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在由SMM主办的 2025SMM锌业大会-主论坛 上,中国钢研先进金属材料涂镀国家工程实验室主任,教授,博士导师 张启富围绕“双碳目标下,热镀锌产业的破局与新生”的话题展开分享。 双碳目标、钢铁行业、镀锌 钢铁行业碳达峰、碳中和技术路线图 中国钢铁工业协会执行会长 何文波在第十四届中国国际钢铁大会的指出: 近十年来,中国钢铁在高端化、智能化、绿色化三个方向上都有了显著的进步。品种上全面满足了下游产业更新速度越来越快的需求,环境标准和实际水平都已跃升为世界钢铁业前列。通过十年来大规模的技术和装备更新以及流程和布局调整,中国钢铁的生产水平和竞争力得以全面改观。从2016年起至今,中国钢铁共投资了1.2万亿进行产能置换,也即用全新的产能替代旧产能。在不到十年的时间里,已经完成了近3亿吨产能重置。这种规模的产能重置意义重大,全行业的空间布局和流程布局得到了根本改善,这是通常的技术改造努力所无法达到的。这是集中了包括我们自己创造的新技术在内的当代世界钢铁最先进生产技术和装备的综合运用和整体集成,本质上是实现了一代人的技术梦想。作为结果,在全面提高品质的同时,能效水平和环境水平显著改善,生产效率大幅提升,这也意味着行业成本竞争力的显著增强。有了这个基础,中国史无前例的基础设施建设才得以有效实施,这样的中国钢铁也在支撑着中国制造走遍全球。 在近十年里,中国钢铁的下游产业在很多领域,例如汽车、电力、新能源、高速铁路等,也都成为全球领先者,不仅是规模领先,而且是技术领先。这些产业对钢铁材料提出的要求本身就代表着世界钢铁技术开发的方向,这与原来的材料国产化完全不是一个概念。在这个水平上,作为上下游合作创新的成果,在钢铁产品上,由中国钢铁企业推出的世界首发产品越来越多。而且,这种创新的根本驱动力是来自于中国自身需求的高端化。这是个重要的转变。 中国钢铁通过大规模产能重置、持续加大研发投入等措施,大幅提高了产品竞争力。这些产品也是在世界最清洁的生产线上生产出来的。因为,从2020年起,中国钢铁开始全面启动“超低排放”改造工程。到6月30日,有近6亿吨钢铁产能已经完成了全过程的超低排放改造公示。预计到今年年底,将如期完成原定目标,即到2025年底,对全部产能的80%进行超低排放改造,并达到新的排放标准。 按国家总体要求:“十四五”单位GPD能耗下降13.5%。国家制定能耗强度目标就是要有计划地提高资源利用效率,倒逼产业结构调整,大力发展新质生产力。因疫情影响,“十四五”前3年我国能耗强度没有达到预期目标,国家提出要在后2年降低能耗强度的进度上赶回来,力争完成“十四五”能耗目标任务,其中2024年单位国内生产总值能耗下降目标定为下降2.5%左右。钢铁行业作为重要载能行业,其能耗约占全国总能耗的11%,钢铁行业的节能降碳工作直接关系到国家总体目标的实现。为此,《2024—2025年节能降碳行动方案》(国发〔2024〕12号)、《钢铁行业节能降碳专项行动计划》(发改环资〔2024〕730号,)等,对钢铁行业节能降碳提出明确要求,到2025年底,钢铁行业达标杆产能要达到30%,基准值水平以下基本清零。 钢铁易锈蚀,需要外加保护 “我国腐蚀状况及控制战略研究”(2014)我国腐蚀带来的损失约约占当年GDP的3.34% ,总额超21000亿,相当于每个中国人当年承担1555元多的腐蚀成本。——by 侯保荣,科学出版社,2017。 钢铁材料是应用最广泛的结构材料 锌镀层是钢铁最为经济有效的防护方法,且钢材镀锌是减少CO 2 有效措施,如果采用耐蚀性能更高的合金镀层,如锌铝镁,寿命提升几倍到十几倍,意味着每使用一吨新型锌合金将减排CO 2 上千吨! 双碳目标下,镀锌产业的发展目标: 镀锌工艺绿色化 钢带连续真空镀膜PVD—是钢材镀锌绿色化之路 钢带连续PVD(Physical Vapor Deposition) 是指在真空条件下,通过不同激发方式将靶材汽化成气态原子或分子,并在钢带表面沉积形成薄膜的工艺。通过真空锁,实现空到空、连续化生产。目前产品主要应用于汽车、家电、装饰用等高表面质量要求场景。 在实现碳中和和汽车轻量化要求下,先进高强钢大量使用,但其常用的与氧亲和力较强的Mn、Si 、Cr、Ni等合金元素在连续镀锌在线退火过程中易发生选择性氧化,形成的MnO、SiO2 等氧化物降低了钢板的浸润性,导致高强钢漏镀,严重影响高强钢镀层板的应用。 电镀的析氢将导致超高强钢脆性断裂而不可用,导致服役安全性等问题。 钢带连续PVD技术是最佳选择途径。 钢带连续PVD技术的特点 ⑴ 绿色制造技术: 连续PVD镀膜过程中不产生有害的废液和废气; ⑵ 镀层质量优异: 相比于热浸镀锌和电镀锌镀层,连续PVD镀锌层表面质量和耐蚀性更优; ⑶ 镀层工艺灵活: 单面、双面、单层、多层、差厚镀层,利于锌料的节约; ⑷ 涂镀效率高效: 连续PVD产线带速可达4 0 0 m / m i n , 锌锭利用率达到99.5%; ⑸ 材料适应性好: 几乎所有的材料都可以作为基材和镀料,不存在工艺限制。 随后,张主任列举了钢带连续PVD发展的几个典型案例。