钢结构、网架和网壳结构的建筑物上推广使用镀锌钢材。因此当前热镀锌行业必须积极加强与国际镀锌协会、国外镀锌行业的联系，积极推广国外的先进经验，大力加强与结构钢行业协会的联系，大力宣传和推广热镀锌结构钢在钢结构建筑物上的应用。3.1.2钢筋混凝土用镀锌钢材钢筋混凝土广泛应用于建筑和基础

46、设施中，有关文献报道国内外钢筋混凝土的腐蚀破坏主要原因是“盐害”，一般情况下碱性的混凝土可以防止钢筋腐蚀,但由于氯化物、大气中二氧化硫和酸雨的作用，改变了碱性环境使钢筋产生腐蚀，由于腐蚀产物的体积增加210倍使钢筋混凝土产生内应力并形成初始裂纹，裂纹的扩张变成裂缝，又进一步加剧了介质对钢筋腐蚀，从而导致混凝土的破碎及钢筋的断裂。一方面我国海岸线长、盐碱地多，自然环境中的氯离子对钢筋混凝土的腐蚀严重;另一方面我国大部分地区处于北温带,在寒冷的北方地区冬季广泛使用“化冰盐”，“化冰盐”对桥梁建筑（城市立交桥、公路桥、铁路桥）的腐蚀十分严重,其中北京西直门立交桥因盐害而严重腐蚀，使用不到20年就拆除

47、重建。有人估计2000年度我国以钢筋混凝土为主的基础设施的腐蚀损失高达1400亿元，因此对钢筋混凝土的防蚀必须提到议事日程上来。在多年前欧美已采用热镀锌和涂环氧树脂来防止混凝土中钢筋的腐蚀。近年美国、加拿大的研究表明：涂环氧树脂对钢筋的防蚀效果只有在干燥、无盐份及混凝土没有裂缝、不渗水的条件下才较理想，随着时间的增长环氧树脂与钢筋的结合强度会减弱，甚至一部分会失去结合强度。目前钢筋热镀锌已引起日本、台湾地区镀锌工作者的高度重视，研究表明热镀锌钢筋能有效地抑制氯离子对钢筋的腐蚀。台湾的研究表明，热镀锌对钢筋的机械性能无不良影响，近年我国广东地区的镀锌厂已开始承接港澳地区加工镀锌钢筋的任务。目前在

48、我国应积极开展钢筋热镀锌的应用研究、耐蚀机理研究和热镀锌钢筋与混凝土结合力的研究，积极推动热镀锌钢筋在海洋工程、西部盐渍地区基础设施和沿海建筑物中的应用。3.2 热镀锌的三废治理热镀锌的三废治理已引起人们的关注，发达国家的热镀锌企业严格进行三废治理，其热镀锌企业对环境没有污染，在我国一部分溶剂法热镀锌企业的烟气、水污染治理技术、设备的落后是我国镀锌企业与发达国家同类镀锌企业的最大差距。热镀锌对环境的负面影响来自于以下几个方面：1.有铅热镀, 2.溶剂法镀锌中的溶剂烟、酸雾以及废酸、废碱和废水的排放；3.铬酸盐钝化。目前在我国板带连续镀锌中除了汽车板生产外，一般采用传统的锌铝铅镀层。为了获得美丽

49、的大锌花，一般在锌液中加入一定量的铝和铅，其铅含量一般在0.05%0.22%。在传统的低碳钢丝热镀锌中为了获得薄的镀锌层，往往采用铅锌法工艺；在钢丝和批量热镀锌中，为了改善锌对铁的浸润性，便于生产中的捞渣，一般在锌锅底部加入100200mm的铅液；在可锻铸铁管件镀锌中，目前大部分企业仍采用底加热铸铁锅，锌液底部有一层铅以保护锅底。铅是对人体极其有害的重金属元素，毫无疑问有铅热镀操作中铅蒸汽对人体有害，而含铅镀锌钢材在使用中的腐蚀产物对环境也有影响。此外铅使镀层的晶界腐蚀敏感性大大增加，也是镀锌板产生黑锈的主要原因，因此推广无铅镀锌是必由之路。目前在欧洲积极发展无铅热镀锌：Pb0.005%，采用

