低涂油冷軋板應(yīng)用及銹蝕問(wèn)題解決方案探討

張寶平,趙艷亮,孫 敏

(寶山鋼鐵股份有限公司 1.冷軋廠,上海 201900; 2.中央研究院,上海 201999)

鋼鐵是構(gòu)建現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活的重要原材料。冷軋鋼板在汽車、家電、建筑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,在碳鋼板材消費(fèi)總量中占據(jù)重要位置。鑒于冷軋板易銹蝕的特征,如何提升冷軋板表面耐銹蝕性能是生產(chǎn)和應(yīng)用行業(yè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。冷軋板表面防腐蝕方法主要分為兩類:永久性防護(hù)主要是通過(guò)改變金屬內(nèi)部的組織構(gòu)型或者在金屬表面覆蓋涂層的方法,暫時(shí)性防護(hù)是指經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后能夠用某種方法將其去除的防銹方式[1]。暫時(shí)性防護(hù)措施是冷軋板制造、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程中防銹的常用方法。而防銹油是冷軋板暫時(shí)性保護(hù)的一種不可或缺的方式[2]。冷軋板的生產(chǎn)一般需要涂覆防銹油,以滿足生產(chǎn)過(guò)程和儲(chǔ)存運(yùn)輸期間的防銹要求。防銹油的耐蝕作用和涂油量正相關(guān)[3-4],我國(guó)冷軋板供貨產(chǎn)品表面涂油量普遍偏高。較高的涂油量可以使冷軋板表面具有更好更穩(wěn)定的耐銹蝕性能,但同時(shí)也給制造和應(yīng)用端造成了大量的浪費(fèi)和損失,不利于環(huán)境清潔環(huán)保。

近年來(lái),隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的提出,冷軋板產(chǎn)品下游行業(yè)的涂裝工藝環(huán)保化趨勢(shì)明顯。傳統(tǒng)的強(qiáng)堿清洗模式已經(jīng)無(wú)法滿足環(huán)保政策要求,涂裝前處理弱清洗、免清洗工藝將逐步成為主流。低涂油冷軋板應(yīng)用具有廣泛的應(yīng)用前景,同時(shí)低涂油帶來(lái)的防銹性能不足問(wèn)題成為鋼鐵行業(yè)的研究重點(diǎn)。

本文對(duì)低涂油冷軋板應(yīng)用及銹蝕問(wèn)題解決方案進(jìn)行了探討。

1 低涂油冷軋板應(yīng)用趨勢(shì)

冷軋板具有良好的表面質(zhì)量,廣泛應(yīng)用于汽車、家電、建筑領(lǐng)域。由于冷軋板極易在大氣環(huán)境中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,影響美觀及后續(xù)使用,并且可能會(huì)在生產(chǎn)及使用中引起安全事故,因此該材料在加工過(guò)程中均需要進(jìn)行涂裝處理。建筑行業(yè)應(yīng)用加工流程簡(jiǎn)單、變形量較小,主要以彩涂卷鋼形式進(jìn)行供貨;而汽車、家電、油桶等行業(yè)涉及復(fù)雜的加工流程,主要以涂油表面進(jìn)行供貨,經(jīng)過(guò)成型和連接工藝后進(jìn)行涂裝處理。涂裝處理是冷軋板加工制造過(guò)程中排放最大的工藝環(huán)節(jié),以汽車制造為例,制造過(guò)程中30%左右的VOC、80%以上的廢水COD排放來(lái)自涂裝工序,經(jīng)過(guò)測(cè)算涂裝工序碳排放占全流程的60%以上。

近年來(lái)隨著環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng),環(huán)保涂裝工藝的應(yīng)用已成為趨勢(shì)(如圖1所示)。環(huán)保涂裝工藝主要包括環(huán)保前處理低COD工藝和環(huán)保涂漆處理低VOC工藝。其中環(huán)保前處理工藝逐步由常規(guī)磷化向薄膜鋯化/免前處理工藝發(fā)展,對(duì)鋼板表面化學(xué)特性提出新的要求。同時(shí)涂裝前處理的清洗工藝也形成了由強(qiáng)堿清洗向弱堿清洗/免清洗的發(fā)展趨勢(shì),鋼板表面必須通過(guò)更高清潔度來(lái)適應(yīng)。傳統(tǒng)冷軋板儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程為防止銹蝕涂敷的防銹油,成為環(huán)保涂裝工藝和高清潔度表面要求的主要負(fù)面影響因素。我國(guó)常規(guī)冷軋板供貨涂油量主流是800～2 000 mg/m2,當(dāng)涂油量低于800 mg/m2時(shí)材料儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象(如圖2所示),而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在家電油桶行業(yè)已經(jīng)逐步形成冷軋板超低涂油甚至免涂油供貨的生態(tài)。