其中提及CISRI自主开发的真空喷射镀模拟机。中国钢研研发了单体蒸发喷射镀装置的研发。完成了锌锅加热系统、蒸发喷射系统、锌蒸汽输送系统、钢带卷绕及加热系统、离子清洗系统、真空维持系统、水冷以及电气的研发、安装与调试。 主要特征 钢带宽度:300mm; 钢板厚度:0.2-0.8mm;运行速度: 1-20m/min 镀层品种:锌、锌镁; 进行了单体喷射镀装置的试样制备工艺研发; 试验摸索了不同喷嘴宽度、不同蒸汽压力、不同钢带转速、不同离子清洗参数下喷射镀钢带试样,并进行了检测分析; 批量镀锌清洁生产 步进式酸洗工艺;酸雾抑制剂;封闭式酸洗;废酸处理新技术-多效负压石墨蒸发结晶技术;无酸洗镀锌工艺;锌锅加热低氮燃烧技术。 镀锌生产智能化 钢铁行业的智能生产系统 基于现有五级系统的智能制造架构 镀锌行业装备自动化、智能化 生产过程的一体化控制; 生产各层次的协调优化、提升生产效率; 镀锌产品的质量稳定性、可靠性和适用性; 产品外尺寸精度、组织性能和表面质量的控制; 规模定制下产品个性化、定制化; 设备状态诊断、预测与智能化自愈控制; 物流、能源的智能控制与优化协同。 镀锌产品高端化 热镀锌合金成分和产品类别 高强钢镀锌GI、GA产品 汽车工业对减排的需求,汽车用钢材继续朝着高强化发展。汽车冷成形钢最高达到1500MPa,热成形钢达到1800MPa和2000MPa,底盘悬架达到980MPa ,外板达到490MPa。 先进高强钢AHSS的GI、GA AHSS涵盖了DP, CP, DH, TRIP,QP和PH等广泛的钢种,企业根据客户的要求,还开发了具有高抗拉强度和高延伸率以及优越的毛刺和弯曲性能的专用AHSS。 先进高强钢热镀锌浸润性的解决措施 汽车高强钢镀锌的挑战仍然是改善浸润性。国内外解决浸润性的措施主要包括:预氧化-还原、露点控制、热轧板氧化控制、闪镀以及元素控制。 高强钢GI选择性氧化改进技术 内氧化技术 是提高退火炉内的氧浓度,使氧扩散到钢中。这导致在晶界处形成诸如Si和Mn之类的氧化物。在晶界处形成的氧化物抑制了Si或Mn向表面的扩散,提高了锌的润湿性。 纳米涂层技术 是在预处理过程中通过在表面涂覆Ni, Fe和其他材料来减少表面富集(如Si和Mn)的过程。该技术的有效性取决于涂层的量,因此控制适当的涂层量至关重要。 氧化还原技术 是一种通过在预热过程中氧化钢表面,形成氧化铁,然后在退火过程中还原氧化铁来防止Si和Mn表面氧化的技术,虽然这种技术提高了涂层的附着力,但使用中,因为还原铁和基板之间的界面可能会发生剥落。未来,对于下一代AHSS,将添加大量的硅或锰,这将需要结合不同的涂层技术来覆盖这些类型的钢。 热成型钢-热镀Al-Si产品的特点 1、具有和镀锌产品相同的力学性能、尺寸精度和板型控制,其中0.8mm的产品可控精度范围为±0.02mm。 2、Al-Si合金的密度比锌的密度低,使用镀Al-Si代替镀锌产品可以实现镀层重量的减重。 3、具有优异的耐腐蚀性,耐蚀性是镀锌产品的3-5倍。 4、具有良好的耐高温性,在550℃以下可以长期使用,Al-Si镀层钢板会保持光亮的外观。 5、具有优秀的热反射性,在500℃以下的温度下,具有80%左右的光反射率。 6、Al-Si产品的摩擦系数更低,低的摩擦系数有利于冲压变形。 热镀Al-Si产品的特点 Al-Si产品的应用领域包括太阳能支架、家电(烤炉烤箱、微波炉),以及汽车冲压(譬如车身结构件、A、B柱、保险杠)等。 Al-Si产品的表面状态 冷成形Al-Si产品表面质量要求高,主要采用韩国东部制钢、浦项和新日铁的高表面等级产品,国内企业采用喷铝粉控制小晶花装置,实现了高表面质量的产品批量稳定生产。 Al-Si产品在家电上的应用 铝硅镀层优良的耐高温性及耐蚀性等优势在需要加热的家电、厨具中得到充分发挥。譬如烤盘、蛋糕模具、烤箱等均因用到了铝硅镀层。 Al-Si产品HPF的技术问题 汽车工业的发展需要更多1800MPa以上的UHSS,需要进一步研究HPF技术并增加其应用。需要解决的HPF技术问题,包括微裂纹、锌粘在轧辊或模具上、耐腐蚀性和可焊性。 为了解决1800MPa以上Al-Si HPF中AHSS的氢脆问题,POSCO开发了镀Al-Zn涂层钢板。与Al-Si涂层钢板相比,Al-Zn涂层钢板的氢溶解度和与氢的反应性较低,因此在热处理过程中引入的氢量减少。此外,与Al-Si涂层钢板相比, Al-Zn涂层钢板的耐腐蚀性提高了30%以上。 为了解决锌在热处理过程中粘在轧辊或模具上, POSCO开发了镀Al-Fe钢板。钢板在Al-Si涂层后经过热处理工艺,形成熔点更高的转化涂层Al-Fe涂层。因为它可以快速加热而不会将锌粘在轧辊或模具上,因为涂层即使在900°C以上的高温下也不会熔化。 合金镀层的耐蚀性的发展 从纯Zn镀层到Zn-Al系合金镀层再到Zn-Al-Mg系合金镀层。 日本锌铝镁涂层的发展 SuperZinc--- Zn-4.5%A1-0.1%Mg合金镀层 日新制钢在1985年研制的Zn-4.5%A1-0.1%Mg镀层钢板,在大气中经过十个月的暴露实验得到的结果表明,热镀锌镁合金钢板比普通的热镀锌钢板耐蚀性提高一倍以上。 