锌铝镁技术改造探讨

王 海

（唐山钢铁集团高强汽车板有限公司，河北 唐山 063000）

唐山钢铁集团高强汽车板有限公司有3条镀锌机组，其中：4#镀锌机组于2015年2月投产，以生产高表面产品为主，只设计有一个固定锌锅，年产量40万吨，厚度0.2mm~2.5mm，宽度700mm~1600mm，可生产低碳及超低碳钢、高强IF钢、高强低合金钢、双相钢、超高强钢；5#镀锌机组于2017年8月投产，以生产薄窄规格汽车板、家电板为主，设计有一个锌锅，预留一个锌锅位置（两锅三位），年产量25万吨，厚度0.2mm~1.5mm，宽度700mm~1300mm，可生产低碳及超低碳钢、高强IF钢、高强低合金钢、双相钢；6#镀锌机组于2017年7月投产，以生产高强钢和镀铝硅镀层产品为主，设计有一个锌锅和一个铝锅（两锅三位），年产量40万吨，厚度0.5mm~3.0mm，宽度700mm~1600mm，可生产低碳及超低碳钢、高强IF钢、高强低合金钢、双相钢、超高强钢。

1 锌铝镁镀层产品发展现状

锌铝镁镀层始于1980年，兴起于2000年，目前全球约有20家企业生产锌铝镁涂层产品，绝大部分在日本、韩国、澳大利亚和欧洲。中国钢铁企业2014年开始涉足锌铝镁产品的生产，截至目前国内已实现大批量生产锌铝镁的钢铁企业有：宝钢、大连蒂森、首钢京唐、唐钢、酒钢、烨辉、科瑞钢板等。

2 锌铝镁镀层产品的优点

（1）良好的耐腐蚀性。锌铝镁镀层钢板在中性盐雾实验条件下，耐蚀性约为GI镀层钢钢板的5倍；在pH>9的碱性条件下，其耐蚀性仍约为GI镀层钢板的4倍；在pH>12的条件下，其耐腐蚀性优于GI镀层钢板。

（2）良好的自愈性。锌铝镁镀层钢板对于切边处、焊接部位及剧烈变形造成镀层破损部位，有较好的保护能力，可降低封蜡、涂漆等二次防腐要求或省却二次防腐，降低二次防腐成本并提高生产效率。

（3）良好的加工性能。锌铝镁镀层的硬度较GI镀层高，约为GI镀层的2倍，有良好的抗划伤能力；在冲压过程中，有良好的抗粉化和抗剥落能力，降低对工装的污染，减少清理工装的次数；更低的摩擦系数，更适于深冲压成形；更低的焊接飞溅量；易于磷化。

因此，锌铝镁镀层钢板在高速公路护栏、光伏支架等领域有较好的应用前景，在家电板、汽车板领域也已开始进行试验性应用：①家电板领域：三星已进行锌铝镁产品测试，测试合格后逐步切换，格力、美的、海尔、海信日立等几大家电企业已开始试验使用锌铝镁产品替代部分镀锌产品。②汽车板领域：自主品牌长城、吉利等，外（合）资品牌宝马、沃尔沃、日产、通用等已规划锌铝镁替代镀锌。长城已完成宝钢、首钢锌铝镁产品测试，2019年2季度开始切换VV5-VV7部分零部件；宝马从2020年开始用锌铝镁产品替代部分镀锌产品。③日韩锌铝镁产线尚未开始生产汽车板，欧洲蒂森、塔塔、奥钢联林茨等锌铝镁产线具备锌铝镁汽车板生产能力。

3 锌铝镁镀层产品的典型缺陷

（1）黑点缺陷。研究认为黑点缺陷是Zn-Al-Mg2Zn11三元合金在锌铝镁的镀层中产生导致，镀层从液相到固相的凝固点为380℃～410℃，凝固的范围要宽于镀锌，一定温度区间（410℃～400℃），由于镀后冷却速率过高（镀后冷却速率＞10℃/s）产生这种合金相导致。

（2）锌灰锌渣缺陷。产生锌渣缺陷的原因：与GI相比ZAM锌渣缺陷控制更重要，也更难控制。因为Al含量越高，铁损越高。ZAM的铁损是GI的4倍，所以锌渣量比较大，锌渣缺陷也更多。

表1 国内锌铝镁镀层产品生产企业

（3）发丝纹缺陷。N2作为气刀介质容易产生发丝纹缺陷，但是不采用N2气刀会产生更多的其它缺陷。

表2 锌铝镁产品市场分析（潜在）

表3 4#镀锌机组锌铝镁改造论证

表4 5#镀锌机组锌铝镁改造论证

表5 6#镀锌机组锌铝镁改造论证

4 唐山钢铁集团高强汽车板有限公司有3条镀锌机组进行锌铝镁技术改造的可行性

基于锌铝镁镀层产品的特点以及发展趋势，从技术储备、抢占市场先机、提高企业竞争力等方面考虑，非常有必要进行锌铝镁技术改造。以下是从3条镀锌机组的产品结构、设备、土建、工期、产品定位等方面进行论证的结论：

由于厂房立柱、镀后冷却塔立柱基础限制，4#镀锌不具备改造条件。

5#镀锌具备锌铝镁改造条件，改造需要在锌锅预留位增加一个锌铝镁锅，镀后冷却塔需改造：移动风机不变；2#风机风箱改为条状喷嘴，加大风机功率；3#风机风箱利旧；钢结构增加一层，利旧使用原2#风机。改造完成后，可生产高表面汽车板和家电板。

6#镀锌无需改造即具备切换锌铝镁镀层产品的条件；从经营的角度考虑，为保证6#镀锌机组满产，不建议6#镀锌切换到锌铝镁，待时机成熟后，可在10天内实现快速切换。

5 建议

结合高强汽车板有限公司以生产汽车板和家电板为主的实际，锌铝镁镀层产品定位为高表面汽车板以及高端家电板，以区别于唐钢本部3#镀锌的建材、光伏用钢、畜牧业用钢定位，同时实现快速开展汽车板和家电板产品认证，为将来唐钢新区大规模生产锌铝镁镀层产品做好市场开拓和技术储备，并与唐钢本部、唐钢新区规划的热基、冷基锌铝镁镀层产品形成品种、规格互补。

建议在5#镀锌机组实施锌铝镁技术改造，在锌锅预留位置增加一个锌铝镁锅及配套控制系统；同时对镀后冷却塔进行相应技术改造，改造方案为：移动风机不变；2#风机风箱改为条状喷嘴，加大风机功率；3#风机风箱利旧；钢结构增加一层，利旧使用原2#风机。