热浸镀铝板材料市场发展

热浸镀铝板材料市场发展 热浸镀铝板材料市场发展 2011年08月19日 镀铝钢板材料 生产应用前景意义及生产技术介绍说明 前言 大量研究数据表明，在钢铁与大气和水介质中由于电化学腐蚀原因，在没有保护的情况下，碳钢的平均腐蚀速率比锌高5~20倍，比铝高40～100倍，采用油漆防护时，由于漆膜与钢铁基体的粘附强度低，耐冲刷和颗粒磨损能力低，使用过程老化变质等原因，往往容易造成局部涂层脱落损坏，而使钢铁基体绣蚀，导致油漆层大面积起泡脱落，致使短期内防护失效，而镀铝后的钢铁防护期一般可达20~30年，最长国外有效记录已有60年之久的防护记录。 钢铁材料在各种介质条件下使用时的腐蚀速度是很高的。相关权威部门保守统计，中国每年因钢铁材料腐蚀而造成的损失，就相当于一个年产量300万吨的钢铁厂的生产量。 为减少钢材的这种损失，科研机构开发了各种耐腐蚀的表面涂镀层高效复合钢材，镀铝钢材是表面涂镀层复合钢材的一种，是以高强度的钢基体材料和具有耐腐蚀性能的镀铝层，以良好的合金结合方式而构成的一种新材料.

镀锌、镀铝的特点 在钢铁上进行镀锌、镀铝及其产生合金层对基体有双重保护作用；一方面，可以象涂料那样起着物理覆盖作用，将钢铁与水和空气等腐蚀介质隔离开来，从而起保护作用；另一方面，由于铝、锌的电化学性能比较活泼，电极电位比铁低，在这种组合腐蚀电池中，锌、铝是负极，钢铁为正极，锌、铝失去电子，变成离子进入电介质而被腐蚀，其自由离子流向钢铁，使钢铁表面极化而受到保护。铝、锌在熔融状态与经过处理的钢铁结合生成合金层，耐磨不老化，因而具有更长的保护作用。由于铝是一种分子活性很强的金属，很容易与氧结合，生成一层致密坚硬的氧化保护层，有效地防止铝镀层进一步氧化，在涂镀过程中，因铝变成负电性而产生更强的活化扩散状态，能更好地对钢铁基体起到阴极保护作用。镀铝钢板简称镀铝板，在成品结构国际上统称镀铝加硅的为I型板，镀纯铝的为II型板，系无铬、镍、锡、锌钢板，是由于金属铬、镍、锡、锌资源少，全世界的50%左右铝生产在中国，资源利用率低，锌的质量比是7.0，铝的质量比是2.7，市场价格锌铝价格差不多的情况下，在同等涂镀厚度下，镀铝钢板生产成本比镀锌钢板的少一半，是可替代成本偏高的情况而研制的新型表面涂镀处理材料。

目前世界上镀铝钢板主要还是用热镀法生产，因为此法比较经济。镀铝层不仅有铝的银白色外观和耐侯性及耐磨性、抗老化等功能，而且还具有优良的耐H2S等强腐蚀剂的腐蚀性能，同时有良好的耐高温氧化、耐渗碳、及对光和热的反射性能等。此外，镀铝钢带还具有钢的机械强度和良好的韧性。人们称热浸镀铝钢带是一种集综合性能与特殊性能于一体的复合金属材料。具有强度高、耐腐蚀、耐热性好、耐候性、耐磨、电化学性、反辐射等等功能。镀铝钢材在工业大气中的腐蚀率仅为镀锌钢材的1/3～1/5, 在盐水、淡水中其使用寿命为镀锌钢材的20～50 倍, 镀铝锌硅钢材的10～20倍，其耐热性与1Cr13 系列不锈钢相当。

美国、欧洲和日本对镀铝钢材都有越来越多的应用，取代部分镀锡、镀锌钢板用材，我国的应用相对很少，基本处于空白状态，发展这需要对这种材料有正确认识，从技术上、思想上作些分析。