Dymazinc---Zn-0.5%Mg合金镀层 日本新日铁公司开发的成份为Zn-0.5%Mg的镀层钢板,比传统镀锌板具有更高的耐蚀性,且成本和生产工艺均无大的变化。 ZAM--- Zn-6%A1-3%Mg合金镀层 日新制钢公司在20世纪90年代开发成功Zn-6%A1-3%Mg镀层,该镀层耐蚀性为纯锌镀层(Zn-0.2%Al)的18倍,为Galfan合金的5倍。被称为继第三代高耐蚀镀层Galvalume、Galfan以后的第四代高耐腐蚀镀层材料。 Super Dyma---Zn-11%A1-3%Mg-0.2%Si合金镀层 2000年,日本新日铁公司又开发出高耐蚀性新型热镀合金钢板,其成份为Zn-11%A1-3%Mg-0.2%Si,产品耐蚀性为镀锌板的15倍以上,为Galfan镀层板的5~8倍,切口耐蚀性优于Galvalume镀层,且涂漆性及耐黑变性也均优于Zn-5%A1-0.1%Mg镀层钢板。 日本制铁NIPPON STEEL开发的ZEXEED锌铝镁涂层 ZEXEED日本制铁成功商品化,具有极高耐蚀性能的镀层钢板。 ZEXEED的主要成分Zn-19%A1-6%Mg微量Si。 ZEXEED比热镀锌镀层钢板 GI 高约10倍、比传统的高耐蚀镀层钢板高约2倍的平面部耐蚀性。 欧洲开发出锌铝系锌铝镁镀层 欧洲钢铁公司重点关注汽车用Zn-Al-Mg镀层钢板: 成分: Al:[1.0~3.0%] + Mg: [1.0~3.0%] 组织: 锌枝晶(Zn)、二元共晶(MgZn2/ Zn)、三元共晶(MgZn2/ Zn/Al-rich Zn phase) 韩国开发出锌铝系锌铝镁镀层 POSCO开发了名为PosMAC的Zn-Al-Mg镀层钢板 PosMAC®1.5 Zn-1.5%Mg-1.5%Al 耐蚀性是GI板的3~5倍,优于GL镀层切边保护性优良,主要面向汽车、家电应用 PosMAC®3.0 Zn-3.0%Mg-2.5%Al 耐蚀性是GI板的5倍以上,主要面向基建应用 PosMAC® Super Zn-5.0%Mg-12%Al,耐蚀性是PosMAC®3.0 板的2倍以上。 澳大利亚开发了高铝系锌铝镁镀层 BlueScope公司是世界著名的Galvalume镀层钢板生产商,产品质量居于世界领先地位。为解决Galvalume镀层钢板切边保护性差的问题,BHP开发了商品名为“ZINCALUME”合金镀层钢板。 成分: Al:47~57% Mg:2.0% 耐蚀性: 3年暴晒试验表面切边耐蚀性和变形加工后耐蚀性得到大幅提高。 国内锌铝镁合金镀层钢板及钢带标准 镀锌供给服务化 EVI服务 EVI 与 CMF:为客户提供更高性能的材料和个性化的服务,在产品越来越同质化的今天,追求差异化竞争是企业走出低层次同质化竞争的关键。 目前钢厂与汽车、家电厂采用的合作模式。 “拿来即用”产品 为了减少用户工序和用户成本,通过在线集中处理,生产不同用途的功能性钢板,提供用户“拿来即用”产品. 家电用钢的免喷涂,家电预涂层板大幅增加。 镀锌市场多元化 镀锌钢材在光伏投资中的占比高 光伏硬件的三大件:组件,支架,逆变器。 支架成本约占光伏电站的18%,其中钢结构占支架总成本的70%以上。 光伏支架的设计使用年限要达到25年 GB50797-2012 《光伏发电站设计规范》要求 光伏支架应保证在运输、安装和使用过程中满足强度、稳定性和刚度要求,并符合抗震、抗风和防腐等要求; 光伏支架采用钢材,符合GB50017《钢结构设计规范》; 光伏支架的设计 使用年限为25年。 光伏支架需满足我国不同地理位置的腐蚀差异要求 我国地理气候环境变化大,钢材的腐蚀差异大。 光伏支架的腐蚀包括大气腐蚀和土壤腐蚀; 大气腐蚀主要取决于环境因素:湿度、温度和大气污染物等; 土壤的腐蚀的影响因素:通风率、电解质、电子因素、其他方面(回填土、细菌等); 我国幅员辽阔,气候与环境的特点,造成腐蚀环境的不同——潮湿炎热(海南)、工业基地(京津唐)、沿海地区(渤海湾、长三角)、内陆干旱(西北、内蒙古)。 锌铝镁镀层钢板是满足光伏支架设计要求的最佳选择 选取国内不同区域大气暴晒结果: 普通厚度层镀锌钢板(275g/m2,双面)在大部分区域满足不了25年设计要求; 锌铝镁镀层钢板由于耐蚀性大幅提升(中铝系锌铝镁镀层耐蚀性达镀锌的3~10倍),可满足设计要求。 锌铝镁镀层钢边框材料适配光伏应用场景 锌铝镁钢边框对比传统铝边框的优势 由于钢材的强度远高于铝合金强度,更能满足当前单块光伏组件不断增大化的发展趋势,更符合光伏走向海边、海洋等严苛环境的发展要求。 由于铝合金边框所需要的电解铝生产的超高能耗特性,钢边框全生命周期碳排放仅为铝合金边框的1/7~1/4。在全球倡导低碳减排的大环境下,钢边框更适应光伏行业的发展趋势。】 锌铝镁材料在满足光伏组件使用环境上来讲,理论上是完全可行的。与全球光伏行业绿色低碳的发展趋势是相吻合的。 典型钢边框类型的特征和优缺点 钢边框与铝边性能和参数对比 公路护栏市场分析 按照国家《JTG/T D81-2017公路交通安全设施设计细则》规定,已建成的高速公路护栏板要逐步全部更换为三波护栏板。 