先进制造技术

目前的长材（钢管，钢角槽等）热镀工艺存在着污染高、效率低、成本高、镀层耐蚀性差等问题。针对传统工艺的不足，本项目研究出一种长材卧式热镀设备及热镀工艺，将传统吹镀升级为卧式溢流热镀。传统长材热镀工艺采用吹镀工艺：脱脂—水洗—酸洗—水洗—助镀—烘干—热浸镀—提升工件至辊道上气刀抹拭—水冷—钝化—成品。传统工艺生产过程中的脱脂、酸洗除锈、助镀及热镀锌工序都会对环境会造成废液、废气等很大的污染，致使生产产能受到国家相关环保政策的制约，造成了当前市场供不应求的现状，无法满足市场需求。采用卧式溢流热镀装置生产过程中变酸洗除锈为机械除锈，环保除锈后的工件在惰性气体保护下快速加热、快速施镀。生产过程中不用助镀剂而且密闭热镀，没有锌尘产生，也没有其他烟尘外冒，在整个生产过程只用电和水。因此，采用卧式溢流热镀工艺生产可以做到环保生产，开创了无排放全环保的长材热镀生产的新局面。 传统工艺热浸镀工序采用的锌锅尺寸取决于工件的尺寸和锌液的热容量两个因素。容锌量越大，其热容量越大。容锌量至少是单位时间处理工件量的20-40倍。因此，长材热镀工艺采用的锌锅的尺寸比较大，导致大容锌量和高的能量消耗，生产成本高。采用卧式溢流热镀工艺，减小了锌锅的容锌量，密封热镀，节省了生产的资金占用，大幅度降低锌耗、能耗，实际生产成本约降低50%。传统工艺预镀锌工件是在冷态浸入锌锅，靠锌液加热至镀锌工艺温度，耗时长，因此生产效率低。采用卧式溢流热镀工艺，大大提高了工件的行走速度，大幅度提高了生产效率。传统普遍采用的防腐措施是热镀锌，耐腐蚀性能差，本研究采用热镀Galfan合金或者其他高性能的锌基合金层(如锌铝镁、镁锌硅等)代替传统的镀锌层，提高镀层的耐腐蚀性能，此外，高性能的锌基合金层具有良好的加工成型性，可涂漆性能等优点。目前结构件热镀高性能合金的问题就是漏镀或不能获得光滑的表面，主要原因是助镀剂的影响。而批量热镀锌唯一的方法就是溶剂法，助镀剂不得不用。本研究采用无助镀剂热镀法，就消除了助镀剂的影响，实现长材的热镀合金。 采用卧式溢流热镀工艺，完美解决了传统工艺存在的不足。对提升我国长材热镀的整体水平，实现节能、减排，绿色、低耗、清洁化生产具有重大意义。此项目研究符合国家高质量发展、节能减排的战略国策，提高了产品的性价比，使其具备更强的市场竞争力，能够解决目前长材防腐的供需矛盾。长材热镀行业每年的产能达2000万吨。如此项目全行业推广，每年可减排废酸600万吨，节约用水1亿吨，节锌15万吨以上；会全面提升我国长材热镀行业水平，成为引领世界热镀行业的龙头，同时也会为实现我国一带一路的战略提供技术支持。

每年长材热镀锌产品大约2000万吨，涉及的市场约有600亿元，利润空间50亿元，是一个值得可为的传统行业。热镀锌工艺简单、适应性强、经济性高，相对金属制品的其他防腐方法耐腐蚀性足够好，历经三百多年仍经久不衰，还没有任何新的防腐技术可以取代它。当今时代，环保、节能减排、高质量发展日益获得前所未有的重视，如何符合时代的要求，提升传统行业、使质次价高的热镀长材制品更新换代是新时代赋予我们的使命。本项目完美的解决了这些问题：不仅完全解决了环保问题，而且工艺更加简单，效率更高，而且节材。所生产出的产品价廉质高，在性能高于传统镀锌20%的前提下，生产成本降低50%，由此形成无可比拟的性价比优势；为实现时代赋予我们的使命提供了充分的技术基础。利用此优势完全有可能逐渐替代传统的热镀锌长材，形成长材的一统天下。 另外，在目前的形势下，在可持续发展战略方针的指引下，安全和环境优先、器材的绿色采购和清洁能源的扩大应用均有进展，诚可谓进入环境经营的时代。钢角槽等长材如此，钢管热镀产业也不例外，开发新技术，降低消耗、提高效率，提高收益，清洁生产，研发长寿命产品是本行业的发展趋势。本技术符合这一发展趋势，成功推广，逐渐取代，拥有广阔的开发前景。经济效益由产品销售和设备销售所得。项目实施候共计3条生产线：分别是圆钢3万吨，产值1200万，利润600万；螺纹钢3万吨，产值900万吨，利润450万；角钢7万吨，产值3500万，利润2100万。销售成套装备两套，产值1000万，利润600万。综上所述项目完成后，可实现总产值6600万，利润3200万。本项目将传统产业全面升级为具有高技术含量的高附加值产业。解决了该产业的污染问题并通过节能35%以上，节锌40%以上，节约了社会资源。通过节能、降耗，无污液排放和延长寿命体现社会效益。节能降耗主要体现为能量的节约和锌耗的降低。这在目前地球资源日趋枯竭，尤其是有色金属锌资源紧张的今天，在热镀锌行业实施此项研究意义重大，而且势在必行。最重要的是本项目解决了环保问题，整个生产过程只用电和水，没有任何化学品，而且热镀时采用封闭方式进行，没有烟尘产生和外冒，彻底解决了该产业的污染问题，实现热浸镀行业的清洁生产。社会效益还体现在高性能产品的研发，这对下游产业的使用更加经济、高效，低成本运行，对下游经济的发展起到有力的促进作用。