July 6, 2022
Tiêu thụ tôn mạ trong nước tăng chủ yếu dựa vào sức kéo nhập khẩu.Trong những năm gần đây, nhập khẩu tôn mạ tăng theo từng năm, chủng loại nhập khẩu chủ yếu là tôn mạ, nhưng tỷ trọng nhập khẩu tôn mạ giảm dần qua từng năm;Theo đó, tỷ trọng nhập khẩu tôn mạ nóng tăng dần qua các năm.Năm 2003, lần đầu tiên nhập khẩu tôn mạ nóng của Trung Quốc đã vượt quá nhập khẩu tôn mạ.
1, tổng quan về
Hiện nay, ngành công nghiệp gang thép của Trung Quốc về chủng loại, chất lượng, giá thành, dịch vụ và năng suất lao động, trình độ tiên tiến của thế giới vẫn còn một khoảng cách nhất định, trước sự cạnh tranh ngày càng gay gắt của thị trường trong nước và quốc tế, phải đẩy nhanh tốc độ phát triển Điều chỉnh cơ cấu, đó không chỉ là nhu cầu tồn tại và phát triển của ngành luyện kim ở Trung Quốc, mà còn là xu hướng phát triển của ngành luyện kim trên thế giới hiện nay.Phương pháp tráng men nhúng nóng được phát minh vào giữa thế kỷ 18.Nó được phát triển từ quá trình mạ kẽm nhúng nóng.Sau 50 năm phát triển, quy trình mạ kẽm nhúng nóng liên tục của thép vằn đã trở thành một công nghệ công nghiệp tiên tiến và hoàn thiện.Cho đến nay, mạ kẽm nhúng nóng vẫn là biện pháp quy trình phổ biến và hiệu quả nhất được sử dụng trong phương pháp chống ăn mòn thép.Trong công nghiệp xây dựng, được sử dụng trong các loại nhà dân dụng và công nghiệp của keel thép nhẹ, ván xây dựng, ván tôn, cửa cuốn, vv.Tôn mạ kẽm được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhẹ, đồ gia dụng, công nghiệp ô tô và xây dựng.Trong công nghiệp ô tô, dùng làm thùng xe, vỏ, tấm trong, tấm đáy,… Trung Quốc phát triển mạnh năng lượng điện, giao thông, thông tin liên lạc, năng lượng và cơ sở hạ tầng đô thị.Với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành xây dựng, thiết bị gia dụng và ô tô, ngành công nghiệp mạ kẽm của Trung Quốc đang đứng trước những cơ hội chưa từng có và một thị trường rộng lớn.
Trong hai mươi năm qua, công nghệ mạ kẽm nhúng nóng liên tục, thiết bị và phương tiện điều khiển tương ứng của thép dải đã có sự phát triển vượt bậc, do đó tấm mạ kẽm có thể đáp ứng các yêu cầu khắc nghiệt của bảng điều khiển ô tô và bảng thiết bị gia dụng, và do đó rẻ hơn hợp kim mạ kẽm điện thép dải, chống ăn mòn tuyệt vời và có tiềm năng thay thế.Chủ đề này dự kiến rút ra các bài học từ công nghệ sản xuất ô tô mạ kẽm nhúng nóng hiệu suất cao tiên tiến của nước ngoài và công nghệ và kinh nghiệm phát triển thiết bị, thông qua đổi mới kỹ thuật, thiết kế tối ưu hóa, sản xuất chính xác và hợp tác kỹ thuật nước ngoài, để vượt qua nút thắt hạn chế ô tô hiệu suất cao nhúng nóng của Trung Quốc phát triển công nghệ và thiết bị sản xuất thép mạ kẽm.Đồng thời thảo luận về ý nghĩa và triển vọng của phát triển công nghệ mạ kẽm nhúng nóng trong phát triển bền vững nền kinh tế quốc dân, tiết kiệm năng lượng và tài nguyên khoáng sản.