一般高速公路和高等级公路10至15年期间应大修,目前全国已建成的高速公路和高等级公路现有存量公路护栏约为3500万吨,高速公路维修及大修时更换的护栏板必须采用三波护栏板,每年维修更换比例按3%估算。 为了防止山区农村公路安全事故的发生,从2018年起,国家实施山区农村公路安保工程,对公路护栏进行增设和加固 现有公路护栏生产情况 公路护栏主要零部件包括波形梁、立柱和减振件等组成。 公路护栏用材规格 公路护栏所需的基板规格如表所示,用量最大的三波波形梁的宽度为750mm,可以购买1600mm的宽板进行裁剪以后进行除鳞处理,也可以采购750mm的窄带直接进行除鳞处理。 带钢连续锌铝镁热镀工艺 采用连续热浸镀工艺生产公路护栏在生产流程方面有了根本性的变化,由原来的先成形后热浸镀流程,改为了先连续热浸镀后成形。 带钢连续热浸镀锌是采用表面除去了氧化铁皮的热轧卷作为原料,在连续生产线上连续进行以下工序: 开 卷→焊 接→加 热→还 原→热浸镀→冷 却→水 淬→矫 直→卷 取 生产出镀锌带钢,然后进行剪切、冲孔和成形,生产出公路护栏产品。 锌铝镁可以应用于公路护栏 日本在锌铝镁技术成熟以后就使用在公路护栏等户外使用场合,解决了批量镀锌生产公路护栏所存在的成本高、能耗高、污染严重的问题。 根据日本的成功经验,在能源消耗方面,预镀锌是后镀锌的1/3~1/2;在生产效率方面,预镀锌是后镀锌的2~3倍;在锌合金消耗方面,预镀锌是后镀锌的1/4~1/3,在污染排放方面,预镀锌是后镀锌的1/20~1/10。 我国锌铝镁合金镀层生产技术也日趋成熟,产品已经广泛应用于太阳能支架、地下管廊、室外电缆桥架等需要保证30年以上不腐蚀的场合,锌铝镁可以应用到公路护栏上, 高镁产品可以更有效的解决边部腐蚀问题。 《高速公路护栏用连续热镀锌铝镁合金镀层钢板和钢带》行业标准 结论 在双碳目标的背景下,我国钢铁工业通过产能置换、产品创新、超低排放等措施,提前实现了钢铁工业双碳的阶段性目标。 我国钢铁工业的发展,给镀锌行业发展带来新的发展机遇,也面临新形势。实现镀锌产业的破局和发展,就需要大力开展技术创新,实现镀锌领域的工艺绿色化、生产智能化、产品高端化、供给服务化、市场多元化。 》点击查看 2025SMM锌业大会 专题报道
SMM8月19日讯: 宁波市场主流品牌0#锌成交价在22130~22225元/吨左右,宁波常规品牌对2509合约报价贴水50元/吨,对上海现货报价贴水10元/吨,宁波地区主流对2509合约进行报价。第一时间段,永昌对2509合约报价贴水50元/吨,麒麟对2509合约报价送到升水20~30元/吨,久隆对2509合约报价送到贴水30元/吨;第二时间段,贸易商报价持平上一时间段。今日宁波市场报价分歧仍较大,贸易商持续积极出货,整体现货升水维持低位,部分下游昨日有所点价接货,下游订单未见改善下,今日现货成交表现一般。 》订购查看SMM金属现货历史价格
8月18日(周一),印度最大精炼锌生产商--Hindustan锌业公司(Hindustan Zinc)周一称,该公司将投资4.38亿美元建造金属处理厂,此为其产能扩张计划的一部分。 该新厂年处理能力为1,000万吨,将从尾矿堆中回收金属,尾矿堆是指从矿石中提取金属后留下的成堆的废物。 该公司在声明中补充道,该工厂将提高公司的整体矿产回收率,帮助其实现年产能翻番至200万吨的更大目标。 6月,该公司公司宣布13.9亿美元的投资计划,在西北部拉贾斯坦邦建立一个金属综合体,该公司已经在那里经营一家锌冶炼厂。
伦敦金属交易所(LME)公布数据显示,上周伦锌库存继续下降,最新库存水平为75,850吨,再刷近两年新低。 上期所公布的数据显示,8月15日当周,沪锌库存继续累积,目前已连增八周,周度库存增加16.51%至76,803吨,增至近五个月新高。 注:一般来说,国内外交易所库存不断下降将对期价形成支撑,反之,则对期价有所利空。 2023年以来LME和上期所锌库存对比 以下为2025年8月以来LME和上期所锌库存数据:(单位:吨)
8月18日(周一),伦敦金属交易所(LME)期铜下跌,受累于美元走强,以及美国利率前景关键事件和美国总统特朗普与乌克兰总统泽连斯基会晤前的不确定性。 伦敦时间8月18日17:00(北京时间8月19日00:00),LME三个月期铜下跌40.5美元,或0.41%,收报每吨9,733.0美元。 数据来源:文华财经 荷兰国际集团 (ING) 大宗商品策略师 Ewa Manthey 表示:“本周初,基本金属市场表现谨慎,市场正在等待特朗普与泽连斯基的会晤以及美联储杰克森霍尔会议的任何利率信号。” 特朗普上周五会见了俄罗斯总统普京,并将于周一与泽连斯基会面。央视新闻客户端报道,据白宫最新公布的日程安排,美东时间18日下午1时15分(北京时间19日凌晨1时15分),特朗普将在白宫会晤泽连斯基;美东时间18日下午3时(北京时间19日凌晨3时),特朗普将出席与欧洲领导人举行的多边会议。 美元走强,使得以美元计价的金属对于使用其他货币的买家来说更加昂贵,美联储主席鲍威尔将于本周在杰克森霍尔研讨会上发表讲话。 