改良森吉米尔法
在森吉米尔法钢带连续热镀锌的生产过程中,尚存在一些明显缺点。例如钢带在氧化炉内形成的氧化膜过厚,增加了还原炉的负担,往往使钢带表面的氧化膜得不到完全的还原,从而降低了镀锌层的质量;钢带在氧化炉内被预热的温度较低(450℃以下),也增加了还原炉的热负荷;还原炉内的保护气体H2含量过高(较高达75%),使还原炉的安全操作成为突出的问题;此外机组的运行速度也较低。为了消除上述缺点,20世纪60年代中期,美国阿姆斯公司对其作了重大的改进,将氧化炉改为还原性无氧化性气氛炉子,称为无氧化预热炉,并提高加热炉膛的温度,快速加热钢带到较高的温度(550~650C),为此,在设备上将原来的氧化炉与还原炉用一个狭窄通道连接成为一个整体。这样一来,经无氧化预热炉处理高温钢带可在密闭条件下进入还原退火炉而不致被空气氧化和冷却，,而以较高的温度进入还原炉,同时燃烧的皮气出致进人还原炉,改进后的森喜米尔法无论自产品产量,M量,m拓,设备耗等方面均比原始的直米尔法有较人进少,其(改进前后在几1环节上的变化列于表20中,10重改良的森吉米尔法有明显的优越性,20世纪70年代以后新建的钢带连续热镀锌生产线大都采用此法,原有的森吉米尔法生产线也陆续改造为改良型的森青米尔法生产线,改良森吉米尔法钢带连续热镀锌生产线的流程如图214所小冷轧钢带板卷经过开卷机(1或2),初矫机(3)矫直,剪切头机(4),夹送辊(6),焊机(7)后通过张力辊组(8)进入水平活套,然后通过1号跑偏控制辊(11)、2号张力辊组(8)和跳动辊(12)调节张力后进入预热妒(13),清除掉表面上的轧制油后被预热到550℃以上穿过通道(14)进入还原炉(15)继续加热到720~800℃℃,发生再结品退火并被通入的保护气体还原为纯铁(海绵态),然后进人冷却段(16)冷却到比锌锅温度略高20~40℃后通过炉鼻(18)进入锌锅(19)镀锌。钢带绕过锌锅中的沉没辊(20)转向并垂直上升通过稳定辊(21)出锅后经气刀(22)吹拭控制锌层厚度,经锌花控制机(24)及垂直冷却风箱(25)和2号跑偏控制辊(11)、水平冷却风箱(25)、水冷槽(26)、3号张力辊(8)、光整机(27)、拉伸娇直机(28)及多辊矫直机(29进入铬酸钝化檀(30),在此锌层被钝化后经挤干辊(31)和热风吹干机(32)吹干,再经出口活套、4号张力辊,分卷剪切机(34)、涂油装置(35)进入卷取机(36、37)卷取成钢卷。也可在镀锌后经风冷和水冷后进入出口水平活套经拉伸弯曲矫直、钝化或涂油及卷取成卷。或者在冷却后先经拉伸娇直再进入水平活套、再经钝化或涂油后卷取
1939年美国莎伦钢铁公司设计建造了莎伦法钢带连续热镀锌生产线,该工艺特点是采用潮湿氯化氢气体在炉内熔解钢带表面氧化膜实现热镀锌。1948年美国钢铁公司设计建造了另一典型钢带连续热镀锌生产线,人们称之为“美钢联法”。美钢联法的突出特点是钢带加热之前采用电解脱脂和全辐射管加热工艺,因此钢表面无需再经高温氧化,表面还原容易。几乎和美钢联法同时问世的还有美国赛拉斯公司创造的塞拉斯法热镀锌工艺。于1947年设计建成带钢连续热镀锌生产线。该种钢带连续热镀锌生产线的特点是首先采用煤气燃烧的直接火焰加热钢带,实现退火与还原。到20世纪60年代中期,美国阿姆斯公司对森吉米尔法进行了改进,提出了所谓的“改良森吉米尔法”钢带热镀锌工艺。阿姆斯公司将森吉米尔法工艺中的氧化加热炉改进为无氧化预热炉并提高温度将氧化炉和还原炉用狭窄通道连接成一整体,这样提高了产品产量、质量,降低了能耗和设备损耗。20世纪70年代年以后,全世界新建钢带连续热镀锌生产线几乎大都采用改良森吉米尔法进入20世纪90年代,随着市场对镀锌板需求的增长,特别是汽车工业对镀锌面板的需求日益增多,从而出现了许多大型现代化的钢带热镀锌生产线,其机组速度、产量、品种、表面质量以及板宽、板厚均有很大提高,可以说,高产、高速、高质、高精自动控制是20世纪90年代新建钢带连续热镀锌机组的突出特点。其中1993年建于美国俄亥俄州汽车工业中心的PROTEC的USX/KOBE热镀锌机组是当年世界上产量较大、技术较新的热坡锌生产线之一,产品主要为汽车用小锌花镀锌合金化镀锌钢板,时隔6年,19年美国AK钢铁铁公司又建造了年产能力达80万吨的超大型钢带连续热镀锌机组由于市场对钢结构热镀锌产品的需求,在20世纪60年代中期,日本建成了第一条热轧卷带连续热镀锌生产机组.