圖1 涂裝工藝類型及發(fā)展趨勢(shì)

圖2 冷軋儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程表面銹蝕形貌

超低防銹油涂敷冷軋板一般指涂油量≤500 mg/m2,可粗略分為300～500 mg/m2和100～300 mg/m2兩個(gè)級(jí)別,前者可滿足涂裝弱清洗工藝要求,后者可實(shí)現(xiàn)涂裝高效弱清洗。當(dāng)涂油量低于100 mg/m2時(shí)一般采用DOS油替代防銹油,超低DOS油涂敷基本不具備防銹的功能,涂裝前處理可以實(shí)現(xiàn)無(wú)堿水洗或免清洗。冷軋板超低涂油甚至免涂油供貨可以為用戶帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)環(huán)保收益的同時(shí),也可以一定程度降低制造成本。在全球“雙碳”戰(zhàn)略大背景下,涂裝環(huán)保工藝步伐加快,冷軋板超低涂油甚至免涂油供貨將成為趨勢(shì)。

從油桶行業(yè)不同涂裝前處理工藝對(duì)冷軋板表面涂油量需求(如圖3所示)可知,傳統(tǒng)磷化前處理工藝條件下冷板供貨防銹油涂敷量一般在800～1 200 mg/m2,弱清洗的無(wú)磷前處理工藝防銹油涂敷量一般為300～600 mg/m2,如果將表面進(jìn)行DOS油涂敷50 mg/m2以內(nèi)時(shí)可滿足免清洗/免前處理涂裝工藝要求。目前全球油桶行業(yè)冷軋板需求量約2 000萬(wàn)t/a(不完全統(tǒng)計(jì))。初步測(cè)算如涂裝前處理全部由傳統(tǒng)工藝切換至環(huán)保免前處理工藝,鋼材供應(yīng)商每年可減少約5 000 t防銹油的使用量,油桶加工行業(yè)涂裝工序成本可下降30億元,具有顯著的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 不同涂裝前處理工藝對(duì)冷軋板表面涂油量需求

2 低涂油冷軋板易銹蝕機(jī)理及主要影響因素

冷軋板在大氣中的腐蝕是一個(gè)電化學(xué)的過(guò)程,在電解質(zhì)腐蝕環(huán)境下金屬材料的腐蝕電化學(xué)的基本類型主要包括:

(1)析氫腐蝕,即在電解質(zhì)酸性較強(qiáng)條件下,正極反應(yīng)是水膜中的氫離子獲得電子被還原為氫氣,負(fù)極反應(yīng)是鐵原子失去電子被氧化。

方程式:

Fe→Fe2++2e-

(1)

Fe2++2H2O→Fe(OH)2+2H+

(2)

2H++2e-→H2

(3)

Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑

(4)

(2)吸氧腐蝕,即在電解質(zhì)弱酸性、中性、弱堿性條件下,正極反應(yīng)是溶于水膜里的氧氣得到電子被還原,負(fù)極反應(yīng)是鐵原子失去電子被氧化[5]。

方程式:

Fe→Fe2++2e-

(5)

O2+2H2O+4e-→4(OH)-

(6)

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

(7)

