近年來,隨著我國經濟建設的迅速發展,鋼產量連續 16年位居世界第一。然而,由于鋼材在服役期間易和所處環境介質發生化學、電化學或物理作用,產生腐蝕。鋼材的腐蝕是一種不均勻的破壞,腐蝕使鋼材的抗冷脆性能下降、疲勞強度降低。據統計,全世界因材料腐蝕所造成的損失比火山地震等自然災害造成損失的總和還大,其中鋼鐵材料的腐蝕占了很大的比例。因此,鋼材的防腐蝕一直是科學界研究的重點,對國民經濟的發展尤為重要。
連續熱鍍鋅生產線
多年來,我國鋼鐵深加工行業,包括鍍鋅、彩涂、退火等的工藝技術和大型裝備一直走重復引進的老路子,隨著生產和科學技術的發展,涂 / 鍍層鋼鐵材料的用量迅速擴大并遍布于我們生活。值此 2016 第四屆國際腐蝕工程大會來臨之際,記者特邀請本屆大會組委會成員、先進金屬材料涂鍍國家工程實驗室主任、中國鋼研科技集團有限公司新冶集團總經理張啟富做相關方面的精彩解讀。
記者:您一直致力于鋼板連續處理線和涂鍍層生產線的科研成果工程產業化,請您談談您這一路走來的研發歷程?并給我們分享一下您心得感想。
張總:鋼鐵研究總院從國家“七五”開始為配合武鋼“一米七工程”就開始了涂鍍技術的研究。1994 年到 1996 年歷時 4 年在湖北黃石設計建造了我國第一條鍍鋅 / 鍍鋁兩用中試機組;2001年始在濟鋼建造我國第一條完全自主設計的年產 25 萬噸鋼帶連續鍍鋅生產線和年產 15 萬噸彩涂生產線。大型鋼板連續涂鍍層生產線是一項技術復雜的系統集成工程,不僅要掌握其生產工藝技術,還需要很多高精尖的工藝設備和高度自動化的控制技術,難度大,工程復雜。我國國企的大型鋼板連續涂鍍生產線全部從國外引進,關鍵工藝技術和設計都掌握在國外廠商手里。在這種情況下要進行自主設計建造,面臨的是一切都要從頭開始,沒有經驗可以借鑒,沒有圖紙資料可以參考的困境。為了解決設計過程中遇到的各種難題,我和團隊查閱了大量的國內外有關技術資料,幾十次到寶鋼、武鋼、攀鋼等企業去考察,主持了多次工業化中試試驗。最終,濟鋼鍍鋅 / 彩涂工程一次試產成功,該項目受到國內外專家的高度評價,并榮獲冶金科技進步一等獎和首屆“中國鋁業杯”青年創新金獎。該項目的順利完成,開創了我國大型鋼板涂鍍層生產機組國產化的先河,結束了我國鋼鐵企業大型涂鍍層生產線全部依靠進口的歷史。
大型用涂鍍層鋼板建筑物
高檔汽車用涂鍍層鋼板
從 1996 年至今,我帶領我的團隊在我國大型連續帶鋼熱鍍鋅、涂層鋼板工藝技術、品種、裝備的開發上,開發出冷軋帶鋼“美鋼聯法”鍍鋅工藝,熱軋鋼帶鍍鋅工藝,涂層鋼板“三涂三烘”
加廢氣焚燒余熱回收環保工藝等涂鍍領域關鍵共性技術;開發了連續熱鍍鋅、鋁硅、 Galfan、 Galvalume、 熱鍍鋁、 電鍍錫、汽車用高品質熱鍍鋅鋼板等鍍鋅、鋁合金高耐蝕品種,開發了長壽耐蝕、納米改性功能性涂層、無鉻耐指紋、自潤滑等多個涂層品種。此外,還開發了熱鍍鋅大型立式還原退火爐、電解清洗、涂層精密涂敷設備、汽車板專用熱鍍鋅模擬中試機組等核心裝備。使我國在鋼材深加工領域的連續熱鍍鋅、連續有機涂層鋼板的核心工藝技術、產品品種、關鍵工藝設備逐步打破了國外封鎖,有力地促進了我國鋼材涂鍍深加工行業的技術進步。目前,已承擔建設了 1000mm寬以上的鋼帶連續涂鍍生產線 120 余條,獲得省部級獎勵十余項。經國家發改委批準,組建了“先進金屬材料涂鍍國家工程實驗室”。組織主辦了第七屆APGGC、第九屆 GALVATECH 和第二屆APGALVA 等大型國際會議,編著了《現代鋼帶連續熱鍍鋅》、《有機涂層鋼板》等行業著作。
如今我國涂鍍領域的技術進步已經不可同日而語,涂鍍裝備和產品已是鋼鐵行業中最具國際競爭力的領域之一。
有機涂層鋼板
熱鍍鋅合金鋼板
隨著“中國制造 2025”國家戰略的實施,我國大型連續涂鍍生產線在裝備和技術方面必將實現信息化和工業化的高層次深度融合,我國設計建造的大型連續涂鍍生產線也必將伴隨著國家“一帶一路”戰略的實施而享譽國際。
記者:您既是科研工作者,也是企業管理者,請您談談如何管理能讓一個企業快速健康地發展?