随着热轧技术的进步和热轧卷带表面质量和尺寸精度的不断提高,使之接近或相当于冷轧卷带水平,在70~80年代许多热轧、冷轧钢带兼用的连续热镀锌生产线先后建成。至今,全世界热轧钢带专用线和热、冷轧钢带两用线共计超过30条,总生产能力每年约为800万吨。此外由于结构钢零部件热镀锌的需耍,熔剂法热镀锌也有所发展。,较早期的湿法熔剂法由于其镀锌层厚、附着性差、成本较高等缺陷,早在20世纪60年代基本已被淘汰。而干法熔剂法添加少量铝,控制合金层长大,提高镀层附着性,克服了湿法存在的缺点,至今还广泛用于结构零部件的热镀锌,当采用干熔剂法零部件连续热镀锌时,大大提高了热镀锌的生产率。Cook-Norseman工程师将单张钢板的干熔剂连续热镀锌生产线改造成为卷钢带连续热镀锌生产线,于1953年创造了所谓的“惠林法”热镀锌。[熔剂法钢带连续热镀锌存在工序多,不能在线退火,产品质量较差,三废治理麻烦等问题,使得它没能得到广泛应用和发展,但由于其生产线建设所需的投资远较氢气还原法要少,在一些发展中国家仍有较好市场随着热镀锌应用范围的不断扩大,各行业对热镀锌产品性能的需求趋于多样化,近半个世纪,热镀品种得到快速发展。
美钢联法
美钢联法生产线类似于森吉米尔法,原料钢带为冷轧后直接进入镀锌机组钢带首先在线经过电解脱脂后水洗,热风吹干进入退火炉内,同样加热到再结晶退火和保护气体的还原后,在冷却段冷却到镀锌温度进入锌锅中镀锌,其后的过程与森吉米尔法生产线相同。如图2-12所示。美钢联法钢带表面未受到高温氧化,其表面的氧化铁膜薄,容易还原,通入的保护气体中H2含量可降低许多,以有利于炉子的安全操作。美钢联法生产线由于入炉钢带温度很低,需要较长还原炉才能将钢带加热到再结晶温度,或者提高退火炉温度,但这样对退火炉的寿命不利。因此在较初未能被广泛接受与推广使用
宝钢高耐侯结构钢执行标准：WTY:GB/T4171-2008.
宝钢高耐侯性结构钢,按主要化学成分分为两类:铜磷钢;铜磷铬镍钢.
钢的牌由代表"屈服点"和"宝钢高耐侯"的汉语拼音字母以及屈服点数值组成。
耐侯钢即耐大气腐蚀钢.
宝钢高耐侯钢是在钢中加入少量的合金元素,如Cu,P,Cr,Ni等,使其在金属基体表面上形成保护层,以提高钢板的耐侯性能，这类钢的耐侯性能比焊接结构用耐侯钢好,称为宝钢高耐侯性能结构钢。其特征在于：耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C：≤0.12、Si：0.25～0.75、Mn：0.2～0.5、S ≤0.02、P：0.06~0.12、Cu：0.25～0.5、Cr：0.3~1.25、Ni：0.12~0.65，其余为Fe和微量元素。通过Cu、 Mn、Si、Al等合金化，并简单调整普通低碳钢(Q235钢)的部分元素含量，在不需改变Q235钢生产工艺条件下，就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐候钢。耐候钢（即耐大气腐蚀钢）在融入现代冶金新机制、新技术和新工艺后得以可持续发展和创新，属世界超级钢技术*水平的系列钢种之一。耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍，能减薄使用、使用或简化涂装使用。该钢种具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能的特性，使构件制造者、使用者受益。耐候钢产品供制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
在20世纪70年代以后,世界上钢板的热镀锌几乎全部采用连续热镀锌工艺。湿法溶剂法是涂覆在钢材表面的水溶液溶剂不经烘干而直接浸入熔融锌锅进行热镀。湿法熔剂法热键锌工艺存在许多严重缺点:产生的锌渣较多多,形成的玻锌层较厚,且附着性差,表面质量差,成本较高,这种方法早在20世纪60年代基本上已技淘汰。与湿法熔剂法相反、千法熔剂法是钢板涂覆水溶性剂后,须经烘干,除去熔剂层中的水分再浸入锌锅中进行热议锌。干法盐锌时,可允许在锌液中添加少量A.以控制合金键层的扩大,并提高镀层的附着性镀锌生产线,其机组线速度较高可达100m/min,生产率可达20~50t6.a为提高熔剂法钢板热键锌的产量,在美国惠林公司出现了熔剂法钢带连续盐惠林法熔剂烘干后板温较高可达250℃。