本報記者 王漢杰
日前，在酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)2020年總結大會(huì )上，薄板廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)杜昕介紹：“2019年，薄板廠(chǎng)鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)取得突破性進(jìn)展，產(chǎn)品合格率達到95.2%，同比提升5.31%。因此，酒鋼集團授予酒鋼涂鍍產(chǎn)品研發(fā)團隊2019年科技項目特等獎，獎金金額為100萬(wàn)元?！?/span>
然而，該項目團隊負責人、酒鋼高級工程師董世文最近卻很發(fā)愁。他率領(lǐng)的酒鋼涂鍍產(chǎn)品研發(fā)團隊，花費兩年多時(shí)間起草的《鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品ISO國際標準》，原計劃在2020年春季由ISO（國際標準化組織）委員會(huì )投票通過(guò)。不巧的是正逢新冠肺炎疫情在全球蔓延，位于美國的ISO委員會(huì )秘書(shū)處受疫情影響，標準審核時(shí)間無(wú)法確定……
酒鋼能牽頭為國際鋼鐵業(yè)制定產(chǎn)品標準，源于其鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品的成功開(kāi)發(fā)和不斷升級。近日，《中國冶金報》記者來(lái)到酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)，探尋先進(jìn)新材料——鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品研發(fā)升級的過(guò)程和其生命力不竭之奧秘。
第一卷鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板下線(xiàn)
在酒鋼的鋼鐵產(chǎn)線(xiàn)家族中，鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)最“年輕”。15年前，在冷軋鍍鋅項目設計交流之初，酒鋼項目組人員就將市場(chǎng)競爭力強的產(chǎn)品作為酒鋼未來(lái)涂鍍生產(chǎn)線(xiàn)主力生產(chǎn)的產(chǎn)品來(lái)考慮，并開(kāi)始謀劃生產(chǎn)超耐蝕鍍層鋼板。
眾所周知，在潮濕和沿海鹽化的環(huán)境里，鋼材容易生銹。為了防止鋼材生銹，需要為鋼板表面“化妝”，常見(jiàn)的方法就是鍍鋅。為了提高耐腐蝕性能，后來(lái)又開(kāi)始在鍍層中加入鋁。鍍了鋁鋅的鋼板，耐腐蝕年限可以成倍增加，延長(cháng)至10年以上。我國鋼鐵工業(yè)長(cháng)期依靠鍍鋅和鋁來(lái)防止鋼材生銹，要進(jìn)一步延長(cháng)鋼材的防腐蝕年限，只能依靠不銹鋼。
董世文是一個(gè)有夢(mèng)想的人，面對酒鋼先進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)，他和他率領(lǐng)的團隊一直在思考：怎么樣能進(jìn)一步提升酒鋼鍍層鋼材的防腐蝕性能，使碳鋼產(chǎn)品也能像不銹鋼一樣使用？于是，在酒鋼鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)之初，董世文團隊就著(zhù)手實(shí)驗室研究，通過(guò)不同元素的組合得出各種超耐蝕鍍層的基本數據。經(jīng)過(guò)反復試驗后，他們把產(chǎn)品升級的突破口放在了鋅鋁鎂鎳稀土合金上。
實(shí)現夢(mèng)想的過(guò)程十分艱難。團隊的工作量出奇地大，從理論研究到實(shí)驗室研究再到工業(yè)試驗，從生產(chǎn)線(xiàn)調試到產(chǎn)品試制，從失敗后的分析到取得進(jìn)步后的經(jīng)驗總結，董世文團隊熬過(guò)了無(wú)數個(gè)不眠之夜。
時(shí)間來(lái)到了2016年的11月8日，這天下午，酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)開(kāi)始試生產(chǎn)含高鎂的鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板。工作人員邊生產(chǎn)，邊化驗，邊調試，到了第二天清晨5時(shí)，酒鋼第一卷性能檢測合格的鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板成功下線(xiàn)。
依靠特殊涂層賦予鋼材超耐蝕能力
鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板是一款硬核產(chǎn)品。據董世文團隊介紹，與普通的鍍鋅產(chǎn)品相比，熱鍍鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板鍍層附著(zhù)量少，卻具有更出色的耐腐蝕性能，壽命是熱浸鍍鋅鋼板的10倍~20倍。而且，這款產(chǎn)品的特點(diǎn)在于其具有自我修復能力，鋼板切割面不會(huì )像其他鍍鋅產(chǎn)品那樣生銹，其周邊的鍍層成分會(huì )不斷形成主要由氫氧化鋅、堿性氯化鋅及氫氧化鎂等組成的致密保護膜，對切割面進(jìn)行自我修復，從而實(shí)現耐腐蝕。