秘鲁矿业与能源部周一公布的数据显示,秘鲁6月铜产量同比增加7.1%,达到228,932吨。 LME三个月期铝下跌18.5美元,或0.71%,收报每吨2,588.5美元。 证券时报网报道,当地时间18日,美国扩大钢铝关税范围的措施正式生效。此前,特朗普政府宣布扩大对钢铁和铝进口征收50%关税的范围,将数百种衍生产品纳入加征关税清单。 美国商务部在当天晚间发布的《联邦公报》公告中表示,工业与安全局已将407个产品编码加入《美国协调关税表》,这些产品将因所含钢铁和铝成分而被加征额外关税。公告称,这些产品中非钢铁和铝的部分,将适用特朗普总统对特定国家商品所征收的关税税率。扩大的关税清单将于8月18日正式生效。 三个月期锡是唯一上涨的基本金属,小幅收高8美元或0.02%,收报每吨33,702美元。市场受助于LME注册仓库锡库存较低,今年迄今库存已下降65%,至1,655吨,为两年来的最低水平。
在由SMM主办的 2025SMM锌业大会-锌盐氧化锌及锌二次资源发展论坛 上,甘肃银石中科纳米科技有限公司特聘专家、博士 曾能围绕“连续式多相界面反应技术在纳米氧化锌领域的应用”的话题展开分享。 连续式多相界面反应技术 多相界面反应技术 1. 密堆气泡形成与界面限域机制 气液并流动力学 流型控制:气液两相并流进入多相界面反应器,在特定气速(Ug)和液速(Ul)下形成蜂窝状密堆气泡结构,气泡直径db∝(ρU2σDh)0.4(σ为表面张力,Dh为水力直径)。 界面稳定性:表面活性剂在气液界面定向吸附,降低界面张力至γ<40mN/m,由于Marangoni效应,维持薄膜厚度hf≈1−10μm。 限域效应强化传质 扩散约束:液膜内反应物浓度梯度∇c∝hf−1,显著缩短扩散距离(tdiff∝hf2/Dm,Dm为分子扩散系数),使成核速率提升10-100倍 局部过饱和度:液膜压缩导致溶质浓缩,过饱和度S=c/csat可达102−103,突破均相成核能垒。 2. 共沉淀成核与晶体生长的界面调控 成核动力学 •非经典成核路径:在限域液膜中,离子通过预成核簇(PNCs)聚集,形成临界晶核的活化能ΔG∗∝(lnS)2γ3降低50%以上 •界面定向效应:气泡界面电场(Zeta电位ζ≈−30mV)诱导晶格定向排列,促进各向异性生长(如ZnO纳米棒沿[001]取向) 生长自限机制 •气泡破裂临界条件:晶核生长至尺寸dp>0.3db时,局部曲率变化引发Laplace压差ΔP=2γ/R,导致气泡失稳破裂,终止晶体生长(时间tg≈0.1−100ms) •尺寸均一性控制:破裂时间标准差σt<5%,保障粒径分布CV < 8% 3. 原位包覆与微气泡强化分离 表面修饰机制 界面活性剂自组装:气泡破裂瞬间释放界面活性剂,在新生颗粒表面形成双层包覆层(内层化学键合,外层疏水链定向),接触角θ>90∘ 包覆层厚度模型:δ=Γm/(csρp)(Γm为单层吸附量,cs为活性剂浓度),可调控至2−5nm 微纳气泡浮选分离 气浮动力学:破裂产生的微气泡(dmb≈0.01−1μm)通过疏水作用力Fh∝πdpdmbγ(1−cosθ)吸附颗粒,上浮速率vf∝(ρl−ρp)dmb2/μ 杂质脱除率:离子杂质被排斥至连续相,分离效率η=1−exp(−ktres)(k∝Δρ/μ),可达99% 多相界面法通将流体力学-界面化学-结晶动力学耦合,通过气泡生命周期实现“成核-生长-终止-修饰-分离”的精准控制,为纳米材料绿色制造提供新范式。 多相界面反应器 颠覆传统的间歇式反应釜合成。反应物料并流进入反应器中,即进即出,连续生产,避免了传统化学液相沉淀反应制造纳米材料时存在的颗粒尺寸不均一、易团聚、难量产的缺点。 多相界面反应技术 首创纳米材料连续化、通用型制备技术,是由0到1的突破 技术优势: (1)工业连续化、规模化制备粒径<100nm,粒径和形貌可控。 (2)制备过程中抑止纳米粒子团聚,产品能均匀分散成单个纳米粒子,表现出纳米功能。 (3)在常温、常压下连续反应,适用于规模化生产,生产成本低、节能环保、批次稳定性好。 (4)传质、传热效率高,物料反应充分,产品纯度高、收率高、粒径均一,品质优良。 氧化锌为什么要纳米化 氧化锌的纳米化本质是在原子尺度重构物质行为 尺寸效应→能带工程→光学/电学功能化; 界面效应→化学键重组→力学/催化强化; 表面效应→离子释放调控→生物活性精确化。 纳米氧化锌在橡胶工业中的作用 纳米氧化锌在纺织、涂料工业中的作用 纳米氧化锌在功能陶瓷中的作用 纳米氧化锌在生物医药、饲料添加剂中的作用 纳米氧化锌在催化环保领域中的作用 》点击查看 2025SMM锌业大会 专题报道
