在SMM举办的2023年SMM锌业大会上,中国带钢连续镀锌资深专家,中国腐蚀与防护学会热浸镀专业委员会资深委员李九岭讲述了中国宽带钢热镀锌发展现状,并对其未来市场做出了展望。他表示,实践已经证明,热镀锌线改做低铝低镁合金镀层线,无需对热镀锌生产线中的设备做任何改造,完全可以按照热镀锌工艺组织生产。由于锌铝镁合金镀层板的耐腐蚀性比热镀锌板高数倍,因此可以大幅度减薄镀层厚度,为节约锌资源开辟了新的途径。预计低铝低镁合金镀层有可能全部取代热镀锌镀层。
热镀锌分类
结构件热镀锌
结构件热镀锌全部采用溶剂法,不加铝,不加锑,镀后不再做成型加工。
镀锌层在大气中腐蚀机理不是纯化学腐蚀,而主要为电化学腐蚀,这种腐蚀要求有正负极与电解液。所以要想提高耐腐蚀性,就要求环境干燥少水份,并且不提供双金属产生正负极的电化学腐蚀反应条件。所以结构件热镀锌都是镀纯锌,可以说它一直会保持着“一元金属”时代,永久不会改变。
钢丝热镀锌
钢丝热镀锌可采用溶剂法连续热镀锌,也可采用氢气还原法连续热镀锌,还可采用气刀控制锌层厚度。应该向锌液中添加少量铝来提高锌层的粘附性,以便适应其弯曲成型加工的要求。
钢管热镀锌
钢管热镀锌基本采用溶剂法连续热镀锌,也可以实现还原法连续热镀锌工艺,但经济上不可行,所以在现实中基本看不到这类机组存在。可以向锌液中添加少量铝来提高锌层表面亮度。
钢板热镀锌
钢板热镀锌可以采用溶剂法单张钢板连续热镀锌;也可以采用溶剂法带钢连续热镀锌。其发展整体趋势为:全部采用还原法带钢连续热镀锌;均采用气刀控制锌层厚度;必须向锌液中添加一定量的铝获得锌层粘附力。可以说从200多年前发明了钢板热镀锌开始,就已经使用了“鋅+铝”的工艺方法,以便适应苛刻地弯曲、冲压成型加工条件。故只要搞钢板热镀锌,就必须要向锌液中加铝,这样钢板热镀锌就获得了一个响亮的独特名字“加铝法热镀锌”。
如果要生产大鋅花,还必须要向锌液中加入0.07%~0.12%的锑。
中国宽带钢连续热镀锌发展现状
增长速度
20世纪50年代初,鞍钢第二薄板厂从前苏联引进了我国第一条单张钢板溶剂法热镀锌机组。20世纪60~70年代又先后复制了十五条作业线,它们分别建设在重钢四厂、衡阳轧钢厂、四平薄板厂、青岛薄板厂、安阳薄板厂、南京轧钢厂、沈阳薄板厂、天津轧钢一厂、邢台薄板厂、上钢三厂、鞍钢第一薄板厂、北京特钢厂、营口镀锌薄板厂、武汉薄板厂、武汉和平镀锌薄板厂,总产量约10万吨。
1972年毛主席亲笔圈阅,武钢从德国引进了我国第一条宽带钢热镀锌线,并于1979年投产。直到近20年来才获得突飞猛进地发展。
西方发达国家热镀锌板占粗钢产量为8~15%。而我国到2019年我国宽带钢热镀锌的生产能力已达到欧美发达国家水平。
分布情况
国营企业
国营企业经济实力雄厚,技术力量强大,设备大都从国外引进,机组产量高,产品定位高,销售市场主要面向汽车、高档家电,到2022年已发展到103条线,总生产能力可达到4000万吨/年。
民营企业
民营企业的兴起,主要以钢材经销商为中坚力量,他们熟悉市场,经营有方,所采用的热镀锌机组设备基本国产化,机组单产低,投资低,生产成本低,效益高,主要面向低档次建材市场。到2022年已建成632条作业线,总生产能力可超过7000万吨/年。
地区分布
据统计到2022年我国宽带钢热镀锌机组总数为735条,但地区分布极不平衡,主要建设在经济发达区域。
制造厂家分布
从国外引进的热镀锌线在中国已运行40多年,国内制造商一直在消化吸收国外先进技术,实际早已具备了制造整条热镀锌线的能力,还是近20年来民营企业的兴起给这些制造商提供了实践的机会。目前,国内制造的生产线有600多条,从产量、质量、成本等几个指标看,已达到同等级国际水平。
问题讨论
