توسعه ورق گالوانیزه گرم با کارایی بالا در داخل و خارج از کشور.

افزایش مصرف ورق گالوانیزه داخلی عمدتاً به واردات بستگی دارد.در سال های اخیر واردات ورق گالوانیزه سال به سال افزایش یافته است، ارقام وارداتی عمدتاً ورق گالوانیزه هستند، اما نسبت واردات ورق گالوانیزه سال به سال کاهش یافته است.بر این اساس، نسبت واردات ورق گالوانیزه گرم سال به سال افزایش یافت.در سال 2003، واردات ورق گالوانیزه گرم در چین برای اولین بار از واردات ورق گالوانیزه پیشی گرفت.

1، مروری بر

در حال حاضر، صنعت آهن و فولاد چین در تنوع، کیفیت، هزینه، خدمات و بهره وری نیروی کار و سطح پیشرفته جهانی هنوز شکاف خاصی وجود دارد، در مواجهه با رقابت شدید بازار داخلی و بین المللی، باید سرعت تولید را افزایش دهد. تنظیم ساختاری، این نه تنها نیاز به بقا و توسعه صنعت متالورژی در چین است، بلکه روند توسعه صنعت متالورژی در جهان امروز است.Hot Dip Galavnizing در اواسط قرن 18 اختراع شد.این محصول از فرآیند گالوانیزه کردن گرم ساخته شده است.پس از 50 سال توسعه، فرآیند گالوانیزه گرم مداوم نوار فولادی به یک فناوری صنعتی بالغ و پیشرفته تبدیل شده است.تاکنون، گالوانیزه گرم هنوز رایج‌ترین و مؤثرترین اقدام فرآیندی است که در روش جلوگیری از خوردگی فولاد استفاده می‌شود.در صنعت ساخت و ساز در انواع ساختمان های صنعتی و عمرانی از کیل فولادی سبک، تخته ساختمانی، تخته راه راه، درب های نورد و غیره استفاده می شود.ورق فولادی گالوانیزه به طور گسترده در صنایع سبک، لوازم خانگی، خودروسازی و صنایع ساختمانی استفاده می شود.در صنعت خودرو، برای بدنه خودرو، پوسته، صفحه داخلی، صفحه پایین، و غیره استفاده می شود. چین به شدت در حال توسعه انرژی الکتریکی، حمل و نقل، ارتباطات، انرژی و زیرساخت های شهری است.با توسعه قوی ساخت و ساز، لوازم خانگی و صنایع خودرو، صنعت گالوانیزه چین با فرصت های بی سابقه و بازار بزرگی روبرو است.

در بیست سال گذشته، فناوری گالوانیزه گرم مداوم، تجهیزات و ابزارهای کنترل مربوطه نوار فولادی پیشرفت زیادی داشته است، به طوری که ورق گالوانیزه می تواند نیازهای سخت پانل خودرو و تخته لوازم خانگی را برآورده کند و در نتیجه ارزان تر از آلیاژ الکتروگالوانیزه شود. نوار فولادی، مقاومت در برابر خوردگی عالی و پتانسیل جایگزینی دارد.این مبحث قصد دارد از طریق نوآوری فنی، طراحی بهینه سازی، ساخت دقیق و همکاری فنی خارجی، از فناوری تولید گالوانیزه داغ خودروهای با کارایی بالا با عملکرد بالا و فناوری تولید و توسعه تجهیزات خارجی، درس هایی را برای شکستن گلوگاهی که شیب داغ خودرو با عملکرد بالا در چین را محدود می کند، استخراج کند. فناوری تولید فولاد گالوانیزه و توسعه تجهیزات.در عین حال، اهمیت و چشم انداز توسعه فناوری گالوانیزه گرم در توسعه پایدار اقتصاد ملی، صرفه جویی در انرژی و منابع معدنی مورد بحث قرار می گیرد.