在由SMM主办的 2025SMM锌业大会-热镀锌产业发展与技术革新论坛 上,中国钢管行业协会专家委员/教授级高级工程师 钟锡弟围绕“我国镀锌钢管产业《十五五》发展方向探讨”的话题展开探讨。 2024年以来我国钢管行业运行发展情况 产能优化升级 推动热镀锌钢管产业高质量发展 热镀锌是镀锌钢管产业生产工艺过程中的一个重要环节,是企业生产镀锌管质量管理体系中的关键工序。镀锌钢管产品对于锌产业的发展举足轻重。 热镀锌方、圆管因具有优良耐腐蚀性、强度高、使用寿命长以及易于加工和安装等优势,被广泛的应用在了交通、建筑、电力、能源、汽车、石油化工以及家电等行业。据中国金属材料流通协会焊管分会2024年年统计报告显示,中国热镀锌钢管近几年的产量已超过2000万吨,镀锌管在钢管年产量中的占比超过20%,尤其在焊接钢管年产量中的占比超过了30%。 二十一世纪以来,随着中国经济的快速发展,我国钢管产量也逐年攀升,2015年达到了9802万吨峰值。在全球钢管产量中的占比超过50%。自2016年供给侧结构性改革政策实施以来,我国钢管产业开始转向减量、调结构、高质量的发展新阶段。 通过分析2024年以来我国钢管和热镀锌产业的发展现状,我国热镀锌钢管产业产能优化转型升级,是当下行业企业实现高质量的关键路径。 2000~2024年我国钢管行量发展变化情况 以2024年为例我国钢管、无缝钢管和焊接钢管产量在国内钢材产量中的占比分别为6.46%、2.14%和4.32% 我国钢管产量(9040.7万吨)在钢材产量(13.99亿吨)中的占比一直保持在6%~8%之间,钢管俗称“工业血管”,是我国经济建设不可或缺的重要品种之一。 2024年钢管产量在钢材中的占比为6.46%,其中无缝钢管占比为2.14%,焊接钢管占比为4.32%。 钢管在全球产量中的占比约56%左右,其中无缝钢管占比为64%左右,焊接钢管占比为55%左右。 2024年我国钢管出口量再创历史新高 连续两年超千万吨 2024年以来我国镀锌管及各类镀锌产品的发展情况 2024年我国钢管行业热浸镀锌钢管各类管型估算产量 2024年热浸镀锌管各类管型估算产量在焊管总产量中占比 焊接镀锌管1980万t,占比32.72%;镀锌圆管1250万t,占比20.66%;镀锌方管510万t,占比8.43%;镀锌带方管170万t,占比2.81%;镀锌带圆管50万t,占比0.83%。 我国热浸镀锌产业的各类产品市场份额占比 热镀锌产品的市场份额方面,钢管占比约40%、钢构件占比约35%、钢丝线缆占比约10%、五金挂件占比约5%、玛钢件占比约5%、紧固件 占比约5%。 对我国镀锌钢管产业《十五五》高质量发展方向建议 对我国镀锌钢管产业《十五五》高质量发展方向建议 中国钢管产业经过70多年发展,企业规模逐步发展壮大,钢管品种、规格不断增加,品质大幅提升,已从建国初期的有没有,吃不饱,逐步发展到当前的好不好、绿不绿、智不智,这是我国钢管产业《十五五》发展的机遇和挑战。 伴随着国民经济发展阶段变化及产业结构调整,其中的镀锌钢管产业在面对新发展格局,面向《十五五》,要向新质生产力赋能的开源式发展转型。 大家知道,热浸镀锌是目前国内应用最多的一种传统工艺方式,就目前国内市场而言,热镀锌由于其技术发展成熟,并具有价格优势,所以仍处于主导地位。它能使工件获得较厚的锌层,一般平均锌层厚度可达到50微米以上,具有镀层较均匀,附着力强,使用寿命长等优点。 据日本镀锌协会长达10年的大气暴露试验表明:镀锌厚度为86微米的热镀锌在重工业、城市地段、海洋和荒野郊外的耐用年限分别为13、30、50和104年。一般而言,上锌量在800g/m2镀锌层,其免维护的使用寿命为20~50年。 工业化热镀Galfan合金技术是替代传统技术的发展方向 随着我国经济的快速发展,下游产业对于镀锌工件的表面防腐层寄予更高的厚望,要求更耐腐蚀,使用寿命更长。近年来,镀锌技术的主要进展是:二十世纪八十年代面世的Galfan合金镀层,由于其热度温度低(420℃~450℃),镀锌后具有良好的力学性能和优异的耐蚀性,不论是盐雾或湿热性,在同样镀层厚度下,Galfan合金镀层耐蚀性为纯锌镀层传统工艺的2~3倍。因此,工业化热镀Galfan合金技术是理想的替代传统技术的发展方向。 目前,德国、日本美国、加拿大和印度等国均建立了热镀Galfan合金镀层钢丝生产线。当前,在大力发展电力、通讯、交通等产业的基础上,光伏发电、风力发电场将是其中新一轮大基建的重点项目之一。譬如,西部地区,内蒙古、甘肃、新疆,以及贵州到广西,大力发展光伏发电、风力发电,其装机量持续井喷。我国光伏发电产业近年来发展迅速,已成为全球可再生能源领域的重要组成部分。这些行业急需高耐蚀性的金属制品,因此,我国镀锌产业“十五五”期间,在镀锌钢管、镀锌钢结构件等金属制品生产线采用热镀合金镀层技术,可大大减少维护、大修和建设费用,且具有良好的社会经济效益。 镀锌产业近代四种方式的工业化镀锌技术指标对比 随着我国新一轮光伏发电、风力发电场项目的建设,对于高锌层、无污染镀锌钢管等新型产品逐步受到市场青睐。面对供需格局的变化,镀锌钢管产业要通过技术创新赋能新质生产力,提高产品附加值,满足市场需求。 近年来,我国镀锌产业的技术水平和创新能力不断提高,推动了新工艺、新技术、新材料的研发和应用,目前,从以下四种方式的镀锌技术指标对比可看出其先进性和实用性。 我国镀锌钢管产业《十五五》发展方向探讨 从我国镀锌钢管产业发展方向来看: 一是热镀锌产品发展应顺应国家高质量发展战略,紧跟钢管产业结构调整、转型升级,规范产业产品标准,进行绿色智能制造,开发高性能产品,为下游用户提供材料与产品服役的整体解决方案; 二是高耐蚀合金镀层发展,锌合金消费与热镀锌行业的发展有强相关性,“存量优化”和资源节约型高耐蚀锌铝镁合金镀层应用会影响锌合金的消费,扩大镀锌钢材应用领域才是维持锌合金消费的关键; 三是关注热镀锌钢结构建筑发展,共同探寻行业和市场的新未来。 