稀土在鋼材鍍層應用中前景廣闊
2008年01月23日 0:0 7799次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 新技術
“稀土在鋼材及金屬制品鍍層應用前景十分廣闊，潛在的市場極其巨大，我們應加快研發(fā)，推廣應用，將稀土合金鍍層技術應用到鋼管、鋼板和異型鋼材上去。”這是日前記者在馬鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司采訪時，這里的董事長劉冀魯，總工程師、教授級高工史志民所闡述觀點。
馬鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司是專門從事研發(fā)和生產(chǎn)稀土合金鍍層技術和產(chǎn)品的高新技術企業(yè)，先后自行開發(fā)成功具有自主知識產(chǎn)權的稀土多元合金鍍層與稀土鋅鋁合金鍍層鋼絲鋼絞線制造工藝及技術，在電力、電訊、電氣化鐵路等建設項目上廣泛應用。
據(jù)這里的專家介紹，稀土元素具有獨特的4f電子層結構，大的原子磁距，很強的自旋軌道藕合等特性，與其它元素形成稀土配合物時，配位數(shù)可在3-12之間變化，并且稀土化合物的晶體結構也是多樣化的。稀土元素獨特的物理化學性質(zhì)，在與有色金屬生成金屬間化合物和合金材料時表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能，從而決定了它們具有極為廣泛的用途。稀土在鋼、鐵、有色金屬、機械制造、石油化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面用途廣泛，稀土有色合金材料是當代航空、航天、軍事和汽車工業(yè)領域重點發(fā)展的新一代材料。
從世界范圍的熱浸鍍鋅技術的發(fā)展歷程來看，熱浸鍍層向著合金化鍍層及專用鍍層技術發(fā)展。為了提高傳統(tǒng)鋼鐵材料及制品產(chǎn)品的使用壽命，國際鉛鋅研究組織、美國伯利恒鋼鐵公司于自八十年代中后期相繼開發(fā)出了Galfan、Galvalume等新型鋅鋁合金防腐鍍層，已經(jīng)在工業(yè)發(fā)達國家按照產(chǎn)品標準進行生產(chǎn)，并得到了廣泛應用。在我國，鋼鐵材料及制品的防腐鍍層技術水平比較落后，占全國總量90%以上的仍是傳統(tǒng)鍍鋅層，鋅鋁合金鍍層鋼鐵制品產(chǎn)量甚少，而且產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定，其防腐蝕能力與國際同類產(chǎn)品相比尚有差距。
在稀土多元合金鍍層產(chǎn)品實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前，我國相關技術領域?qū)ι鲜鲥儗拥拈_發(fā)與應用基本上處于跟蹤研究狀態(tài)。由于Galvalume和Galfan鍍層在大氣中的耐蝕性均優(yōu)于普通鍍鋅層，而在土壤及海洋環(huán)境下的表現(xiàn)卻不令人滿意。因此開發(fā)低成本、高性價比的熱浸鍍合金鍍層不僅是熱浸鍍技術的一個發(fā)展方向，而且具有十分重要的現(xiàn)實意義。
為此，馬鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司在國內(nèi)最早開發(fā)研制出新型防腐鍍層材料——稀土多元合金鍍層材料及工藝技術，克服了國外同類產(chǎn)品氣體還原法（即森吉米爾法Sendzimir）生產(chǎn)設備復雜、制造費用昂貴，對原材料要求十分苛刻等一系列缺陷，而且能夠采用國內(nèi)通用的“溶劑法”工藝方法來實現(xiàn)。所制產(chǎn)品具有高耐腐蝕性，并且有優(yōu)良的成型性、可焊性等一系列良好的綜合性能，充分利用了我國富有的稀土資源并易于推廣。
之后，又著手研發(fā)稀土多元合金Ⅰ（稀土-鋅-鋁-鎂RE+Zn+Al+Mg）、稀土多元合金Ⅱ（稀土-鋅-鋁-鎂-硼-鉻-鈦REZnAlMgBCrTi）等鍍層技術和產(chǎn)品。稀土多元合金Ⅰ具有有優(yōu)異的抗腐化性及良好的電化學保護能力。鍍層綜合抗腐蝕能力的提高，使稀土合金鍍層鋼鐵制品可以在各類嚴酷環(huán)境下，保持著良好的抗腐蝕穩(wěn)定性，從而有效的抑制了鋼鐵制品的腐蝕與破壞的速度。