2, ô tô tình hình phát triển tấm mạ kẽm nóng cao cấp trong và ngoài nước
Sản phẩm công nghiệp ô tô với hiệu suất cao, độ tin cậy cao, yêu cầu tích hợp cao, thép tấm mạ kẽm nhúng nóng ô tô là loại thép tấm mạ kẽm tốt nhất và tốt nhất.Kể từ năm 1975, Hoa Kỳ lần đầu tiên sử dụng tấm mạ kẽm nóng trong ngành ô tô hơn 20 năm, quốc gia sản xuất ô tô trên thế giới với nỗ lực ngăn chặn sự ăn mòn nghiên cứu và phát triển làm mục tiêu, và coi tính hàn, lớp phủ và khả năng định hình của tôn mạ kẽm nóng, chất lượng cao và đạt được một loạt các tiến bộ công nghệ, bao gồm thành phần hóa học của nền thép, bề mặt của chất lượng cán thép, Hàng loạt các vấn đề kỹ thuật như độ đồng đều về độ dày của lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng, kết cấu tối ưu và kiểm soát quá trình hợp kim hóa.Sau 20 năm nghiên cứu, các vấn đề kỹ thuật nêu trên và các thiết bị quy trình hoàn thiện các yêu cầu kỹ thuật đã cơ bản được giải quyết và bắt đầu được ứng dụng trên một số lượng lớn ô tô.Việc áp dụng thành công các công nghệ này có thể cải thiện đáng kể trạng thái làm việc của ô tô, kéo dài tuổi thọ và tiết kiệm năng lượng.
Chất lượng bề mặt cao, độ bền cao và giới tính Gao Shenchong là cần thiết sở hữu điều kiện cơ bản của bảng điều khiển ô tô, chất lượng bề mặt lớp phủ và chất lượng bề mặt của độ nhám tấm, độ sạch, thành phần hóa học thép dải và khả năng dập của nó có mối quan hệ trực tiếp, trong khi mạ kẽm quy trình, thành phần chất lỏng, thiết bị mạ nóng cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt lớp mạ.Độ bền cao và đặc tính dập cao có liên quan chặt chẽ đến thành phần hóa học, tính chất vật lý, quá trình xử lý nhiệt và hiệu suất mạ nóng của nền mạ kẽm nhúng nóng.Phần sau sẽ tập trung vào tình hình phát triển và xu hướng của các loại sơn phủ, chất nền, quy trình và thiết bị của tấm mạ kẽm nhúng nóng khối cao dùng cho ô tô trong và ngoài nước.
Phát triển nước ngoài
2.1 Xu hướng phát triển tôn mạ nóng ở nước ngoài
2.1.1 Tình hình phát triển của các giống mạ kẽm nhúng nóng
1) Lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng không chì
Hoa kẽm đẹp là đặc điểm tiêu biểu của tôn mạ kẽm nóng truyền thống, được người dùng ưa chuộng và có giá trị thương mại nhất định.Nhưng nghiên cứu cho thấy bề mặt kẽm hoa không nhẵn, hàm lượng chì trong lớp mạ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý, hiệu suất lớp phủ và khả năng chống ăn mòn trong quá trình sử dụng của tấm mạ sau khi gia công, vì vậy từ những năm 1960, công nghệ sản xuất của hoa phi kẽm và hoa kẽm nhỏ đã được học ở nước ngoài.Heurfey có thể tăng số lượng tạo mầm tinh thể và kiểm soát sự phát triển của tinh thể bằng cách phun nước làm mát và phun bột kẽm.Từ những năm 1980, nước ngoài bắt đầu nghiên cứu công nghệ kẽm nhúng nóng không chì.Hiện tại, các dây chuyền sản xuất mạ kẽm mới ở Châu Âu và Nam Mỹ đều sử dụng quy trình mạ kẽm không chì.Mạ kẽm không chì đã trở thành xu hướng phát triển của mạ kẽm nhúng nóng hiện nay.
