一、研究的背景与问题

镀铝锌产品广泛用于建筑、轻工、汽车、家电、电子、农牧渔业、商品包装等行业，其消费主要为商品镀铝锌钢板和供彩涂用镀铝锌钢板两部分。屈服强度350-500MPa级的镀铝锌硅板具有优良的机械性能、加工性能及优异的耐腐蚀性能，但此类产品在国家标准及各行业应用中长期以来属于空白。近两年，屈服强度350-500MPa的高性能镀铝锌硅板在相关行业的应用出现了苗头，例如光伏支架、高性能建筑彩涂基板、立体库托盘、防风抑尘网板、拱形建筑拱顶等。2020年7月1日实施的国家标准GB/T2518-2019《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》，在原有S350GD+AZ和S550GD+AZ的基础上，增加了S390GD+AZ、S420GD+AZ、S450GD+AZ等牌号，这意味着将来350-500MPa系列的高性能镀铝锌板在相关行业中会得到广泛的推广。

未来国家节能环保法律法规的进一步严格，屈服强度350-500MPa级的镀铝锌及镀铝锌彩涂板在相关行业的应用必将深入，应用量必定不断增加。从市场来看未来在防风抑尘网板、立体仓库托盘骨架、光伏支架制管用材等年需求用量都在6000吨以上。酒钢生产装备、热镀铝锌板技术及强大的技术销能力决定了酒钢具备走在市场前沿，是较早开发、推广应用屈服强度350-500MPa级的镀铝锌板的，在十四五初成功开发了350-500MPa级的镀铝锌板，并推广应用，对提高酒钢涂镀产品竞争力具有重要意义。

镀铝锌硅产品应用广泛，主要包括高低压开关柜、冷弯薄壁型钢装配式建筑、液晶模组背板、冰箱背板、建筑围护系统等。酒钢镀铝锌生产技术经过十多年的发展、积淀，已经处于国际先进水平。

屈服强度350-500MPa级镀铝锌板具有优良的机械性能、加工性能及优异的耐腐蚀性能，但长期以来，国内外对此类镀铝锌板应用基本处于空白。通过开发、推广应用350-500MPa级高性能镀铝锌板代替镀锌板，实现节约锌资源、增加产品寿命、降低碳排放。

酒钢镀锌1#线自2010年9月投产以来，继宝钢、攀钢之后，开发生产55%铝锌合金镀层板。经过多年的努力，酒钢1#线热镀铝锌技术、质量水平、产销量在国内排在前列，跻身于能够生产镀铝锌板的少数企业中。但国内外镀铝锌板品种应用单一，主要产品DX51D+AZ镀铝锌板（相当于Q235强度级别）应用于制造高低压开关柜，或生产薄规格应用于建筑彩涂基板。2016年以来随着冷弯薄壁轻钢装配式建筑的逐步推广和发展，国内厚度0.8-1.2mm屈服强度550MPa级的高强镀铝锌板在三层以下的装配式建筑中得到应用推广。酒钢在镀铝锌硅板生产技术上已经积累了丰富的经验，在CSP工艺流程下，生产高性能镀铝锌硅板，能够丰富350-500MPa牌号体系，填补酒钢及行业的空白。

二、解决问题的思路与技术方案

结合酒钢CSP产线特点及工艺设备，制定研究思路及技术路线如下：高炉铁水→混铁炉→铁水脱硫→转炉冶炼→炉后吹氩→LF炉精炼→板坯连铸机→热轧→层流冷却→酸洗→冷轧→镀锌线碱洗→连续退火→热浸镀铝锌→镀后冷却→拉矫→后处理钝化→卷取→包装入库。

重点研究Nb、Ti、Nb+Ti不同合金成分下再结晶温度变化曲线，确定镀锌线退火温度，进行小批量的试生产。针对现有“转炉→LF炉→CSP→酸洗冷轧→连续退火→镀锌”工艺路线特点，S350GD+AZ设计采用SGC400-A钢水牌号，化学成分见下表：

表1 基料化学成分

为了确保产品的加工性能，化学成分设计采用低C、Mn元素固溶强化和Nb元素微合金析出强化原理，在铁素体基体上析出Nb的碳氮化合物，一方面保证了其延伸率，另一方面提高了基板强度。低加热温度可以控制二相粒子析出，获得细小弥散的Nb的碳氮化合物；层流冷却模式采取前端集中冷却，可以控制铁素体晶粒大小，保证其均匀性，有利于提高其加工性能；冷轧工艺大压下率增加了基板的形变储蓄能，提高在连续退火过程中的再结晶过程驱动力，有利于快速完成再结晶过程，得到均匀组织。

三、主要创新性成果

1、采用薄板坯连铸连轧生产线（CSP）+酸洗冷连轧+连续退火镀锌的生产工艺，设计合理的基板化学成分，采用低碳钢加铌微合金化、低温加热和卷取的热轧生产工艺。利用铌的析出强化提高基板强度，避免了中碳钢生产的短板，比低碳钢SPHC提高了冷硬板的再结晶温度80-100℃，通过连续退火工艺（工艺速度、RTF板温、SCF板温、JCF板温）、后处理钝化工艺，开发出CSP流程下高性能镀铝锌硅板生产方法，解决了目前中碳钢低温再结晶退火工艺下铸坯裂纹、热轧、冷轧及涂镀工艺装备限制问题，铌合金化使得再结晶温度的大幅度提高，缩小了不同强度级别钢种在生产线的退火温度差距，减少温度过渡，避免因温度调整过大造成退火炉内跑偏，降低了排产难度，实现镀铝锌硅板强度梯度生产的可能性，完善了镀铝锌硅板牌号体系。

2、研究镀铝锌硅板加工过程中出现的发黑问题，制定合理的后处理工艺措施，通过调整厚度公差、耐指纹膜厚、耐指纹钝化液类型，增加表面光整粗糙度、提高烘干温度等方法，降低摩擦系数，改善镀铝锌硅板表面润滑性，避免产生发黑问题。

3、镀铝锌锌液温度高，铝含量高，容易与基板发生剧烈的扩散反应，产生锌渣悬浮于锌液中，附着在锌锅辊系表面，造成板面锌渣缺陷严重，对此研究一种镀锌锌锅辊系排渣装置，有效减少锌渣粘接，提高板面质量。

4、设计一种有效的连续热镀锌机组光整辊面自动擦拭装置，以解决现有技术中存在的高压水喷洒不均匀，对辊子表面清洁留有死角而清洁不完全，使用清洁成套设备成本较高，所适用清洗辊子的种类少以及高压水残留成分对后续钢带表面性能、质量影响较大的问题。

四、应用情况与效果

CSP流程建筑结构用高性能镀铝锌硅板在市场上的应用，主要在供中石油、中石化用物流托盘、仓储面板、轻钢龙骨建筑、大棚支架、集装箱周转箱等，由于其高强度、易加工性、强耐蚀性，在华东、西南、西北地区各行业的应用越来越广泛。

信息来源：酒泉钢铁（集团）有限责任公司