酒鋼宏興股份公司鋼鐵研究院鄒明博士也證實(shí)了這款產(chǎn)品具有自我修復能力?！坝捎谇懈顢嗝婺軌蜃晕矣?，保守估計產(chǎn)品防腐蝕壽命能夠達到30年以上?！编u明介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板的鍍層比鍍鋅板更致密，所以即使在沖壓加工后，仍具有卓越的耐損傷性，不易發(fā)生鍍層剝離現象。
酒鋼銷(xiāo)售人員介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板可應用的領(lǐng)域比較廣泛，包括地下管廊工程、光伏電站工程、高鐵站場(chǎng)、工業(yè)及民用建筑物、高速公路和中高端電器制造等，尤其適用于電纜橋架建設和農業(yè)、養殖業(yè)裝備制造。
質(zhì)量攻關(guān)+技術(shù)優(yōu)化保持產(chǎn)品競爭優(yōu)勢
酒鋼鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板問(wèn)世后，引發(fā)了國內鋅鋁鎂合金鍍層鋼板的開(kāi)發(fā)熱。市場(chǎng)競爭日益激烈，最明顯的一個(gè)表現是產(chǎn)品價(jià)格逐漸由五位數降至四位數。人有我優(yōu)，為了保持產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，2019年以來(lái)，酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)持續加大質(zhì)量攻關(guān)和技術(shù)優(yōu)化力度。
酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)兵分兩路，第一路進(jìn)行自然環(huán)境下的耐腐蝕性能檢測。
“實(shí)驗室數據一定程度上驗證了鋅鋁鎂鎳稀土合金高耐蝕的特性，但畢竟都是單一環(huán)境下的加速模擬試驗得來(lái)的?！倍抨空f(shuō)，為了更加客觀(guān)準確地檢驗酒鋼鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品在高溫、高濕、長(cháng)日照、強降水、高風(fēng)力等復雜氣候條件下的耐腐蝕性能，薄板廠(chǎng)決定進(jìn)行野外檢測，為產(chǎn)品改進(jìn)積累數據。
于是，結合客戶(hù)使用需求，酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)委托第三方機構開(kāi)展鋅鋁鎂鎳稀土合金長(cháng)周期戶(hù)外暴曬試驗，試驗地點(diǎn)氣候各異，包括熱帶海洋季風(fēng)性氣候的海南三亞、溫帶大陸性干旱氣候的新疆吐魯番等，試驗周期初步設定為10年。
酒鋼碳鋼薄板廠(chǎng)還制作出一批鋅鋁鎂鎳稀土合金加工件，送到所轄各銷(xiāo)售分公司，進(jìn)行長(cháng)周期戶(hù)外暴曬和土壤壓埋耐腐蝕試驗，進(jìn)行多樣化沖孔、折彎、焊接……
第二路工作由董世文團隊負責，任務(wù)是“圍殲”產(chǎn)品表面黑點(diǎn)。
黑點(diǎn)，是影響鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板表觀(guān)質(zhì)量的最主要因素。眼神好的人，站在鋼卷一米開(kāi)外，很容易看見(jiàn)鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼卷表面存在的黑點(diǎn)，大的如黃豆，小的如芝麻。雖然不影響鋼材的耐腐蝕性能，卻影響鋼材的美觀(guān)。
“鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板像個(gè)頑皮的孩子，生產(chǎn)中，上一卷還很完美，可在下一卷，黑點(diǎn)就會(huì )‘蹦’出來(lái)?！倍牢慕榻B，鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板還很“嬌貴”，生產(chǎn)中影響質(zhì)量的因素很多，就拿氣候來(lái)說(shuō)，在雨天、雪天與晴天，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量就有所不同，刮風(fēng)天與無(wú)風(fēng)天也有差異。
董世文團隊聚焦現場(chǎng)問(wèn)題，從人、機、料、法、環(huán)、測六個(gè)方面，辨識、梳理各工藝環(huán)節關(guān)鍵控制點(diǎn)，研究并確定影響產(chǎn)品軋制穩定性的因素、失控風(fēng)險及預防措施，及時(shí)傳遞過(guò)程異常信息，以改進(jìn)后道工序生產(chǎn)工藝，同時(shí)完善工序約束條件及追責標準，持續開(kāi)展工藝技術(shù)改進(jìn)。
幾個(gè)月下來(lái)，黑點(diǎn)難題終于被攻克，產(chǎn)品表觀(guān)缺陷得到有效控制。董世文告訴《中國冶金報》記者：“現在，用戶(hù)對產(chǎn)品表面質(zhì)量很滿(mǎn)意?！?/span>
《中國冶金報》（2020年05月21日 03版三版）