市场前景
热镀锌薄钢板的应用领域十分广阔,目前主要有三大市场:汽车车辆制造业、家用电气制造业、建筑业。其中建筑业是销售市场的主流。采用热镀锌板做彩板基材,最后彩板仍主要流入建筑业。所以建筑业将占热镀锌板总消费量的70%。中国是一个农业大
国,8亿农民的住宅及所使用的水桶、粮仓、取暖器材是一个永恒的消费市场;秦砖汉瓦已延续2000余年,取而代之的最佳材料乃是热镀锌板。潜在市场不一定马上形成市场,其中有认识问题、经济基础问题、应用研究问题,市场引导要有一个过程。热镀锌板做基材的彩板也有三大市场:建筑业、家电制造业和家具制造业。目前彩板在建筑业中的应用也已经进入旺季,后两大市场正突飞猛进,故热镀锌板应有良好的市场前景。到2019年热镀锌总量已占我国粗钢产量的15%,已经达到欧美发达国家水平。
2022年,已有735条机组建成投产,总的生产能力要超过中国市场需求量的近两倍。在这种情况下,将必然会有一批产品质量差、生产成本高、生产规模小、产品品种单一、经营不善、经济实力薄弱的企业在激烈的市场竞争中面临倒闭。
规范市场,平等竞争
2008年到2022年15年时间,在中国大地上猛增长500多条热镀锌线,其生产能力爆炸性增长近6倍,这种急风暴雨式的增长速度不仅在中国,乃至全世界也是个奇迹。奇迹产生的根本原因是热镀锌板高额利润的强大吸引力。带钢热镀锌在中国起步晚,数十年仅被四家大的国营企业所垄断,发展速度缓慢。直到上世纪末生产能力只有230万吨,供需矛盾十分尖锐,使市场旺销势头强劲,给热镀锌板销售市场带来巨大的利润空间。若用国内技术、全部国产设备上马一条热镀锌线,半年到一年就可以收回投资成本,这是做任何生意无法达到的投资效果。由此,引起了国内各行各业投资商的高度重视,进而引发了向带钢热镀锌行业的投资热,迅速刮起了这场席卷全国的热镀锌线建设大风暴。
目前,国际间大型宽带钢连续热镀锌线有810条,其生产能力在1.5亿吨,据统计,去年开工率仅为60%。在中国进入WTO之后,热镀锌板的市场销售打破了国界,外国优质低价的热镀锌板可以参与国内市场的竞争。这对国产机组产品的市场销售更是雪上加霜。由此可见,未来我国热镀锌板的市场竞争是相当激烈的。而竞争的焦点就是质量和成本,谁的质量好、成本低就能生存,反之,就在竞争中被淘汰。
谈到热镀锌板的质量就离不开产品标准。目前,国内各家热镀锌板厂所生产的各种牌号的产品首先必须向国家标准靠拢,所生产的各种品种、牌号要符合国家标准的要求,然后按质论价参与市场平等竞争。据调查,现在国内大多民营企业生产厂家标准意识淡薄,只顾降低本企业成本,常常使用冒牌货或偷工减料的办法损害广大热镀锌板用户的利益。不生产国家标准范围内正规的热镀锌板、5%铝-锌板、55%铝-锌-硅产品,而是生产含铝10-25%的《水货》铝-锌-硅三无产品,并且把锌层重量仅控制为20克/米2,甚至低到10克/米2。这种冒牌货虽然降低了本企业生产成本,但因耐蚀性差、镀层薄、品质差,得不到国内市场及国际市场的认可,是一种坑害用户的违法行为,应得到纠正。
在热镀锌板生产过程中,锌锭消耗占全部生产成本的60%,而在热镀锌板使用时,锌层厚度又决定了其使用寿命,所以热镀锌板的锌层厚度指标将是生产厂家和使用客户共同关注的焦点。热镀锌板在大气中的腐蚀主要是电化学腐蚀,在电化学腐蚀中锌作为阳极溶解而保护着作为阴极的钢板不被腐蚀,锌层被腐蚀减薄的速度与大气环境有关,在空气新鲜的农村大约为每年腐蚀一个微米(μ)。热镀锌板国标中规定锌层厚度的等级为100~600克/米2(双面),低于100克/米2(双面)时可采用专门协议供货。若合同中无特殊注明锌层厚度,则应一律按商用板供货,国际间商用板的概念是275克/米2(双面),这时热镀锌板单面锌层厚度为20μ,在室外使用寿命为20年。目前,国内各生产厂家所生产产品的锌层厚度都偏离了国标中有关规定,大都靠锌层尽可能地减薄而获得更高的自身利润。据调查,生产时锌层厚度没有用户要求时,国营企业一般维持在60克/米2~275克/米2(双面),而大多数民营企业一般只有20克/米2~30克/米2(双面)。很明显生产厂家都是以减薄锌层损害广大用户的利益来增加本企业效益的,这种违法行为,也应该得到纠正。