2) Lớp phủ hợp kim của tấm mạ kẽm nóng
Trong các loại mạ kẽm nhúng nóng, tấm mạ kẽm hợp kim được phát triển bằng cách xử lý khuếch tán nhiệt sau khi mạ, và khả năng chống ăn mòn của nó cao hơn một lần so với tấm mạ kẽm nhúng nóng thông thường.Thông qua xử lý hợp kim này, hoa kẽm trên bề mặt của lớp phủ có thể được loại bỏ.Đồng thời, sự bay hơi của kẽm trong quá trình hàn điểm được giảm thiểu và giảm ô nhiễm hơi kẽm của điện cực đồng, do đó tuổi thọ điện cực được cải thiện.Để đảm bảo độ bám dính tốt của lớp phủ hợp kim của tấm mạ kẽm, đối với việc sử dụng xe hơi, lớp hợp kim của tấm mạ kẽm càng dày sử dụng các biện pháp làm nóng và làm mát hiệu quả (vòi đốt cao, hoặc lò sưởi cảm ứng) và cung cấp các loại cảm biến hợp kim khác nhau, thông qua thiết bị phân tích và máy tính hướng dẫn một cách kịp thời, điều chỉnh cấu trúc của lớp phủ tương ứng với sự biến dạng của sản xuất cao phù hợp với yêu cầu dập.
Do điều kiện đúc khuôn ô tô, ngoài yêu cầu về nền thép có cơ tính tuyệt vời cần thiết, thì độ bám dính của lớp phủ (lớp hợp kim) cũng rất khắt khe.
Trong 20 năm qua, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về mối quan hệ giữa khả năng dập của tấm mạ kẽm hợp kim và cấu trúc vi mô của lớp phủ.Kết quả cho thấy các yếu tố quan trọng để đạt được độ bám dính tốt của lớp phủ là cấu trúc pha và hàm lượng sắt của lớp phủ.Để có được cấu trúc pha lớp phủ tốt nhất và hàm lượng sắt phù hợp, công nghệ đồng nhất lớp phủ và công nghệ kiểm soát hợp kim đã được phát triển.Để kiểm soát chặt chẽ cấu trúc pha của lớp phủ, quá trình gia nhiệt và làm mát tiếp theo trong quá trình tạo hợp kim phải được kiểm soát chính xác.Các biện pháp như sau:
(1) Yếu tố xác định hệ số phản xạ lớp phủ được thiết lập giữa vùng gia nhiệt và vùng giữ để đo bề mặt lớp phủ hợp kim và kiểm soát nhiệt độ của dải thép để giữ trong phạm vi nhiệt độ của sự hình thành pha δ1 ổn định (phương pháp chùm tia laze);
(2) Một nhiệt kế cao và một máy kiểm tra độ phát xạ được đặt giữa các khu vực cách nhiệt và làm mát phun để đo nhiệt độ và độ phát xạ của dải thép cùng một lúc;
(3) Sau khi làm nguội, dải thép được hợp kim hóa với cảm biến cấu trúc pha ở vị trí thích hợp để đo hàm lượng sắt trong lớp phủ và độ dày của các lớp δ1, γ và ζ trong lớp phủ (huỳnh quang hoặc nhiễu xạ tia X);
(4) Máy kiểm tra độ dày (trọng lượng) lớp phủ (phương pháp tia X huỳnh quang) được đặt trước khi dải thép đi vào lò tạo hợp kim sau dao không khí và sau cảm biến cấu trúc pha.