冷軋板卷鋼材料表面鋼板腐蝕主要是較為普遍的吸氧腐蝕。其耐蝕性能主要受腐蝕環(huán)境、腐蝕介質(zhì)和冷軋板表面特性影響。本文所關(guān)注的冷軋板制造、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程發(fā)生的銹蝕問(wèn)題,其腐蝕環(huán)境指的冷軋板在制造、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程所處的微環(huán)境,主要受涂油、包裝和倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸環(huán)境影響;腐蝕介質(zhì)指的是制造過(guò)程中的鋼板表面附著物(如水汽、氧化物、氯化物、灰塵、乳化液殘?jiān)?形成的電解質(zhì),主要受制造過(guò)程表面清潔度控制和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程污染影響;表面特性指的是由極表層的物理化學(xué)構(gòu)成所形成的電化學(xué)特性,主要受產(chǎn)品制造過(guò)程形成的表面物理輪廓、氧化層結(jié)構(gòu)等方面影響。將冷軋板表面涂油量降低甚至免涂油,表面阻隔性降低腐蝕環(huán)境和介質(zhì)可以更直接地作用于表面。這就要求冷軋卷鋼表面具有更好的耐蝕性能,其影響因素主要包括冷軋板表面清潔度控制工藝技術(shù)、冷軋板表面耐蝕性能控制技術(shù)和包裝技術(shù)幾個(gè)方面。

3 低涂油冷軋板銹蝕問(wèn)題解決方案

普通冷軋板的制造流程是熱軋酸洗來(lái)料經(jīng)過(guò)軋制→清洗→熱處理→平整→涂油→包裝后進(jìn)行供貨(如圖4所示)。表面清潔度控制、表面耐蝕性能優(yōu)化設(shè)計(jì)、表面處理技術(shù)和包裝技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)高耐蝕冷軋低涂油、免涂油產(chǎn)品供貨主要技術(shù)研究方向。

圖4 冷軋板制造工藝流程示意圖

3.1 超低涂油冷軋板表面清潔度對(duì)耐蝕性能影響及優(yōu)化方案

冷軋板表面清潔度一般指的是帶鋼表面殘油、殘鐵、殘?zhí)?、灰塵等污物的多少。主要來(lái)源于軋制環(huán)節(jié)乳化液、潤(rùn)滑油、液壓油等油品污染,以及軋制過(guò)程中產(chǎn)生的殘鐵、碳粉末和灰塵等微小固體顆粒。其中表面殘留的油脂類污染物經(jīng)過(guò)退火處理后發(fā)生碳化,產(chǎn)品表面已形成明顯的色差和黑斑顯現(xiàn),影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量;殘鐵、碳粉末和灰塵等固體顆粒殘留導(dǎo)致冷軋板表面形成顯著的微區(qū)電位差,極易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致表面更容易銹蝕[6]。提升鋼板表面清潔度主要包括軋制過(guò)程污染物控制和軋制后退火前表面清洗處理兩個(gè)方面。

軋制過(guò)程污染物主要來(lái)源于潤(rùn)滑劑殘留和軋輥與鋼板表面摩擦磨損鐵粉剝離物。通過(guò)軋制過(guò)程的基本作用原理可知,影響鋼板表面殘留物的關(guān)鍵因素是所使用的冷軋軋制油和乳化液系統(tǒng)的裝備工藝條件。一方面軋制過(guò)程鋼板表面鐵粉附著量與附著的軋制油含量成反比關(guān)系,鋼板表面附著的軋制油含量與乳化液的顆粒粒徑成正比關(guān)系;另一方面乳化液應(yīng)用過(guò)量和工藝不當(dāng)會(huì)直接導(dǎo)致乳化液殘留斑跡,甚至“油燒”問(wèn)題的發(fā)生。為有效控制軋制后鋼板表面清潔效果,需要從熱軋酸洗來(lái)料、軋制油、乳化液選型、軋制工藝、乳化液系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)等多方面進(jìn)行系統(tǒng)考量,結(jié)合機(jī)組情況進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析。張濤等[7]通過(guò)降低乳化液噴射流量、降低軋制速度、增加擦拭輥壓力以及增設(shè)風(fēng)機(jī)等措施后,帶鋼表面乳化液殘留問(wèn)題明顯改善;蔡文通、孫建林等[8]研究表明,熱揮發(fā)性能優(yōu)良的冷軋乳化液可以有效提升軋后鋼板表面清潔度;張勇等[9]研究酸洗后表面氯化亞鐵殘留量、乳化液Cl離子含量、鐵粉和灰分含量以及帶鋼表面乳化液殘留量對(duì)表面銹蝕問(wèn)題影響,并提出控制方案。