2، وضعیت توسعه ورق گالوانیزه داغ خودرو درجه بالا در داخل و خارج از کشور

محصولات صنعت خودرو با راندمان بالا، قابلیت اطمینان بالا، الزامات ادغام بالا، ورق فولادی گالوانیزه داغ خودرو بهترین و بهترین ورق فولادی گالوانیزه است.از سال 1975، ایالات متحده برای اولین بار بیش از 20 سال از ورق گالوانیزه گرم در صنعت خودرو استفاده کرد، کشور تولید کننده خودرو در جهان در تلاش برای جلوگیری از خوردگی تحقیق و توسعه به عنوان هدف و با توجه به جوش پذیری، پوشش و شکل پذیری ورق فولادی گالوانیزه گرم، با کیفیت بالا و به دست آمده یک سری پیشرفت های تکنولوژیکی از جمله ترکیب شیمیایی بستر فولادی، سطح کیفیت نورد ورق فولادی، یک سری مشکلات فنی مانند یکنواختی ضخامت پوشش گالوانیزه گرم، ساختار بهینه. و کنترل فرآیند آلیاژسازیپس از 20 سال تحقیق، مشکلات فنی فوق و تجهیزات فرآیندی برای تکمیل الزامات فنی اساساً حل شده و در تعداد زیادی از خودروها به کار گرفته شده است.کاربرد موفقیت آمیز این فناوری ها می تواند وضعیت کار خودروها را تا حد زیادی بهبود بخشد، عمر آنها را افزایش داده و در مصرف انرژی صرفه جویی کند.

کیفیت سطح بالا، استحکام بالا و جنسیت Gao Shenchong لازم است دارای شرایط اساسی پانل خودرو، کیفیت سطح پوشش و کیفیت سطح زبری صفحه، تمیزی، ترکیب شیمیایی فولاد نواری و شکل پذیری مهر زنی آن رابطه مستقیم دارد، در حالی که روکش روی فرآیند، ترکیب سیال، تجهیزات آبکاری گرم نیز از عوامل مهم تأثیرگذار بر کیفیت سطح پوشش هستند.استحکام بالا و خاصیت مهر زنی بالا ارتباط نزدیکی با ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی، فرآیند عملیات حرارتی و عملکرد آبکاری گرم زیرلایه گالوانیزه گرم دارد.موارد زیر بر وضعیت توسعه و روند توسعه انواع پوشش، بسترها، فرآیندها و تجهیزات صفحه گالوانیزه داغ بلوک بالا برای خودرو در داخل و خارج تمرکز خواهد کرد.

توسعه خارجی

2.1 روند توسعه ورق گالوانیزه گرم در خارج از کشور

2.1.1 وضعیت توسعه انواع پوشش گالوانیزه گرم

1) پوشش گالوانیزه گرم بدون سرب

گل زیبای روی ویژگی معمول ورق گالوانیزه گرم سنتی است که مورد پسند کاربران بوده و ارزش تجاری خاصی دارد.اما تحقیقات نشان می دهد که سطح گل روی صاف نیست، محتوای سرب در پوشش بر عملکرد پردازش، عملکرد پوشش و مقاومت در برابر خوردگی در استفاده از صفحه پوشش پس از پردازش تأثیر می گذارد، بنابراین از دهه 1960، فناوری تولید گل غیر روی و گل کوچک روی در خارج از کشور مورد مطالعه قرار گرفته است.Heurfey می تواند تعداد هسته کریستال را افزایش دهد و رشد کریستال را با خنک کردن اسپری آب و پاشش پودر روی کنترل کند.از دهه 1980، کشورهای خارجی شروع به مطالعه فناوری روی بدون سرب کردند.در حال حاضر خطوط تولید گالوانیزه جدید در اروپا و آمریکای جنوبی همگی از فرآیند گالوانیزه بدون سرب استفاده می کنند.گالوانیزه بدون سرب به روند فعلی توسعه گالوانیزه گرم تبدیل شده است.