一、镀铝板的发展与特点 铝是一种柔韧性很强、结合粘附性很好的材料，带银白色光泽的金属，合金硬度、耐磨性、基体结合性都很好、耐热性也较高，电位又比铁正。镀铝的专利报道于1893 年, 1931 年起以耐热性为目的, 德、英、法国开始进行实用化研究，1939 年美国A rmco Steel. 公司用Sendzim ir 法进行带钢热镀铝—硅(7. 5%～9. 0% ) 合金的工业试验, 拉开了工业化生产的序幕。为了提高镀铝钢材的耐蚀性, 1955年钢材热镀纯铝问世, 汽车工业的发展刺激了钢板热镀铝的开发, 50 年代末、60 年代初美国、日本、英国数条带钢热镀铝生产线相继投产，早在上世纪30年代镀铝工艺用于工业生产，美国于1936年开始研究镀铝板，先后用森吉米尔法镀锌生产线改造进行生产热镀铝钢带，并转入大量生产。日本1955年以来后起居上，研究热镀铝方法，取得许多成果。随着汽车工业的发展，欧洲各国也都在上世纪70年代相继生产镀铝板。我国在1967年天津轧一从日本引进第一条镀铝钢带生产线，1976年在上海冶金轧辊厂，在上海冶金厅的支持下自主研发了双面、单面镀纯铝钢带生产线，主应用于做热水壶壳体。其后钢铁研究总院在镀涂基础上，由1996年张广宏教授主持开发，研究出了铝硅、热镀铝锌硅钢带共用生产线，成功应用在湖北黄石生产上，是我国第一条以1000mm宽带板厚0.3～1.5mm的镀铝板生产线，试生产了6000吨铝硅钢带和铝锌硅钢带，经检测各项技术指标达到国际水平；2008年无锡新大中投资，新建了国内第一条1250宽带镀铝硅生产线，2010年成功投产；江阴2009年双良集团经过三年多的不断努力，自主研究开发，成功生产出热轧钢板宽1000mm、板厚2mm～4.5mm的单面热浸镀铝钢带,形成国内第一条宽带板生产线，年产5000吨的热喷淋涂镀,浸铝扩散热轻轧烧结致密改性镀铝钢材，主用于自身制造电厂空冷设备。

镀铝生产具有多种生产工艺技术，有热浸镀、电镀电泳、气相真空沉积热喷涂镀、超声波渗铝、包覆等方法。各种工艺技术各有自身特点，在实践中，以热浸镀铝法生产工艺技术是最经济，应用范围最广，可在许多情况下取代不锈钢和高镍铬合金钢，节约大量社会钢铁资源和贵重合金原料资源。

镀铝板采用的基板和镀锡、镀锌板、镀铝锌硅是一样的，都是低碳结构薄钢板，其工艺和镀锡、镀锌板大致相同。因此一般原有镀锡、镀锌生产线只需略加改造或新建，就可实现镀铝或镀锡、镀锌、镀铝锌四用。 镀铝板的结构有四层：钢基板、合金铝铁过渡层、氧化纯铝层和保护油膜。由于基板相同，机械性能和镀锡、镀锌、镀铝锌硅板一样，但在应用上有一些自己的特点：

1、因质量轻，热镀成本比镀锡等板约低15%～55%，外观光泽与镀锡、镀锌、镀铝锌硅板一样看好，带银白色光泽。

2、耐蚀性, 抗硫化腐蚀能力也比镀锡、镀锌、镀铝锌硅板强,可取代部分不锈钢成品。比镀锡、镀锌板优，镀层薄均匀而针孔率低（经时效处理致密后），因此使用范围比镀锡、镀锌、镀铝锌硅板广泛。 3、镀铝板附着力强，耐光合作用，对有机涂料的附着力比镀锡、镀锌板强30~50倍，应用在建筑房顶20多年光亮如新，产品耐腐寿命高达100年。

4、镀铝板能焊接，能采用搭接电阻焊或粘合，并有对划伤具有自修复功能。

5、镀层薄而柔韧性高强，刚强度与基板一样，宜冲拨罐，可用于深冲罐、盖，可进行拉伸、冲压、拉管等成形加工。

6、镀铝板耐高温性强，一般在500°颜色和硬度均无明显变化，至700°时才开始变软，与不锈钢板几乎相同，而比冷轧钢板优秀20倍以上。。

7、散热性好，可用于制作空调、冰箱、电厂空冷设备等。 8、反辐射功能，摄氏500度以下可反射80%的入射热量，红外线下的反射率达到95%，可用于制作建筑板、液晶背板和冰箱及保温板等