而列入國家863計劃稀土多元Ⅱ（稀土-鋅-鋁-鎂-硼-鉻-鈦）鍍層技術和產(chǎn)品，是利用稀土、鋅、鋁等金屬改善鍍液流動性的特點，使鍍層色澤亮麗、光潔度好、結合力強、品質(zhì)穩(wěn)定；同時又用微量RE、Mg、Ti、B、Cr等元素，抑制晶界或晶間腐蝕的特點來提高鍍層耐局部腐蝕的能力，鍍層表面富集的稀土氧化物、鋁鎂氧化物等抗蝕相組織構成復合膜可有效地隔絕基體與腐蝕介質(zhì)，從而減緩電化學反應的進行，大大提高鍍層的耐蝕性能。
該鍍層材料在各類環(huán)境及腐蝕介質(zhì)中，鍍層的腐蝕速率要比國際上現(xiàn)行的耐腐鋅鋁合金鍍層材料降低25%以上，產(chǎn)品制造成本降低20%以上，產(chǎn)品的耐腐蝕能力和使用壽命是普通鍍鋅防腐層的3倍以上。該技術容易推廣，特別適合我國現(xiàn)階段鋼鐵材料防腐加工行業(yè)的實際裝備技術水平。
據(jù)專家介紹，國產(chǎn)的稀土鋅鋁合金鍍層、稀土多元合金鍍層鋼絲鋼絞線產(chǎn)品、稀土鋅鋁合金鍍層功能材料具有良好的抗腐蝕能力和綜合技術性能。工業(yè)性試驗及國家技術權威部門檢測證明，相關產(chǎn)品技術性能指標顯著高于國家現(xiàn)行標準對鍍鋅產(chǎn)品的技術要求。產(chǎn)品的重要性能指標已超過了國際電工委員會IEC、美國ASTM等相關產(chǎn)品標準。幾年來國家重點工程的應用可以證明，作為一種新型稀土功能材料，稀土多元合金鍍層完全可以超過國際上通用的Galfan合金鍍層，用于各類鋼鐵制品的防腐加工制造。
該材料所制鍍件表觀質(zhì)量優(yōu)良，可滿足各類鋼結構產(chǎn)品及高壓及超高壓輸電線路用架空導線及地線、電力鐵塔、防雷接地線和接地網(wǎng)產(chǎn)品耐鹽霧及土壤腐蝕的要求，現(xiàn)已實現(xiàn)該稀土多元(REZnAlMgBCrTi)合金鍍層功能材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。研制開發(fā)了具有國際先進水平的稀土多元(REZnAlMgBCrTi)合金鍍層功能材料，所制產(chǎn)品的耐腐蝕能力和使用壽命是普通鍍鋅防腐層的2-3倍。
與普通鍍鋅鋼絲鋼絞線相比，稀土鋅鋁合金鍍層、稀土多元合金鍍層鋼絲鋼絞線產(chǎn)品具有以下顯著特點：
1、產(chǎn)品外觀：稀土合金鍍層鋼絲鋼絞線表面光滑亮麗，具有一定的外觀裝飾性。
2、鍍層重量：本產(chǎn)品克服了普通鋅鋁合金鍍層厚度不足之弱點，其合金鍍層重量高于國家標準對鍍鋅鋼絲產(chǎn)品的技術要求，充分保證產(chǎn)品的使用壽命。
3、鍍層附著力：稀土合金鍍層與金剛芯附著性好，鍍層附著自身纏繞試驗不開裂。
4、抗腐蝕性：抗腐蝕能力強，根據(jù)用戶要求，可對產(chǎn)品進行中性鹽霧（NSS）試驗，二氧化硫（SO2）試驗，抗腐蝕能力較熱鍍鋅鋼絲提高1—2倍。
5、硫酸銅試驗：鋼絲耐硫酸銅試驗次數(shù)高于國家標準對鍍鋅鋼絲的技術要求。
6、鋼絲電阻率：滿足國際電工委員會（IEC）標準對鋼芯鋼絲的電阻率要求，該指標優(yōu)于國家現(xiàn)行標準。
7、與鋁導體的匹配性：材料匹配性好，由于鋼絲基體上鍍覆有連續(xù)致密的稀土合金鍍層材料，可以減小鋼芯鋼絲與稀土鋁導線、鋁導線之間的電偶腐蝕，延長鋼芯鋁導線的使用壽命。
8、產(chǎn)品的性價比：該產(chǎn)品有較高的質(zhì)量性能價格比，可以比照（即略高于）熱鍍鋅產(chǎn)品價格為用戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
專家指出，盡管我國已經(jīng)研發(fā)出新一代的稀土合金鍍層技術和材料，在國內(nèi)一批重點電力建設工程應用，但由于產(chǎn)量有限，遠遠不能滿足國內(nèi)市場的需求。據(jù)悉，上個世紀八十年代國外研制成功Zn－5%Al－混合稀土合金鍍層（GALFAN®）專利權屬于國際鉛鋅組織（ILZRO）所有，自1983年起，Zn－5%Al－混合稀土合金鍍層鋼材（包括板、絲、管材）開始正式商品化生產(chǎn)。至今，Zn－5%Al－混合稀土合金鍍層已在世界30多個國家獲得專利，全世界有60條生產(chǎn)線從（ILZRO）購買了Zn－5%Al－混合稀土合金鍍層（GALFAN®）生產(chǎn)專利許可證，有權生產(chǎn)Zn－5%Al－混合稀土合金鍍層（GALFAN®）板、絲、管材。