張總:1997 年,鋼鐵研究總院所屬的表面技術與腐蝕工程研究室,由于種種原因,虧損嚴重,經營非常困難,業務范圍萎縮,人員流失嚴重。我擔任該研究室的主任后,一方面積極爭取國內外的科研和工程項目,開拓新的業務市場,另一方面也加強了研究室內部管理,廣納各方人才,通過扎實工作,使研究室很快扭虧脫困。
1999 年,鋼鐵研究總院進行結構調整,由幾個經濟實力較弱、經營狀況較差的單位組成工程技術中心。我擔任工程技術中心的主任后,對外積極開拓市場、狠抓項目落實,對內整合資源、集中優勢,嚴格管理,有效地激發了職工的積極性。
2002 年,鋼鐵研究總院對原隸屬冶金工業部的新冶高科技集團公司進行改制重組,我又擔任新冶集團總經理。通過以建立現代企業制度、完善企業法人治理結構為重點,進一步開拓工程項目領域,實行以鋼材涂鍍技術為主業、集成創新、優化資源配置,深化結構調整,強化基礎管理,企業凝聚力不斷提升,經濟實現快速發展。新冶集團由剛剛重組時的產值幾千萬、利潤幾百萬,經過十幾年的發展,產值已超過 15 個億,實現了國有資產的保值增值。
家電用涂鍍層鋼板
記者:國內涂鍍領域的工藝技術與國外是否存在差別?
張總:目前國內涂鍍領域的工藝技術與國外沒有明顯差別,尤其是大型鋼鐵企業引進的生產機組,就裝備水平而言處于國際領先水平。鋼板高電流密度電解清洗技術、清洗液過濾回收技術、高精度板溫控制、直焰沖擊燃燒(DFI)技術、沉沒輥長壽技術、鋅花控制技術、潤滑膜技術等國際領先技術在國內都有成熟的應用。
但目前國內涂鍍領域存在的問題主要包括:同質化產品較多,高品質(高質量、高強度、高耐蝕、功能化、極限規格等)涂鍍鋼板品種相對不足,總體質量偏低,基礎和應用技術研究欠缺,妨礙了涂鍍鋼板應用市場的拓展。
記者:目前國內鋼材涂鍍領域有哪些創新的產品和工藝?并且請您談談涂鍍領域未來的發展趨勢?