热镀锌板作为防腐材料,应物尽其用,既不要使其功能过剩,又要满足使用要求。热镀锌板的使用分为室外、室内两大领域。在室内使用时要求高的装饰性,防腐性可偏低一些,即可选择薄的镀锌层。室外使用时要求高的防腐蚀性和低的装饰性,应选择厚镀层。目前,中国宽带钢热镀锌板市场的锌层厚度一直存在向偏薄发展的趋势,这已经给建筑用材使用领域的客户带来了不可估量的损失,建议我国目前有必要采取法律手段以热镀锌带钢国标为基础来规范市场,促进行业平等竞争。
目前给这些吹不符合标准的薄镀层企业一个千载难逢的机会,那就是把热镀锌镀层改为《锌铝镁》镀层。因为《锌铝镁》镀层的耐腐蚀性比热镀锌镀层的耐腐蚀性高3~9倍,就是改为低铝低镁,仍然吹20克/米2的镀层,但其耐腐蚀性已经相当于60克/米2的热镀锌镀层了。
带钢热镀锌总体发展走势
自1742发明热镀锌已有270多年的发展史。热镀锌的用锌量可达到全球产锌量的一半。据勘探,锌矿在地球表层的储藏量远远低于铝、铁等金属,是一种比较贫乏的金属资源。上世纪七十年代就有欧洲专家发表论文称,地表锌资源只可供人类再开采三十年,警告人们要提高节约用锌的意识。时间又过去了半个世纪,锌资源确实已经告急了。为了提高镀锌层的耐蚀性,减薄镀层达到节锌目的,上世纪60~70年代先后发明了Galfan与Galvalume,使镀层耐蚀性提高了3~6倍,但是前者镀层表面存在龟裂纹,人们不喜欢这种表面状态,使扩大市场受阻;后者锌锅产生底渣,扩大市场也不理想。二者只适用于建材之类的低档用途,在家电、汽车等高档使用领域,仍然不可动摇热镀锌板的霸主地位。还没有能取代热镀锌板的基本市场,减薄镀层大幅度节锌的梦想仍未能实现。
美籍华人学者李禾先生开发的Galfan 合金镀层,申请了美国专利,他也同时开发了锌铝镁三元合金镀层,并申请了美国专利。但直到1985年锌铝镁合金镀层产品才首次在日本被商业化。Galfan 合金镀层的基本配方为锌-5%铝-0.1%稀土 ,日本新日铁住金公司选择4.5%铝,把其中稀土元素更换为镁元素,发明了锌-4.5%铝-0.1%镁的锌铝镁三元合金镀层品种,商品名称SuperZinc,后又发明6%铝-3%镁、11%铝-3%镁 ,总称为中铝高镁鋅铝镁镀层。澳大利亚又把美国佰利恒专利55%铝-鋅-硅加入2%镁,称之为高铝鋅铝镁镀层。中、高锌铝镁镀层其耐蚀性为热镀锌镀层的9~15倍。
本世纪初,欧洲开发的各种配方的低铝低镁合金镀层产品已经先后投放了市场,其耐腐蚀性为热镀锌镀层的3~6倍已经初步显示出了它的勃勃生机。目前已经渗透到建材、家电、汽车三大应用领域,使人们看到了大幅度节约锌资源的希望。特别是低铝低镁合金,其合金熔点还低于Galfan 合金,只有377℃左右,甚至比传统热镀锌工艺温度还低30℃。由于工艺温度降低,使三辊六臂等锌锅设备的使用寿命更长,达到了降低成本的目的。实践已经证明,热镀锌线改做低铝低镁合金镀层线,无需对热镀锌生产线中的设备做任何改造,完全可以按照热镀锌工艺组织生产。由于锌铝镁合金镀层板的耐腐蚀性比热镀锌板高数倍,因此可以大幅度减薄镀层厚度,为节约锌资源开辟了新的途径。预计低铝低镁合金镀层有可能全部取代热镀锌镀层。
》【锌业大会直播中】锌产业可持续发展及趋势 氧化锌、硫酸锌市场分析 光伏发展前景