二、镀铝板在应用的主要问题 从上述了解，镀铝板在食品制罐业上应用的技术问题主要有二：其一是耐蚀性问题。这种问题可从镀铝技术的改进和镀后涂料的改进去研究。提醒注意的是任何技术上的改进都要考虑成本，才能保持镀铝板的优势。就当前而言，镀铝板耐蚀性虽比镀锡、镀锌、镀铝锌硅板优，也有一定的耐蚀性和耐高温性，用于弱酸性食品，包装还是适合的。

这类食品市场很大，如肉、鱼、禽、乳制品、蔬菜、胡萝卜、腕豆、甜菜、土豆以及各种饮料、汤类等。如果对涂料严格技术保证，一些PH在3.7~4.5的酸性食物也是可以用镀铝板包装的，如水果、泡菜等之类。值得提出的是研究镀铝板的耐蚀性方面，不能流于铝对铁来说有好的耐蚀保护作用一般概念，镀铝板属阴极性镀层，电位比铁低，能起到电化学保护作用，在孔隙率多的情况下，钢基板和铝层之间的合金结合致密效应处理值得研究，有人在海水中试验铝钢的耐蚀性，发现短期（8年内）浸泡无变化，铝对碳钢耐蚀性有改善作用；在长期（超过23年后）户外建筑顶上不腐蚀而且光亮如新（而镀锌材料在8年内就开始腐蚀老化发灰黑），镀铝层在空气中50年都无问题，因此可用来制造海洋工程设备和建筑装饰板及汽车家电板等等。 其二是制罐工艺问题。镀铝镀层薄而柔韧性强，具有如锡一样的冲制洞滑剂，因此冲拨工艺需要完全满足。就目前看，用于二片罐采用深冲工艺是可行的。由于能焊接，制作三片罐时，采用电阻熔焊或粘合即可。如果采用镀锡板镀铝板组合使用，罐身用镀锡板，罐底盖用镀铝板亦是一种应用。

三、镀铝板应用的思想认识问题 上述分析说明镀铝板在食品包装中应用性和建筑装饰性及家电等等，有其特点和优势，有比较广阔的市场，因此是可以值得推广和发展的。但就我国当前的现实看还存在几个属于发展过程中的认识问题。

其一 我国镀铝钢板制造业基本几乎处于空白状态。 改革开放以来，我国钢铁工业高速发展，上世纪末，我国已成为世界四大钢铁生产国，2000年钢产量达1.27亿吨薄板，钢材4.3亿吨。但是就其品种和质量说，和世界发达国家比相差较大。能满足品种和质量需要的产品大约只占40%，有30%的品种数量不够，20%的品种质量不行，10%的品种不能生产。实际上我国钢材品种以线材和型材为主，板材、管材较缺。而钢的生产厂家有25%是中小企业，钢材生产有33%是小企业，他们设备陈旧，工艺落后，原料成份不稳。大型国有企业也面临体制改革和技术更新改造时期。因此整体看我国钢材质量差距仍较大、化学成分波动大、性能不稳定、成品尺寸精度不高、表面缺陷多，显然给用户使用造成废品率高。许多企业进口了国外先进设备，但由于国产原材料不适用，还要进口材料。从薄钢板材料看，虽然每年增长很快，2000年国产涂镀钢材1903.81万吨，同比增长10.20%，但表观消费量达3923万吨。

因此，薄钢板材在我国缺口非常大。可以想象，在这种背景下，包装及其它行业想使用镀铝钢板，只能依靠进口。值得提出的是，目前我国镀锡板的生产能力有富余，遗憾的是多是低挡生产线，产品只能用于干态食品包装。要满足罐头、饮料包装的高档镀锡板仍然也有赖于进口。由此可见，原材料本身制约着食品包装的发展和进步，这涉及到我们前进中的许多科学管理，协调发展问题。

其二 我国食品罐头企业如何认识他们的包装容器。