2) پوشش آلیاژی ورق گالوانیزه گرم

در انواع گالوانیزه گرم، ورق گالوانیزه آلیاژی با عملیات انتشار حرارتی پس از آبکاری ایجاد شد و مقاومت به خوردگی آن بیش از یک بار بیشتر از ورق گالوانیزه گرم معمولی بود.از طریق این درمان آلیاژی، گل روی روی سطح پوشش را می توان از بین برد.در عین حال، تبخیر روی در حین جوشکاری نقطه ای کاهش می یابد و آلودگی بخار روی الکترود مس کاهش می یابد، بنابراین عمر الکترود بهبود می یابد.برای اطمینان از چسبندگی خوب روکش آلیاژی ورق گالوانیزه، برای خودرو از آلیاژ ورق گالوانیزه ضخیم‌تر استفاده می‌شود از اقدامات گرمایشی و سرمایشی کارآمد (نازل با سوزاندن زیاد یا بخاری القایی) و ارائه انواع سنسور آلیاژی، از طریق ابزار آنالیز. و دستورالعمل های کامپیوتری به موقع، ساختار پوشش را مطابق با تغییر شکل تولید بالا مناسب برای مهر زنی تنظیم کنید.

با توجه به شرایط قالب گیری مهر زنی خودرو، علاوه بر الزامات زیرلایه فولادی با خواص مکانیکی عالی لازم، چسبندگی پوشش (لایه آلیاژی) نیز بسیار سخت است.

در 20 سال گذشته، تحقیقات زیادی در مورد رابطه بین شکل پذیری مهر زنی ورق گالوانیزه آلیاژی و ریزساختار پوشش انجام شده است.نتایج نشان می دهد که عوامل کلیدی برای دستیابی به چسبندگی خوب پوشش، ساختار فاز و محتوای آهن پوشش است.به منظور به دست آوردن بهترین ساختار فاز پوشش و محتوای آهن مناسب، فناوری همگن سازی پوشش و فناوری کنترل آلیاژ توسعه داده شده است.به منظور کنترل دقیق ساختار فاز پوشش، فرآیندهای گرمایش و سرمایش بعدی در طول آلیاژسازی باید دقیقاً کنترل شوند.اقدامات به شرح زیر است:

(1) عنصر تعیین ضریب انعکاس پوشش بین منطقه گرمایش و ناحیه نگهدارنده تنظیم شد تا آلیاژ سطح پوشش را اندازه گیری کند و دمای نوار فولادی را کنترل کند تا در محدوده دمایی تشکیل فاز δ1 پایدار بماند (روش پرتو لیزر).

(2) یک دماسنج بالا و یک تستر انتشار بین عایق و مناطق خنک کننده اسپری تنظیم شده اند تا دما و انتشار نوار فولادی را همزمان اندازه گیری کنند.

(3) پس از سرد شدن، نوار فولادی با یک سنسور ساختار فاز در موقعیت مناسب برای اندازه‌گیری میزان آهن در پوشش و ضخامت لایه‌های δ1، γ و ζ در پوشش (فلورسانس یا پراش اشعه ایکس) آلیاژ می‌شود.

(4) تستر ضخامت پوشش (وزن) (روش اشعه ایکس فلورسنت) قبل از ورود نوار فولادی به کوره آلیاژی پس از چاقوی هوا و پس از سنسور ساختار فاز تنظیم می شود.