50、无铅热镀锌可以生产无锌花板，提高镀层表面质量，减少晶界腐蚀的倾向并改善了镀层的成形性。当前在我国已有许多批量热镀锌企业采用无铅镀锌工艺。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!当前热镀锌对环境影响最大的是溶剂法镀锌中产生的溶剂烟气、酸雾和废液（废酸、废水）的排放，采用无烟少烟助镀剂、使用酸雾抑制剂、改进并推广镀锌烟气和酸雾处理装置、推广助镀剂再生技术和废酸再生处理技术（负压蒸馏结晶法、蒸发法、硫酸转换法、氧化培烧法、电解渗透法、扩散透析法），实现镀锌企业废液零排放是带钢连续镀锌以外的热镀锌企业的当务之急。为了保证镀锌钢板在储运过程中不生白锈，目前最常用的方法是铬酸盐处理。由于钝化膜中的六价铬

51、有良好的自我修复作用，使镀锌板有很好的耐蚀性。铬酸盐处理液可分为反应型和涂覆型二大类，前者以铬酸为主，后者为铬酸盐系有机复合涂层。虽然国内外已进行多年的无铬钝化研究，但至今在耐蚀性方面仍无法替代有铬钝化。由于传统的铬酸盐钝化在镀后需要水洗，因此必需对废水进行处理。目前应加大无铬钝化的研究力度，同时积极采用免水洗、无排放的磷酸铬钝化技术，彻底淘汰传统的铬酸、铬酸盐钝化工艺。必须指出，有一部分中小镀锌企业尚未开展三废治理，对环境影响较大，其主要原因是企业的环保意识淡薄、有关环保部门管理不力、企业治理工艺落后和设备陈旧。今后学会应积极与环保管理部门配合，齐抓共管并开展绿色热镀活动,缩小与发达国家之间

52、的差距.3.3 镀锌钢管的市场前景关于镀锌焊管的市场前景一直是热镀行业内最有争议的热点问题,对镀锌焊管的产量报道也是分歧和变化最大的，鉴于国家有关部委把镀锌钢管列入淘汰落后产品之列，有关专家认为近年热镀锌钢管年产量逐年下降，已降到2030万吨。而钢管镀锌行业的主要企业一致认为：2003年我国镀锌钢管将达到400万吨。事实上衡水京华的镀锌焊管产量已达到65万吨，跃居全国首位，浙江金州也达到20万吨，因此对镀锌钢管的市场进行客观分析是十分必要的。镀锌钢管产量受到以下二方面因素的影响：一方面，多年来我国镀锌钢管品种单一，一直以水煤气输送管为主，而镀锌水煤气管的产量逐年下降；另一方面，近年来镀锌焊管在

53、许多领域内取代了无缝管。1999年国家建设部等四部委颁发文件规定“自2000年6月1日起在城镇新建住宅中禁止将冷镀锌钢管（电镀锌）用于室内给水管道，并跟据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管”。1998年上海市建设委员会等四委联合下文，明确指出：在室内给水管、新建小区内外埋地给水管和口径在400mm以下的城市新建供水管等方面禁止使用热镀锌钢管。至今为止，全国已有多个省市明文禁止使用镀锌供水管，镀锌供水管已经结束了辉煌的历史，近年来已被国家重点推广的铝塑复合管部分取代。当前镀锌管在供水管市场中的份额不断下降，由于输送水煤气的镀锌钢管已从一些城市中完全退出，使南方一些镀锌钢管厂产量急剧下降，生产