结束语 建议工大镀锌尽快按提出的商业模式和发展规划以及产能计划将热镀锌创新技术植入我国现代钢管产业,提升我国整体钢管产业的水平,变传统为现代,引领全球热镀锌技术进步,助力我国热镀锌钢管产业高质量发展。 四、结束语 1、总的来说,热镀锌创新技术植入我国现代热镀锌钢管产业,提升我国热镀锌钢管产业的整体水平,是实现新技术落地终极目标的重要途径。 2、以协同创新,产业融合,探索热镀锌产业链协同发展新模式,助力热镀锌钢管产业的高质量发展,引领世界热镀锌技术进步。 3、高校与企业深层次的合作,形成强强联合发展新格局,科研成果转化为生产力,企业实现降本增效,产生共振经济效益,助力我国热镀锌钢管产业高质量发展。 从经营战略角度分析,我国镀锌钢管业应:要在构建新发展格局中把握新机遇、培育新优势。面向《十五五》乃至更长时间,持续改革攻坚,在转型中发展,在发展中蝶变,优势互补,合作共赢,奋力推进钢管产业乃至锌产业的的高质量发展。 在细处求精益,在宽处求布局,在高处争独到!产业向《新》发展,经济向《绿》发展《专精特新、差异化》。 》点击查看 2025SMM锌业大会 专题报道
在由SMM主办的 2025SMM锌业大会-锌盐氧化锌及锌二次资源发展论坛 上,SMM项目经理丁若宇围绕“再生锌及其原料发展现状及展望”的话题展开分享。他在提及再生锌原料未来发展趋势时表示,未来再生行业将获得政策持续支持,原材料供应紧张的情况也将趋缓,企业出海迎来机遇,但需要注意的是,当前再生锌原料企业产业集中度低,且下游企业对原材料清洁化的需求仍存在不确定性;提及未来再生锌行业的发展趋势,他表示,未来再生锌企业集中度将更高,环保问题影也受到再生锌企业的重视,不过需要注意的是,未来相关企业仍将受到原材料供应的困扰,此外,再生锌行业中的绿色创新技术仍需突破。 再生锌原料供应情况 钢灰仍是再生锌的最重要原料来源 社会累积钢材数量巨大,性价比低限制了废钢的使用 2024年,大多数钢铁厂的盈利能力较弱,行业整体利润大幅下降。这也导致华东、华南和西南地区电弧炉的年开工率下降了10%以上。在中国中部,开工率已经明显低于其他地 区,开工率略有下降4%。因此,对废钢的需求也有所下降; 在供应方面,下游行业的产能周期不再处于繁荣期。2024年,在反周期政策的推动下,大量产品报废,导致源头废品产生量增加。然而,就实际废钢供应而言,报废产品尚未完 全转化为废钢; 此外,2024年铁矿石供应充足,库存水平高,价格远低于去年。使用铁矿生产的铁水相比废钢具有相对较高的性价比 政策成为推进废钢利用的重要因素 “双碳”目标: 2020年9月,中国提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。当前各部委、行业协会及企业正着力构建绿色低碳循环发展的经济体系,建设清洁低碳高效的能源系统。 可持续发展目标成为废钢利用的主要推手 自2016年清理地条钢企业以来,废钢供应显著增加,促使钢厂逐渐提高废钢使用比例。采用高比例的废钢不仅是一种有效的减碳手段,而且无需额外投资,因此越来越多的钢厂正积极开展大比例使用废钢的试验。例如,中国领先的钢铁企业计划将废钢使用率提升至约50%。 废钢供需将长期保持紧平衡 据SMM对废钢供需情况的预测来看,SMM预计到2030年,废钢供需或将长期保持紧平衡状态。 更多废钢的利用将提高再生锌原料的供应 据SMM了解,2024年废钢历史需求达2.51亿吨,预计自2024年到2030年废钢需求复合年增长率或在5%左右。2030年废钢需求有望达到3亿吨左右。 除钢灰外,其他含锌废料利用率开始提升 在火法炼铜的熔炼、吹炼、精炼等过程中,铜精矿中Pb、Zn、As 等低沸点元素挥发、氧化或在气流作用下形成的烟气以及余热锅炉烟气经过收尘系统得到的烟灰。 铜烟灰的主要成分为氧化铜、氧化锌及氧化铅,同时根据化学组成随矿源及铜冶炼工艺的不同,含有铜、锌、铅、砷、锑、镉、锡、铟等金属,具有很高的回收价值。烟灰在烟气逸出过程中与烟气中氧和二氧化硫等气体接触被氧化成硫酸盐。因此,烟灰中有价金属主要以金属氧化物及金属硫酸盐形式存在,有利于金属回收。 铜烟灰综回利用工艺可以分为火法、半湿法、全湿法及选冶联合4大类,其中湿法工艺近年来发展较快。该工艺是利用酸、碱、盐等浸出其中的Cu、Zn、As、In 等金属,再利用不同的方法分别处理浸出液和浸出渣。 除了传统的原材料钢灰外,近年来随着行业技术水平的提升,越来越多的含锌废料开始得到应用,如铅锌冶炼烟灰、炼钢污泥、铅铜冶炼水渣、锌精矿尾矿、冶炼水处理污泥等; 由于这些废料当中含金属种类较多,目前已从提炼单一金属转向废料综合利用,废料中的铁、铅、铜、锌等金属均能够得以回收。 再生锌、含锌废料发展的驱动因素 再生锌原料产业链 再生锌发展的政策支持 他山之石——锌行业准备好了吗? 多家头部饮料企业要求易拉罐罐料的废铝添加量达到30%~40%。 