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）委員會投票通過。不巧的是正逢新冠肺炎疫情在全球蔓延，位于美國的ISO委員會秘書處受疫情影響，標準審核時間無法確定……
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)品的成功開發(fā)和不斷升級。近日，《中國冶金報》記者來到酒鋼碳鋼薄板廠，探尋先進新材料——鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品研發(fā)升級的過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
在酒鋼的鋼鐵產(chǎn)線家族中，鍍鋅生產(chǎn)線最“年輕”。15年前，在冷軋鍍鋅項目設(shè)計交流之初，酒鋼項目組人員就將市場競爭力強的產(chǎn)品作為酒鋼未來涂鍍生產(chǎn)線主力生產(chǎn)的產(chǎn)品來考慮，并開始謀劃生產(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”，常見的方法就是鍍鋅。為了提高耐腐蝕性能，后來又開始在鍍層中加入鋁。鍍了鋁鋅的鋼板，耐腐蝕年限可以成倍增加，延長至10年以上。我國鋼鐵工業(yè)長期依靠鍍鋅和鋁來防止鋼材生銹，要進一步延長鋼材的防腐蝕年限，只能依靠不銹鋼。
董世文是一個有夢想的人，面對酒鋼先進的生產(chǎn)線，他和他率領(lǐng)的團隊一直在思考：怎么樣能進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)線投產(chǎn)之初，董世文團隊就著手實驗室研究，通過不同元素的組合得出各種超耐蝕鍍層的基本數(shù)據(jù)。經(jīng)過反復試驗后，他們把產(chǎn)品升級的突破口放在了鋅鋁鎂鎳稀土合金上。
實現(xiàn)夢想的過程十分艱難。團隊的工作量出奇地大，從理論研究到實驗室研究再到工業(yè)試驗，從生產(chǎn)線調(diào)試到產(chǎn)品試制，從失敗后的分析到取得進步后的經(jīng)驗總結(jié)，董世文團隊熬過了無數(shù)個不眠之夜。
時間來到了2016年的11月8日，這天下午，酒鋼碳鋼薄板廠開始試生產(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(diào)試，到了第二天清晨5時，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。
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(jù)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)品的特點在于其具有自我修復能力，鋼板切割面不會像其他鍍鋅產(chǎn)品那樣生銹，其周邊的鍍層成分會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，對切割面進行自我修復，從而實現(xiàn)耐腐蝕。
酒鋼宏興股份公司鋼鐵研究院鄒明博士也證實了這款產(chǎn)品具有自我修復能力。“由于切割斷面能夠自我愈合，保守估計產(chǎn)品防腐蝕壽命能夠達到30年以上。”鄒明介紹，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(xiàn)象。
酒鋼銷售人員介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板可應(yīng)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、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(shè)和農(nóng)業(yè)、養(yǎng)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世后，引發(fā)了國內(nèi)鋅鋁鎂合金鍍層鋼板的開發(fā)熱。市場競爭日益激烈，最明顯的一個表現(xiàn)是產(chǎn)品價格逐漸由五位數(shù)降至四位數(shù)。人有我優(yōu)，為了保持產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，2019年以來，酒鋼碳鋼薄板廠持續(xù)加大質(zhì)量攻關(guān)和技術(shù)優(yōu)化力度。
酒鋼碳鋼薄板廠兵分兩路，第一路進行自然環(huán)境下的耐腐蝕性能檢測。
“實驗室數(shù)據(jù)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的。”杜昕說，為了更加客觀準確地檢驗酒鋼鋅鋁鎂鎳稀土合金產(chǎn)品在高溫、高濕、長日照、強降水、高風力等復雜氣候條件下的耐腐蝕性能，薄板廠決定進行野外檢測，為產(chǎn)品改進積累數(shù)據(jù)。
于是，結(jié)合客戶使用需求，酒鋼碳鋼薄板廠委托第三方機構(gòu)開展鋅鋁鎂鎳稀土合金長周期戶外暴曬試驗，試驗地點氣候各異，包括熱帶海洋季風性氣候的海南三亞、溫帶大陸性干旱氣候的新疆吐魯番等，試驗周期初步設(shè)定為10年。
酒鋼碳鋼薄板廠還制作出一批鋅鋁鎂鎳稀土合金加工件，送到所轄各銷售分公司，進行長周期戶外暴曬和土壤壓埋耐腐蝕試驗，進行多樣化沖孔、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。
黑點，是影響鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板表觀質(zhì)量的最主要因素。眼神好的人，站在鋼卷一米開外，很容易看見鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼卷表面存在的黑點，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。
“鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板像個頑皮的孩子，生產(chǎn)中，上一卷還很完美，可在下一卷，黑點就會‘蹦’出來。”董世文介紹，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，就拿氣候來說，在雨天、雪天與晴天，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量就有所不同，刮風天與無風天也有差異。
董世文團隊聚焦現(xiàn)場問題，從人、機、料、法、環(huán)、測六個方面，辨識、梳理各工藝環(huán)節(jié)關(guān)鍵控制點，研究并確定影響產(chǎn)品軋制穩(wěn)定性的因素、失控風險及預防措施，及時傳遞過程異常信息，以改進后道工序生產(chǎn)工藝，同時完善工序約束條件及追責標準，持續(xù)開展工藝技術(shù)改進。
幾個月下來，黑點難題終于被攻克，產(chǎn)品表觀缺陷得到有效控制。董世文告訴《中國冶金報》記者：“現(xiàn)在，用戶對產(chǎn)品表面質(zhì)量很滿意。”