3) Tấm thép mạ kẽm nhúng nóng hợp kim hai lớp
Tấm mạ kẽm hợp kim dễ bị bong bóng và các khuyết tật màng khác trong quá trình sơn phủ.Nippon Iron đã phát triển thép tấm mạ kẽm nhúng nóng hợp kim hai lớp.Trong thép tấm mạ kẽm nhúng nóng hợp kim hai lớp này, lớp hợp kim 10% FeZn được mạ nóng dưới đáy tấm thép, và độ bám dính kẽm là 30g / m2 trong 5 năm và 60g / m2 trong 10 năm.Lớp trên được mạ điện với 80% là lớp FeZn giàu sắt, độ bám dính là 3g / m * 2.Kết quả thử nghiệm cho thấy thép tấm mạ kẽm nhúng nóng hai lớp hợp kim mới phát triển với 10% FeZn ở đáy và khả năng bám dính 30 ~ 60g / m2 hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu chống ăn mòn của ô tô.Lớp trên của sắt giàu 80% FeZn độ bám dính 3g / m2, độ cứng của lớp trên được cải thiện, không chỉ giải quyết được khuyết tật hố hồ quang mà còn giảm áp lực va đập.Ví dụ, khi lượng đính kèm của lớp FeZn 80% là 1g / m2, độ cứng là 300HV và áp suất va đập là 1960Mpa, vẫn có khuyết tật hố hồ quang.Khi lượng bám dính là 3g / m2, độ cứng là 350HV, áp suất va đập là 1770MPA và không có khuyết tật hố hồ quang, điều này cho thấy tấm thép mạ kẽm nhúng nóng hai lớp hợp kim mới được phát triển có hiệu suất xử lý và tạo hình tốt.
4) Lớp kẽm có độ dày khác nhau
Bằng cách kiểm soát áp suất dao không khí, tỷ lệ chênh lệch độ dày giữa hai lớp mạ kẽm là 1: 3.Bằng cách này, mặt dày của lớp kẽm có khả năng chống ăn mòn tốt và mặt mỏng có khả năng hàn tốt.Loại kẽm này thường được sử dụng trong sản xuất ô tô.
5) Lớp phủ một mặt
Lớp kẽm đơn là một mặt của lớp kẽm có độ dày nhất định, mặt còn lại không phải là tôn mạ kẽm.Phương pháp sản xuất tôn mạ kẽm nóng một mặt là phương pháp mạ kẽm, phương pháp trực tiếp, phương pháp gián tiếp và phương pháp tách hai lớp.Tôn mạ kẽm nóng một mặt được sử dụng chủ yếu trong sản xuất ô tô, bề mặt có lớp kẽm chống ăn mòn, bề mặt không có lớp kẽm dẫn đến hàn điểm.Vì tấm hợp kim (kẽm-ferroalloy) có khả năng hàn tốt nên tấm mạ kẽm một mặt đã dần bị loại bỏ.
Phát triển nền mạ kẽm nhúng nóng
2.1.2 Tình hình phát triển của nền mạ kẽm nhúng nóng
Đơn vị mạ kẽm nhúng nóng ô tô tập trung vào sản xuất tấm bên ngoài.Độ dày của tấm thông số kỹ thuật sản xuất chủ yếu là từ 0,6 ~ 1,2mm, chiều rộng của tấm chủ yếu là 800 ~ 1850mm, và rộng nhất có thể đạt 2000mm.Cấp độ sản phẩm khá phức tạp, từ CQ, DQ, DDQ, EDDQ (IF), đến BH, DP, TRIP và các tấm có độ bền cao dành cho ô tô khác.Thông qua việc sử dụng nhiều công nghệ tiên tiến, do đó, hình thái lớp phủ, độ chính xác độ dày được kiểm soát chính xác, chẳng hạn như sai số độ dày lớp phủ nhỏ hơn 2 ~ 3g / m2.Thép tấm không kẽm có thể được sản xuất bằng cách mạ kẽm không chì, không dễ tạo ra sự ăn mòn giữa các hạt và có tuổi thọ lâu dài.Nó phù hợp cho ô tô và công nghiệp điện.Hầu hết mọi đơn vị mạ kẽm nhúng nóng ở Nhật Bản đều thiết lập một lò luyện kẽm.Độ dày tiêu chuẩn của tấm mạ kẽm-ferroalloy (Galavneal) là 160 ~ 180g / m2 trên cả hai mặt và lớp phủ hợp kim chứa Fe8% ~ 12%.