軋制后退火前表面清洗的主要作用是將軋制后帶鋼表面殘留的潤(rùn)滑劑、鐵粉和其他污染物進(jìn)行有效去除,使退火工序達(dá)到潔凈表面的要求。目前國(guó)內(nèi)主要鋼鐵廠的連退產(chǎn)線均具備表面清洗功能,但部分罩退產(chǎn)線沒(méi)有退火前清洗的配制無(wú)法實(shí)現(xiàn)高清潔表面產(chǎn)品制造,更容易產(chǎn)生銹蝕問(wèn)題。目前帶鋼軋制后的清洗方法主要包括化學(xué)清洗、物理清洗、電解清洗法、超聲清洗以及組合清洗等,其中組合清洗組合了各種清洗工藝的優(yōu)勢(shì),具有更加優(yōu)異的清洗效果,也得到了行業(yè)的廣泛應(yīng)用。典型組合清洗[10-11]先后包括噴淋沖洗(去除表面粗大附著物)→機(jī)械刷洗(去除難于清洗的較厚油脂和鐵粉)→電解清洗(通過(guò)電解效應(yīng)去除鋼帶表面的空隙里的油污粒子和鐵粉等污物)→漂洗(去除殘留堿液)→烘干(去除表面水膜)。其中電解清洗以其高清洗效果的特征得到廣泛應(yīng)用,20世紀(jì)70年代以來(lái)隨著高電流密度HCD電解清洗不斷進(jìn)步,相關(guān)裝備工藝技術(shù)逐步完善為高清潔度鋼板的高效生產(chǎn)提供了有利支撐,在帶鋼清洗領(lǐng)域已經(jīng)成為主流[12-14]。

3.2 超低涂油冷軋板氧化層結(jié)構(gòu)對(duì)耐蝕性能影響及優(yōu)化方向

超低涂油冷軋板表面油膜防護(hù)性能顯著下降,儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程防銹功能對(duì)鋼板表面自身耐蝕性提出更高的要求。相同成分體系冷軋板表面耐蝕性能主要受Mn、Si、Cr、Al等元素在表面析出影響,尤其是Mn元素的析出[15],退火熱處理過(guò)程析出物逐漸聚集形成彌散分布氧化物,析出氧化物與周圍具有明顯的電位差,從而構(gòu)成大量的腐蝕微電池顯著提高了鋼板表面活性,在宏觀上表現(xiàn)為鋼板易銹蝕(如圖5)。Mn、Si等元素之所以會(huì)出現(xiàn)表層富集的現(xiàn)象主要是因?yàn)槠渑c氧氣的親和力比Fe元素更強(qiáng),在高溫退火過(guò)程受爐內(nèi)含氧氣氛的驅(qū)動(dòng)逐步析出富集在冷軋板的表面,即選擇性氧化。表層析出氧化物的控制路徑主要包括:成分設(shè)計(jì)優(yōu)化,降低冷軋板Si、Mn等元素的含量;退火工藝優(yōu)化,減少冷軋板Si、Mn等元素在其表層的富集。

圖5 冷軋板SPCC不同氧化物富集程度表面耐蝕性能對(duì)照

成分優(yōu)化涉及冷軋產(chǎn)品的綜合性能,實(shí)施起來(lái)難度較大,普冷軟鋼在允許范圍內(nèi)下調(diào)Mn元素含量可以達(dá)到一定的優(yōu)化效果,但高強(qiáng)高合金含量材料很難用該方法進(jìn)行優(yōu)化,因此,退火工藝優(yōu)化成為主要的研究方向。根據(jù)Wagner[16]理論,選擇性氧化分為內(nèi)氧化和外氧化:氧氣擴(kuò)散至鋼板表面以下時(shí),合金元素在次表層發(fā)生的氧化稱為內(nèi)氧化;氧氣與鋼板表面的合金元素發(fā)生的氧化稱為外氧化。通過(guò)退火工藝參數(shù)調(diào)整,可以將Mn、Si等合金元素析出控制在冷軋板次表層,這樣可以一定程度降低鋼板表面的化學(xué)反應(yīng)活性。退火工序影響選擇性氧化的因素有退火溫度、保溫時(shí)間、露點(diǎn)值、爐內(nèi)氣氛等,降低退火溫度、縮短保溫時(shí)間、提升露點(diǎn)、提高還原氣體含量等可以一定程度控制表層氧化物的析出。齊建群等[17]通過(guò)提高帶鋼的運(yùn)行速度、降低爐內(nèi)露點(diǎn)的措施有效控制表面 Mn、Si元素的富集,進(jìn)而一定程度提升了DC01牌號(hào)冷軋板表面耐蝕性能。