張總:中國政府近年大力倡導節能、減排和可持續發展政策;而信息化社會人們更強調產品的安全性和新的功能。
這都進一步促使涂鍍鋼板產品的開發向高強度、長壽命、功能化、綠色化方向發展。同時,近年來中國引進了大量的先進涂鍍生產線,加上對國外產品、工藝及裝備先進技術的學習與消化吸收。
所有這些都促進了中國涂鍍鋼板生產在品種開發、工藝技術、裝備水平、產品品質等方面的進步。
目前,國內鋼材涂鍍領域存在眾多產品和工藝創新,包括:第三代汽車鋼鍍鋅產品和工藝、先進高強鋼的鍍鋅及合金化產品和工藝、新型高耐蝕鍍層(熱鍍鋅鋁鎂鍍層)產品和工藝、熱壓成形鋼鋁硅鍍層及鋅基鍍層生產工藝等。涂鍍領域未來的發展方向主要表現在:(1)先進性:高強度鋼板涂鍍產品的開發及工藝研究;(2)耐久性:
高耐腐蝕性鍍層品種的開發及應用技術研究;(3)美觀性:鍍層質量控制技術優化及產品質量控制;(4)功能性:
特定功能的個性化定制產品的生產及應用研究;(5)環保性:對環境無污染,對生態無破壞,對人類無害的環保產品的開發。
記者:這次的 2016 國際腐蝕工程大會(簡稱 ICEC2016),您是組委會特邀嘉賓,請您談談對這次會議的看法和期許?
張總:國際腐蝕工程大會是國際腐蝕界科技水平最高、范圍最廣、影響最大的國際性腐蝕工程領域的大會,受到各國政府部門、學術界和工業界的高度重視。2016 國際腐蝕工程大會首次在中國舉辦,會議的舉辦為我國腐蝕工程界,防腐蝕工程界的各位同仁與國際腐蝕工程界同仁的溝通交流構建了一個良好的平臺,也是我國腐蝕防護技術進入國際舞臺的一個契機;可以提高我國腐蝕防護技術在國際腐蝕工程界的影響力,為我國腐蝕防護技術的進步打下良好的基礎。通過本次會議可以很好的展示我國在腐蝕防護工程研究和應用領域已經取得的進展情況和突出成果,促進世界各國腐蝕防護領域的專家、學者、權威人士及相關企業高層管理技術人員之間的對話、溝通和交流,共同探討腐蝕防護學科發展的研究熱點,助力“中國制造 2025”和“一帶一路”的建設。最后,祝 2016 國際腐蝕工程大會取得圓滿成功。
后記:
隨著生產和科學技術的發展,涂 / 鍍層鋼鐵材料的用量迅速擴大并遍布于我們的生活,未來涂 / 鍍層鋼鐵材料技術將往高性能化、 高功能化、 智能化和綠色化的方向發展。 勇于創新, 積極消化、吸收國外先進技術并不斷開發具有自主知識產權的新工藝、新技術、 新裝備和新產品是每個科研工作的責任和目標。 大家行動起來,為祖國的發展努力拼搏吧!
人物簡介
張啟富,男,滿族,教授級高級工程師,博士生導師。1996年獲華中理工大學(現華中科技大學)博士學位。1997年起歷任鋼鐵研究總院表面技術與腐蝕工程研究室副主任、主任,工程技術中心常務副主任、主任。2002年8月至今任中國鋼研科技集團有限公司新冶集團總經理、先進金屬材料涂鍍國家工程實驗室主任,Association for iron and steel technology (美國鋼鐵技術協會)會員。
曾任中國腐蝕與防護學會第六、七屆副理事長,北京腐蝕與防護學會第六屆理事長,現任中國腐蝕與防護學會第九屆副理事長,中國金屬學會涂鍍技術委員會副理事長,中國金屬與非金屬覆蓋層標準化技術委員會熱涂鍍分技術委員會副主任委員,中國機械工程學會高級會員,中國機械工程學會表面工程分會常務委員,中國建筑鋼標準協會專家委員會委員,《腐蝕科學與防護技術》、《材料保護》雜志編委。主要研究方向:耐蝕金屬材料涂鍍層技術、金屬涂鍍技術、金屬表面工程。主要從事金屬材料涂鍍層技術和特種涂料的研究開發和推廣工作。主持多項國家科技重大專項、國家自然科學基金課題和部級攻關項目。所研制的耐熔熔金屬鋁液腐蝕涂層技術解決了我國第一條1000mm寬帶鋼連續熱浸鍍鋁鋅兩用生產機組的重大技術難題。主持多項帶鋼連續熱浸鍍鋅生產線的設計工程項目。研制的系列耐高溫涂料、緩蝕劑、流涂涂料等產品成功地應用于生產中,取得顯著經濟效益,出版專著4部,論文60余篇,申報專利30余項。
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