3) صفحه فولادی گالوانیزه داغ آلیاژی دو لایه

ورق گالوانیزه آلیاژی در حین پوشش مستعد ایجاد حباب و سایر نقص های فیلم است.Nippon Iron ورق فولادی گالوانیزه گرم دو لایه آلیاژی تولید کرده است.در این ورق فولادی گالوانیزه داغ آلیاژی دولایه، لایه آلیاژی 10% FeZn در کف ورق فولادی آبکاری می شود و چسبندگی روی 30 گرم در متر مربع برای مدت 5 سال و 60 گرم بر متر مربع برای مدت 10 سال است.لایه بالایی با 80% لایه آهن غنی از FeZn آبکاری شده است و چسبندگی 3g/m*2 است.نتایج تجربی نشان می‌دهد که ورق فولادی گالوانیزه داغ دو لایه آلیاژی تازه ساخته شده با 10٪ FeZn در پایین و ظرفیت چسبندگی 30 تا 60 گرم بر متر مربع می‌تواند به طور کامل الزامات مقاومت در برابر خوردگی خودرو را برآورده کند.لایه بالایی از چسبندگی لایه آهن غنی از 80٪ FeZn 3g/m2، سختی لایه بالایی بهبود یافته است، نه تنها نقص گودال قوس را حل می کند، بلکه فشار ضربه را نیز کاهش می دهد.به عنوان مثال، زمانی که مقدار چسبندگی لایه FeZn 80% 1g/m2 باشد، سختی 300HV و فشار ضربه 1960Mpa است و همچنان عیوب گودال قوس وجود دارد.هنگامی که مقدار چسبندگی 3 گرم بر متر مربع است، سختی 350HV، فشار ضربه 1770 مگاپاسکال است، و هیچ نقص حفره ای قوس وجود ندارد، که نشان می دهد ورق فولادی گالوانیزه داغ آلیاژی دو لایه جدید توسعه یافته عملکرد پردازش و شکل دهی خوبی دارد.

4) لایه روی ضخامت متفاوت

با کنترل فشار چاقوی هوا، نسبت اختلاف ضخامت بین دو لایه گالوانیزه 1:3 است.به این ترتیب، سمت ضخیم لایه روی دارای مقاومت در برابر خوردگی مناسب و سمت نازک قابلیت جوش پذیری خوبی دارد.این نوع لایه روی اغلب در ساخت خودرو استفاده می شود.

5) پوشش یک طرفه

تک لایه روی یک طرف ضخامت خاصی از لایه روی است و طرف دیگر ورق گالوانیزه گالوانیزه نیست.روش های تولید ورق گرم گالوانیزه یک طرفه به روش زینک فوبیک، روش مستقیم، روش غیر مستقیم و جداسازی دو لایه می باشد.ورق گالوانیزه گرم یک طرفه عمدتاً در خودروسازی استفاده می شود، سطح لایه روی ضد خوردگی است و سطح بدون لایه روی برای جوش نقطه ای مساعد است.از آنجایی که صفحه آلیاژی (روی- فروآلیاژ) جوش پذیری خوبی دارد، بنابراین ورق گالوانیزه یک طرفه به تدریج حذف شده است.

توسعه زیرلایه گالوانیزه گرم

2.1.2 وضعیت توسعه زیرلایه گالوانیزه گرم

واحد گالوانیزه گرم صفحه خودرو بر تولید صفحه بیرونی تمرکز دارد.ضخامت صفحه مشخصات تولید عمدتاً بین 0.6 ~ 1.2 میلی متر است ، عرض صفحه عمدتاً 800 ~ 1850 میلی متر است و گسترده ترین می تواند به 2000 میلی متر برسد.سطح محصول کاملاً پیچیده است، از CQ، DQ، DDQ، EDDQ (IF)، تا BH، DP، TRIP و دیگر صفحات استحکام بالای خودرو.از طریق استفاده از انواع فن آوری های پیشرفته، به طوری که مورفولوژی پوشش، دقت ضخامت دقیقاً کنترل می شود، مانند خطای ضخامت پوشش کمتر از 2 ~ 3 گرم در متر مربع است.ورق فولادی بدون روی را می توان با استفاده از آبکاری روی بدون سرب تولید کرد که ایجاد خوردگی بین دانه ای آسان نیست و عمر مفید بالایی دارد.برای صنعت خودرو و برق مناسب است.تقریباً تمام واحدهای گالوانیزه گرم در ژاپن یک کوره آلیاژ روی و فروآلیاژ راه اندازی کرده اند.ضخامت استاندارد صفحه آبکاری روی - فروآلیاژ (Galavneal) 160 ~ 180 گرم بر متر مربع در هر دو طرف است و پوشش آلیاژ حاوی Fe8٪ تا 12٪ است.