因此钢带在锌锅中必须吸收大量的热能,使钢板温度达到键锌温度460℃左右。采用计通间接加热的铁锅键锌已无法达到快速加热的目的,而采用了供热大的、加热速度快的感应加热键锌锅,这是惠林公司钢带连续热镶锌法的重要特征。惠林法实际上是将单张钢板的干法热镀锌生产线改造成为钢带连续热键锌生产线(见图2-10)。因机组无高温退火炉,所用钢带均系经过翠式炉退火。溴大利亚里赛特公司开发了一种PbZn法钢带连续热镀锌工艺,称为里赛特法。该方法是用湿熔剂法净化钢带表面,在铅液表面覆盖一层熔融熔剂。用一种待殊的结构将铅液和锌液隔开,并在铅液和锌液中均加0.2%Al。这样就可以控制合金层不致过厚(约为0.005mm)而使所得镀锌钢带具有较好的加工性。其艺流程如下:钢卷开卷经一组两段式碱洗檀用高速喷淋的苛性钠溶液除去轧制,经热水洗和千燥后进入入口活套再经一台酸洗檀除去轻度的锈迹,并被稍微腐蚀,通过一个冷水漂洗槽进入锌锅,通过熔剂层、铅液和锌液出锅,经气刀擦拭后通过冷却塔进人水淬槽,然后烘干进入辊式矫直机和铬酸喷淋钝化槽,经热风吹干后进入出口活套,再由卷取机卷取或在线切板堆垛里赛特法镀锌线短,投资少,可生产与保护气体法相同质量的镀锌钢板熔剂法钢带连续热镀锌工艺,由于存在工序多、产品质量差、成本高、三废治理等问题,虽然投资比氢还原法少,但也未得到发展,仅在一些发展中国家仍保留少数这类生产线
宝钢高耐侯钢一般采用精料入炉-冶炼(转炉、电炉-微合金化处理-吹氩-LF精炼-低过热度连铸(喂入稀土丝)-控轧控冷等工艺路线。在冶炼时，废钢随炉料一起加入炉内，按常规工艺冶炼，出钢后加入脱氧剂及合金，钢水经吹氩处理后，随即进行浇铸，吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。由于钢中加入稀土元素，宝钢高耐侯钢得到净化，夹杂物含量大为减少。
耐侯钢焊接性
如果使用无抗大气腐蚀的填充金属则应该确保焊缝本身是宝钢高耐侯的。在焊接之前，应该将已形成的表面层清除至接头边缘10mm到20mm的距离。
·从60年代末70年代初，国内钢铁开始重视国内宝钢高耐侯钢的开发，研制出09CuPTi等系列宝钢高耐侯钢。
·我国Cr、Ni、Cu资源相对丰富，从1978年以后开始仿制国外的耐大气腐蚀钢，采用了Cr、Ni等元素（主要仿制Corten-A /B）。
·目前国内宝钢高耐侯钢研发牌较多，国内大型国企一般均具备了开发研制宝钢高耐侯钢的技术能力，近几年发展较快。
·国内宝钢高耐侯钢的主要强度级别（235、295、315、345、355、420MPa）
在铁路车辆和集装箱（标准强制），桥梁和塔架等结构钢（目前非强制）
宝钢高耐侯结构钢执行标准：WTY:GB/T4171-2008.耐侯钢即耐大气腐蚀钢.宝钢高耐侯钢是在钢中加入少量的合金元素,如Cu,P,Cr,Ni等,使其在金属基体表面上形成保护层,以提高钢板的耐侯性能.这类钢的耐侯性能比焊接结构用耐侯钢好,称为宝钢高耐侯性能结构钢.是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架、光伏、高速工程等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
?涂料设计
产品使用高耐候聚酯树脂和高耐候的颜料,使其具有接近于硅改性浆酡的时候性,但具有硅改性聚酷所没有的柔韧性。使用高分予量的聚合物结构稳定,不易光解和水解。主要特点如下
(1)聚酯的结构中采用部分环已烷结构的单体,达到柔韧性耐侯性和硬度等的平衡;
(2)采用完全氢化的多元酸和多元醇(不含芳烃环),避免UV的吸收;
高耐候聚酯涂层常规指标全部达到要求,具备了大生产的条件。在非常规试验方面,高耐候聚酯具有比普通聚酯优异的性能。HDP钢板大部分盐雾评级在3以内,个别评为4级的气泡密度也是比较低的,约4、5个气泡(钢板规格75×150mm),只是由于气泡直径接近0.5mm,所以评为4级。因盐雾试验性能跟预处理和底漆有很大的关系,所以HDP盐雾性能不是特别突出,与采用的底漆类型有关HDP的使用环境与普通聚酯相差不大,由于HDP高耐候聚酯的耐紫外线能力强一些,因此,它更适合用在紫外线强烈的地方,比如高原地区。
自2002年下半年开始,宝钢成地把这种新产品供给国内多家钢结构厂使用,获得了用户的**。
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