1996年，國內(nèi)某廠以巨額外匯，從國外進口了全套年產(chǎn)2萬噸的鍍GALFAN®鋼絲設備，并且購買了Galfan專利，但由于成本和技術方面的種種原因，致使該生產(chǎn)線長期沒有正常達產(chǎn)投運。幾年前某公司也購進口全套鍍GALFAN®鋼絲設備，也有企業(yè)自制設備投入GALFAN®鋼絲生產(chǎn)的，某冶煉廠于上世紀九十年代購買了用于生產(chǎn)制造GALFAN®合金錠專利，但由于種種復雜原因，GALFAN®鋼絲始終沒有在我國形成大面積推廣。
究其原因，除了鍍GALFAN®鋼絲技術工藝水平、設備及產(chǎn)品的制造成本產(chǎn)品質(zhì)量、我國的市場對此的認知和認可等諸多因素之外，其中重要原因之一，就是國外的鍍GALFAN®鋼絲、鋼絞線與我國金屬制品行業(yè)的現(xiàn)實生產(chǎn)力水平和工藝裝備能力不相適應，所以在我國鍍GALFAN®鋼絲、鋼絞線至今還沒有形成市場的主流產(chǎn)品。
業(yè)內(nèi)專家認為，新一代稀土合金鍍層材料和技術，在鋼材上應用的前景極其廣闊。目前的應用領域還只涉及電力行業(yè)，主要是稀土合金鍍層鋼絲和鋼鉸線，在高壓及超高壓輸電線路用架空導線及地線、電力鐵塔鋼結構、防雷接地線和接地網(wǎng)、電纜橋架上應用，而僅這一領域，我國年需求的鋼絲和鋼鉸線就達100萬噸，但現(xiàn)在稀土合金鍍層的年產(chǎn)量只有幾萬噸，顯然滿足不了國內(nèi)市場的需求。而這一高新技術如果應用到管材、型材和板材上，研發(fā)出稀土合金鍍層鋼管、稀土合金鍍層型鋼、稀土合金鍍層板材，其市場之巨大是可想而知的。
現(xiàn)在，我國的還大都停留在鍍鋅鋼管、鍍鋅板和鍍鋅異型材上，基本上沒有采用稀土合金鍍層技術，因而鍍鋅鋼材及金屬制品，其防腐蝕性差，污染大，使用壽命短，不符合節(jié)能減排的國策。
業(yè)內(nèi)人士提出，在我國將稀土合金鍍層技術在鋼管、鋼板和異型鋼材上應用，完全具備條件。因為我國有豐富的稀土資源。當年，鄧小平就曾說過，“中東有石油，中國有稀土。”“一定要把稀土的事情辦好，把我國稀土優(yōu)勢發(fā)揮出來”。我國稀土資源在世界上居首位，全球已勘察出的可供開采稀土礦藏儲量1.54億噸（REO），其中8900萬噸（REO）在中國，占全球儲量的近58%?，F(xiàn)已形成從采、選、冶煉、分離到分析檢測比較完整的生產(chǎn)體系。已能夠生產(chǎn)100多個品種、200多種規(guī)格的稀土產(chǎn)品。近20年來，我國的稀土冶煉、分離工業(yè)發(fā)展十分迅猛，其品種數(shù)量、產(chǎn)量、出口量及消費量均占世界首位，在世界上具有舉足輕重的地位。可見，我國豐富的稀土資源為在鋼材上開發(fā)稀土合金鍍層產(chǎn)品奠定了基礎。
如果稀土合金鍍層技術在鋼管、鋼板、鋼帶和型材上實現(xiàn)應用，那么其市場的潛力十分巨大。據(jù)悉，馬鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司已把下步的研發(fā)工作重心延伸到這一更為廣闊的領域，向稀土合金鍍層的管、板、帶和型材上發(fā)展，開發(fā)出新型的稀土合金鍍層鋼材、鋼管和工槽角等異型鋼材。
責任編輯：CNMN
如需了解更多信息，請登錄中國有色網(wǎng)：www.yemianfei8.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明：本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網(wǎng)”的文章，均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機構授權同意發(fā)布的文章。
如需轉載，轉載方必須與中國有色網(wǎng)（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯(lián)系，簽署授權協(xié)議，取得轉載授權；
凡本網(wǎng)注明“來源：“XXX（非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報）”的文章，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不構成投資建議，僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作，所有后果讀者自負，中國有色網(wǎng)概不負任何責任。