در کشورهای خارجی، فولاد میکروآلیاژی و فولاد آلیاژی فسفر در دهه 1970، فولاد دو طرفه DP و فولاد سخت‌کننده پخت در اواسط دهه 1980، و فولاد TRIP با تغییر فاز و پلاستیسیته القایی در دهه 1990 توسعه یافتند [3].در حال حاضر، پروژه همکاری بین المللی "توسعه بدنه فولادی فوق سبک (ULSAB)" به خوبی در حال انجام است.هدف آن دستیابی به مصرف سوخت 34 کیلومتر/3 لیتر (ایالات متحده آمریکا) و کاهش 25 درصدی وزن بدن است.نقطه شروع اولیه ساختار بدنه خودرو استفاده از تعداد زیادی صفحه فولادی با استحکام بالا و فوق العاده بالا است.بزرگترین ویژگی بدنه اتومبیل فولادی فوق سبک از طریق ULSAB بزرگ این است که عملکرد را برای دستیابی به هدف کاهش وزن خودرو قربانی نمی کند [4].ماشین فولادی فوق سبک بر اساس نسبت فولاد پر استحکام در ساختار بدنه بیش از 90 درصد طراحی شده است.در طول دهه 1985 تا 1995، نسبت فولاد پر استحکام در بدنه ژاپن از 10 درصد به 30 درصد افزایش یافت.با بهبود عملکرد عملیات سطح، عمر خودرو از 6 افزایش یافت. هفت سال به 9 سال افزایش یافت.در مدت 3 سال، پس از کسر افزایش انرژی تولید ورق فولادی با کارایی بالا، می توان در یک سال نفت سنگین 357*104 لیتر را صرفه جویی کرد که تقریباً معادل چند درصد صرفه جویی در مصرف انرژی صنعت فولاد داخلی است.در سال 2000، استفاده از ورق فولادی با استحکام بالا در خودروسازی ژاپن به 36.3 درصد رسید.

انواع و خواص زیرلایه های گالوانیزه گرم که در حال حاضر توسعه یافته اند در زیر توضیح داده شده است.

6) ورق گالوانیزه آلیاژی فولادی IF

تولید ورق روکش روی مناسب برای مهر زنی و شکل دهی خودرو با فولاد جوشان با کیفیت بالا و فولاد کشته دشوار است.به همین دلیل، در دهه 1970، فولاد IF (فولاد اتمی بدون شکاف) ظاهر شد، دارای قالب گیری مهر زنی عالی است که برای داخل و خارج صفحه ماشین مناسب است.فولاد IF عملکرد کشش عمیق عالی دارد و می تواند الزامات مهر زنی سخت ترین قطعات مهر زنی را برآورده کند، بنابراین به تدریج جایگزین فولاد خودرو سری 08AL می شود.در حال حاضر، فولاد IF به طور گسترده در ورق فولادی قطب DDQ در خارج از کشور استفاده شده است.هر فولاد با استحکام بالا نیز بر اساس فولاد IF با افزودن Mo، Cu، P و عناصر دیگر تولید می شود.