Ở nước ngoài, thép microalloy và thép hợp kim phốt pho được phát triển vào những năm 1970, thép DP hai chiều và thép nung cứng được phát triển vào giữa những năm 1980, và thép TRIP với sự thay đổi pha và tạo độ dẻo được phát triển vào những năm 1990 [3].Hiện tại, dự án hợp tác quốc tế “Phát triển thân thép siêu nhẹ (ULSAB)” đang được tiến hành tốt.Mục tiêu của nó là đạt mức tiêu thụ nhiên liệu 34KM / 3L (Mỹ) và trọng lượng cơ thể giảm 25%.Xuất phát điểm cơ bản của cấu trúc thùng xe là sử dụng một số lượng lớn các tấm thép cường độ cao và cực cao.Đặc điểm lớn nhất của thùng xe thép siêu nhẹ thông qua ULSAB lớn là không hy sinh hiệu suất để đạt được mục đích giảm trọng lượng xe [4].Thùng xe siêu nhẹ được thiết kế dựa trên tỷ lệ thép cường độ cao trong kết cấu thân xe lên tới hơn 90%.Trong thập kỷ từ 1985 đến 1995, tỷ lệ thép cường độ cao trong cơ thể của Nhật Bản đã tăng từ 10% lên 30%.Với việc cải thiện hiệu suất xử lý bề mặt, tuổi thọ của xe tăng từ 6. Bảy năm kéo dài lên chín năm.Trong 3 năm, sau khi trừ đi mức tăng năng lượng của sản xuất thép tấm hiệu suất cao, một năm có thể tiết kiệm được dầu nặng 357 * 104L, gần như tương đương với việc tiết kiệm một vài phần trăm năng lượng tiêu thụ của ngành thép trong nước.Năm 2000, việc sử dụng thép tấm cường độ cao trong sản xuất ô tô của Nhật Bản đạt 36,3%.
Các loại và đặc tính của đế mạ kẽm nhúng nóng được phát triển hiện nay được mô tả dưới đây.
6) IF thép tấm mạ kẽm hợp kim
Rất khó để sản xuất tấm mạ kẽm thích hợp cho việc dập và tạo hình ô tô bằng thép sôi và thép chết chất lượng cao.Vì lý do này, vào những năm 1970, thép IF (thép nguyên tử không khe hở) đã xuất hiện, nó có khả năng dập khuôn tuyệt vời, phù hợp cho mặt trong và mặt ngoài của tấm xe hơi.Thép IF có tính năng kéo sâu tuyệt vời và có thể đáp ứng yêu cầu dập của hầu hết các bộ phận dập khó, vì vậy nó đang dần thay thế thép ô tô dòng 08AL.Hiện tại, thép IF đã được sử dụng rộng rãi trong thép tấm DDQ ở nước ngoài.Mỗi thép cường độ cao cũng được sản xuất trên cơ sở thép IF bằng cách thêm Mo, Cu, P và các nguyên tố khác.