54、能力严重过剩，因此我国水煤气镀锌管的生产前景十分暗淡。国内外一些有识之士曾多次向有关部门反映：将镀锌钢管列入落后淘汰产品是冤假错案，不符合我国国情，希望能给镀锌管“正名”，但暂无结果。事实上，符合标准的热镀锌钢管的正常使用寿命长达数十年，镀锌钢管对人体是安全的，用于热水的镀锌钢管的水垢对人体也是无害的。因此镀锌钢管在各类硬、软水中有足够的耐蚀性、稳定性、安全性，目前在欧美等发达国家和世界大部分地区镀锌钢管仍是供水的主导产品。目前，我国城市新建建筑物供水管主要为铝塑复合管、薄壁不锈钢管和铜管，薄壁不锈钢管和铜管在办公楼、医院、高档住宅和宾馆中得到了较好的应用，但目前价格较高，而铝塑管在推广中存在

55、一系列质量和应用技术问题，例如铝塑管的配套管件结构不合理、安装不方便、铝塑管不耐压、易泄漏、易燃等。由于市场的惯性、镀锌管的价廉物美和铝塑管的不足,使铝塑管暂时还没有完全取代镀锌钢管，因此我们提倡城市建筑物的给水管应是多品种共存、互补，以满足市场的要求。出现镀锌钢管产量迅速增加的原因是镀锌焊管逐步取代一部分无缝管。此外国内经济的发展也扩大了对镀锌管的需求。我国钢管市场一直以无缝管为主，占世界无缝钢管生产能力的10%。近年来焊管在许多品种上已取代无缝管，与无缝管平分天下。镀锌焊管具有价格便宜、耐蚀性好的优点。近年来已广泛用于石油套管、脚手架管、电缆套、农用喷灌管、消防管、建筑用空间网架结构管、液

56、体输送管、城市灯塔用管、机械管、家俱管等，此外国民经济基础建设的飞速发展加大了对镀锌钢管的需求，近年我国镀锌钢管出口量增加也是原因之一，总之镀锌钢管的市场前景十分广阔。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!3.4 紧固件和标准件热镀锌的市场动向长期以来钢铁紧固件和标准件的防锈采用热镀锌、电镀锌、电镀铬、机械镀等工艺，其中热镀锌紧固件和标准件在电力、交通（公路、铁路）、建筑、机械行业获得广泛的应用，标准件、紧固件热镀锌一般采用溶剂法（干法）工艺，通常采用水爆、离心法和机械刷光法去除镀后的余锌，但是螺母内仍常留有余锌，影响螺杆和螺母的配合，需采用二次回攻或扩大孔径的方法，前者极易破坏镀锌层，后

57、者会影响紧固力。国内已研制成功螺栓螺母热镀余锌甩除自动离心机，急待推广。90年代中后期我国从国外引进锌铬膜生产技术，锌铬膜又称达克罗（DACROMET）,是国际上金属防腐新工艺，其工艺过程如下：金属表面经脱脂、喷砂或机械抛丸除锈后，将工件浸涂在由锌粉、铬酐、有机还原剂、表面活性剂组成的处理液中,随后经过预干燥、烧结形成银白色带金属光泽的锌铬膜层。锌铬膜有优异的耐蚀性、渗透性、良好的附着性。由于锌铬膜工艺对环境无污染，被国家环保总局列为重点环保技术推广项目。目前达克罗涂层已在汽车工业、电力、交通、建筑行业中得到应用。因其涂层耐蚀性优于电镀锌，因而取代电镀锌已是指日可待。与热镀锌相比达克罗涂层优点是不污染环境、涂层色泽、厚薄均匀，但其涂层硬度低、与基体附着力不如热镀锌、在切口处的耐蚀性也不如热镀锌，因此如果国内热镀锌螺杆和螺母的工艺装备和质量水平不能提高，达克罗将可能取代热镀锌。4 结语综上所述，当前我国热镀锌行业正蒸蒸日上，加强学会和企业的联系、热镀行业和其他相关行业、学会和国外热镀锌学会的合作和联系是十分必要的，必须向有关管理部门反映并沟通钢材的腐蚀与防护问题、热镀锌三废治理问题、热镀锌钢管生产问题，此外规范和协调企业行为；防止行业过热和行业内企业的不正当竞争；保持热镀锌行业的健康和可持续发展已引起业内人士的高度重视。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）