一些铝行业的终端企业(如包装、汽车等)为实现自身企业社会责任及供应链脱碳,对铝材供应商提出了明确的废铝添加量要求; 部门企业甚至对废料的定义、碳足迹的计算方法做出了规定; 随着ESG理念的普及和深入,类似故事很有可能在锌产业中重演。 供应链及企业社会责任因素同样促进再生锌及其原料的需求 除政策因素外,供应链以及企业自身对企业社会责任的追求也是驱动企业进行可持续转型的动力; 国央企、外企以及海外下游客户对产品碳足迹以及再生材料使用的要求沿供应链传导至上游企业,带动含锌废料的进一步使用。 目前再生锌的清洁性尚未转换为产品溢价 目前各地再生锌相对于原生锌的溢价均为负,再生锌清洁性的价值尚未得到下游的广泛认可; 当下游企业对供应链脱碳的需求增加,或有色行业整体被纳入全国碳排放权交易市场后,再生锌的溢价将获得体现。 部分特定锌盐产品需利用再生锌原料生产 示例:脱硫剂须使用酸法活性纳米氧化锌 据SMM预测,从2024年到2028年,化工石化行业对酸法氧化锌的需求将逐年攀升。 使用氧化锌脱硫剂的企业主要为石油及天然气精炼、焦炉气制甲醇、焦炉气制LNG、合成氨等类型企业,特点是生产过程中会产生硫化氢,并需要被吸收; 焦炉气深加工利用在2018年后再次迎来加速。随着钢铁去产能政策的落实,钢铁行业行情转暖,同时也带动了焦炭行业,许多企业也趁此机会转型升级,新建了焦炉气深加工产能。此外,各地也纷纷通过引导焦化企业实施产能置换的形式淘汰落后产能,实现超净排放,在此过程中往往也会配套新建焦炉气深加工利用的产能。 次氧化锌、锌焙砂发展情况 次氧化锌价格由于钢厂开工率下滑呈现上升趋势,焙砂价格较为平稳 由于国内钢灰等含锌原材料供应不足,且钢厂本身回收利用较多,钢灰价格上涨;原材料采购难度加大使得次氧化锌企业原料不足,生产次氧化锌品位逐渐下降; 高品位低氯的次氧化锌市场接受程度更高。2025年上半年,高氯及低氯次氧化锌的价格走势出现分野。近期由于钢厂开工率下滑,高低氯含量的次氧化锌价格均有所上升。锌焙砂则由于与次氧化锌一定程度上可互相替代,需求刚性不强,价格较为平稳。 再生锌未来发展趋势 再生锌原料未来发展趋势 1. 再生行业将获政策持续支持 再生资源行业有利于建设循环经济,暴涨基本金属供应链安全,且与“双碳”目标一致,未来将持续得到中央到地方各级政策的支持; 2. 原材料供应紧张将趋缓 受益于对钢铁行业脱碳的需求,废钢的使用量将有所提高,带动含锌废料的供应增长; 随着工艺水平的提升,炼钢污泥、水处理污泥等非传统含锌废料的利用率将进一步提高。 3. 产业集中度低 行业准入条件低; 目前次氧化锌及锌焙砂企业分布较为零散,行业集中度低。加之在政策推进下钢厂开始涉足次氧化锌生产,竞争格局进一步复杂化 4. 企业迎出海机遇 国内原材料供应紧张、竞争加剧等原因叠加国家政策对进口次氧化锌的支持,未来我国次氧化锌企业出海将迎来利好。 5. 下游企业对原材料清洁化的需求存在不确定性 从其他金属的经验来看,下游以及终端行业对供应链脱碳的需求是再生金属发展最重要的直接推手; 下游行业对于锌产品的脱碳要求尚未明确,致使再生锌的需求及未来价格存在不确定性。 再生锌行业发展趋势 再生锌企业集中度更高: 随着行业的不断发展以及再生锌产能的扩张,不同企业的技术、管理水平呈现差异化特征,再生锌产业将向着更高集中度迈进。 原材料供应困扰: 由于再生锌产能在过去数年间的扩张,即使钢灰中锌元素的供应将有所增加,相关企业仍将受到原材料供应的困扰; 环保问题愈加重要: 再生锌行业随着国家绿色发展需要前景广阔,但再生锌生产过程中出现的环保问题也更加突出,环保问题影受到再生锌企业的重视; 绿色创新技术需要突破: 再生锌行业中氨法电解相对来说成本更加低,但目前氨法电解不够完善,电解液的配置以及结晶浸出率等问题仍需新的创新技术解决。 》点击查看 2025SMM锌业大会 专题报道
SMM8月18日: 广东0#锌主流成交于22225~22380元/吨,主流品牌对2510合约报价贴水90元/吨,对上海现货贴水20元/吨,沪粤价差维持。第一时间,持货商对麒麟、蒙自、安宁、飞龙、兰锌贴水110~60元/吨,第二时段,麒麟、蒙自、安宁、飞龙、兰锌对网价贴水110~60元/吨。今日广东地区精炼锌采购情绪为2.17,销售情绪为2.69。整体来看,广东今日换月报价,今日盘面重心环比出现小幅下行,下游受低价带动进行刚需采购,市场成交虽有小幅好转但整体仍旧较为一般。
SMM8月18日讯: 宁波市场主流品牌0#锌成交价在22285~22375元/吨左右,宁波常规品牌对2509合约报价贴水50元/吨,对上海现货报价平水,宁波地区主流对2509合约进行报价。第一时间段,安宁对2509合约报价贴水50元/吨,麒麟对2509合约报价贴水50~40元/吨,久隆对2509合约报价送到贴水40元/吨;第二时间段,贸易商报价持平上一时间段。宁波市场出货贸易商较多,部分贸易商低价甩货,整体升水报价较乱,现货升水继续下调,今日盘面小幅走跌,但企业继续看跌,逢低点价不多,成交依旧多为刚需。 》订购查看SMM金属现货历史价格
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