Sự xuất hiện của IF Steel đã đặt ra yêu cầu cao hơn về trình độ kỹ thuật và trình độ quản lý của các doanh nghiệp gang thép.Về công nghệ, cần sử dụng công nghệ tiền xử lý sắt nóng để đảm bảo sử dụng sắt nóng ít phốt pho, lưu huỳnh và silic làm nguyên liệu luyện thép.Cần áp dụng công nghệ luyện sau lò và công nghệ phân tích cacbon và oxy trên dây chuyền để đảm bảo độ chính xác và độ tinh khiết cao của các thành phần của thép nóng chảy.Phải sử dụng RH (quá trình khử cacbon tốc độ cao bằng thép cacbon cực thấp), để đảm bảo rằng thép nóng chảy có hàm lượng cacbon và khí rất thấp, phải sử dụng chất bao phủ cacbon thấp, xỉ bảo vệ và vật liệu chống chịu, để đảm bảo rằng thép nóng chảy không trở lại carbon, đối với tấm bên ngoài của ô tô, phải làm sạch bề mặt của tấm trống;Cần áp dụng công nghệ kiểm soát nhiệt độ dải từ khi gia nhiệt đến khi cán và cuộn hoàn thiện để đảm bảo các tính chất cơ học đồng nhất của dải cán nóng.Cần sử dụng công nghệ cán nóng và cán nguội có độ chính xác cao để đảm bảo hình dạng tấm tuyệt vời và kích thước chính xác cao, cũng như ngăn ngừa các lỗi in cuộn và cuộn.Một hệ thống đảm bảo chất lượng quy trình sản xuất là rất cần thiết, có nghĩa là trong luyện thép, đúc liên tục, cán nóng và cán nguội, mỗi quy trình đều phải tuân thủ nghiêm ngặt công dụng cuối cùng của sản phẩm để tổ chức sản xuất, đặc biệt là trong thường xuyên thay đổi giống thép, phải sử dụng các biện pháp tương ứng để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.Một vấn đề lớn nữa là làm thế nào để liên kết dây chuyền sản xuất mạ kẽm với các quy trình sản xuất khác thông qua một hệ thống sản xuất tích hợp để giảm thiểu chi phí.Tóm lại, việc sản xuất tôn mạ ô tô đối với mỗi doanh nghiệp gang thép, đặc biệt là các doanh nghiệp gang thép trong nước là một thách thức rất lớn.
7) Mạ kẽm nhúng nóng cho tấm thép gia cường bằng dung dịch rắn
Để cải thiện độ bền của thép, Si, Mn và P thường được thêm vào để tăng cường dung dịch, và cấu trúc vi mô của mactenxit và bainit được sử dụng để tăng cường.Đối với thép pha kép DP, cấu trúc vi mô mactenxit có thể đạt được bằng cách kiểm soát hàm lượng nguyên tố hợp kim và áp dụng tốc độ làm nguội tới hạn.
Vì yêu cầu của bảng điều khiển ô tô là hệ điều hành có độ bền năng suất thấp <240Mpa>) và giá trị ￥ cao.Trong thép IF, P, Mn, Si và các nguyên tố tăng cường dung dịch rắn khác được thêm vào, vì không có dung dịch rắn C và N trong thép này, về cơ bản nó là một tấm thép không nhạy cảm với thời gian.Tuy nhiên, nếu không có sự hiện diện của dung dịch C, sẽ dễ gây ra hiện tượng lõm xử lý thứ cấp, vì vậy có thể thêm vết B để ngăn chặn.Ob có thể đạt 340 ~ 370Mpa khi P là nguyên tố tăng cường chính, nhưng khi Mn và P là nguyên tố chính.Ob của nó có thể đạt 390 ~ 440Mpa.
8) Loại làm cứng nướng (thép BH) và thép tấm tăng cường xử lý nhiệt
Thép BH nghĩa là nung thép cứng.Thép IF thuộc loại thép cacbon cực thấp, hàm lượng C của thép BH là 0,016 ~ 0,020%.Bằng cách sử dụng phương pháp lão hóa và tăng cường biến dạng, vết còn lại (5ppm) của dung dịch rắn C trong thép C cực thấp tạo ra sự lệch vị trí trong quá trình tạo hình dập, và các hợp chất fe-C sẽ kết tủa và cố định sự sai lệch trong quá trình tráng và nung (170 ℃ , 20 phút).Do đó làm tăng sức mạnh của nó.Thép tấm cán nguội BH được sản xuất bằng cách điều chỉnh thành phần hóa học cũng có hiệu suất kéo sâu tốt.Thêm Nb, Ti và các nguyên tố vi lượng khác để tạo thành các hợp chất cacbon và nitơ trong điều kiện cán.Giá trị R của nó là 1,92 ~ 2,06.Thép tấm cán nguội BH này có thể tăng độ bền kéo của các bộ phận ô tô lên 40 ~ 70MPA ở nhiệt độ nung sơn 170 'C.Hiện tại, thép tấm cán nguội BH cấp 340Mpa đã được phát triển