ظهور فولاد IF الزامات بالاتری را برای سطح فنی و سطح مدیریت شرکت های آهن و فولاد مطرح کرده است.از نظر فناوری، استفاده از فناوری پیش تصفیه آهن داغ برای اطمینان از استفاده از آهن داغ کم فسفر، گوگرد و سیلیکون به عنوان ماده اولیه برای فولادسازی ضروری است.برای اطمینان از دقت و خلوص بالای ترکیب فولاد مذاب، لازم است از فناوری تصفیه پس از کوره و فناوری تجزیه و تحلیل کربن و اکسیژن بر روی خط استفاده شود.باید از RH (فرآیند کربن زدایی با سرعت بالا فولاد کم کربن)، برای اطمینان از اینکه فولاد مذاب دارای محتوای کربن و گاز بسیار کم است، باید از پوشش کم کربن، سرباره محافظ و مواد مقاوم استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که فولاد مذاب به آن باز نمی گردد. کربن، برای صفحه بیرونی ماشین، باید سطح صفحه خالی را تمیز کند.برای اطمینان از خواص مکانیکی یکنواخت نوار نورد گرم، لازم است از فناوری کنترل دمای نوار از گرم کردن تا تکمیل نورد و کلاف استفاده شود.استفاده از فناوری نورد گرم و نورد سرد با دقت بالا برای اطمینان از شکل عالی صفحه و اندازه با دقت بالا و همچنین جلوگیری از عیوب چاپ رول و کویلینگ ضروری است.سیستم تضمین کیفیت فرآیند تولید بسیار ضروری است، یعنی در فولادسازی، ریخته گری پیوسته، نورد گرم و نورد سرد، هر فرآیند باید کاملاً مطابق با استفاده نهایی محصول باشد تا تولید را سازماندهی کند، به ویژه در تغییر مکرر انواع فولاد، باید از اقدامات مربوطه برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی استفاده کرد.موضوع مهم دیگر این است که چگونه می توان خطوط تولید گالوانیزه را با سایر فرآیندهای تولید از طریق یک سیستم تولید یکپارچه پیوند داد تا هزینه ها را به حداقل برساند.به طور خلاصه، تولید ورق گالوانیزه خودرو برای هر شرکت آهن و فولاد، به ویژه شرکت های آهن و فولاد داخلی، یک چالش بسیار بزرگ است.

7) گالوانیزه گرم صفحه فولادی تقویت شده با محلول جامد

به منظور بهبود استحکام فولاد، معمولاً Si، منگنز و فسفر برای تقویت محلول اضافه می شود و از ریزساختار مارتنزیت و بینیت برای تقویت استفاده می شود.برای فولاد دوفاز DP، ریزساختار مارتنزیت را می توان با کنترل محتوای عنصر آلیاژی و اتخاذ نرخ سرد شدن بحرانی به دست آورد.

از آنجایی که الزامات پنل خودرو، سیستم عامل قدرت تسلیم کم <240 مگاپاسکال >) و ارزش ￥ بالا است.در فولاد IF، P، Mn، Si و سایر عناصر تقویت کننده محلول جامد اضافه می شود، زیرا در این فولاد محلول جامد C و N وجود ندارد، اساساً یک صفحه فولادی غیر حساس به زمان است.با این حال، بدون حضور محلول C، ایجاد شکنندگی پردازش ثانویه آسان است، بنابراین می توان رد B را برای جلوگیری از آن اضافه کرد.هنگامی که P عنصر تقویت کننده اصلی است، Ob می تواند به 340 ~ 370 مگاپاسکال برسد، اما زمانی که منگنز و P عناصر اصلی هستند.ob آن می تواند به 390 ~ 440 مگاپاسکال برسد.

8) نوع سخت شدن پخت (فولاد BH) و ورق فولادی تقویت شده با عملیات حرارتی

فولاد BH به معنای پخت فولاد سخت شده است.اگر فولاد متعلق به فولاد بسیار کم کربن باشد، محتوای C فولاد BH 0.016 تا 0.020٪ است.با استفاده از روش پیری و استحکام بخشی، رد باقیمانده (5ppm) محلول جامد C در فولاد بسیار کم C باعث ایجاد نابجایی در حین شکل‌گیری مهر زنی می‌شود و ترکیبات Fe-C در هنگام پوشش و پخت (170 درجه سانتیگراد) نابجایی‌ها را رسوب داده و رفع می‌کنند. ، 20 دقیقه).بنابراین قدرت آن افزایش می یابد.ورق فولادی نورد سرد BH که با تنظیم ترکیب شیمیایی تولید می شود نیز عملکرد کشش عمیق خوبی دارد.Nb، Ti و سایر عناصر کمیاب را برای تشکیل ترکیبات کربن و نیتروژن در شرایط نورد اضافه کنید.مقدار R آن 1.92~2.06 است.این ورق فولادی نورد سرد BH می تواند استحکام کششی قطعات خودرو را تا 40 تا 70 مگاپاسکال در دمای پخت رنگ 170 درجه سانتی گراد افزایش دهد.در حال حاضر، ورق فولادی نورد سرد درجه 340 مگاپاسکال BH توسعه یافته است