3.3 超低涂油冷軋板表面處理對(duì)耐蝕性能影響及優(yōu)化方案

通過(guò)冷軋板表面氧化層結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制可以一定程度地提升材料表面耐蝕性能,但受到材料成分、性能等影響,對(duì)工藝控制水平要求復(fù)雜度極高且實(shí)施難度大,目前行業(yè)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)通過(guò)選擇性氧化穩(wěn)定控制冷軋板表面化學(xué)反應(yīng)活性的大規(guī)模應(yīng)用情況。表面處理技術(shù)可通過(guò)表面成膜結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)活性的有效控制,具有更加廣泛的應(yīng)用前景。受到冷軋板下游家電、油桶等用戶加工應(yīng)用功能需求的影響,冷軋板表面處理在提升表面耐蝕性的同時(shí)更要保障其原有的成型、焊接、涂裝應(yīng)用性能。目前研究和應(yīng)用較多表面處理方法主要包括閃鍍和涂層處理兩類。

對(duì)冷軋板表面進(jìn)行閃鍍處理,使表面形成均勻耐蝕性能更好的金屬或合金層可以有效提升產(chǎn)品表面耐蝕性能。鍍層種類主要包括閃鍍鎳、閃鍍鐵、閃鍍鋅等。目前較為成熟的閃鍍鎳工藝已經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用,日韓系鋼鐵廠對(duì)閃鍍鎳工藝技術(shù)研究起步較早,已經(jīng)形成通過(guò)閃鍍鎳技術(shù)提升超低涂油冷軋板儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程耐蝕性的工藝方案,并且實(shí)現(xiàn)了全球范圍超低DOS油涂敷油桶行業(yè)的供貨。安成強(qiáng)等[18]研究了不同閃鍍鎳沉積量對(duì)冷軋板表面狀態(tài)和耐蝕性的影響,驗(yàn)證了一定量的閃鍍鎳可以有效提升冷軋板表面的耐蝕性能。閃鍍鎳工藝的優(yōu)點(diǎn)是鍍層薄、耐蝕性好且不改變冷軋板基本特性,不足之處是能耗大、成本高、Ni元素排放環(huán)境危害大、不環(huán)保。在環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下,開(kāi)發(fā)具有穩(wěn)定耐蝕性能的閃鍍Fe、閃鍍Zn等環(huán)保閃鍍工藝技術(shù)具有更好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

早期冷軋板的化學(xué)轉(zhuǎn)化層主要是鉻酸鹽涂層。然而,受環(huán)保政策限制,大多數(shù)國(guó)家已經(jīng)禁止該類處理劑的應(yīng)用。冷軋板表面環(huán)保耐蝕處理技術(shù)日趨成熟,相關(guān)研究表明,冷軋板表面環(huán)保處理層可有效提升超低涂油表面的耐蝕性能。翟天華等[19]研究了含有鉬酸鹽的HPAA轉(zhuǎn)化層,可以顯著提升冷軋板表面耐蝕性;郎豐軍等[20]開(kāi)發(fā)了一種防銹性能優(yōu)異的濕平整處理劑,主要是通過(guò)在冷軋板表面形成緩蝕處理層的方式提升耐蝕性能。某國(guó)際鋼鐵企業(yè)已經(jīng)推出免涂油的預(yù)涂層冷軋產(chǎn)品,具有高耐蝕和優(yōu)良噴涂性能。冷軋板表面通過(guò)化學(xué)處理的方式提升耐蝕性能相對(duì)于閃鍍工藝具有更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。

此外,冷軋板表面物理輪廓和平整軋制過(guò)程中的不均勻變形引發(fā)的殘余應(yīng)力等特性對(duì)其表面耐蝕性能均有顯著影響[21-22]。

3.4 冷軋板包裝防護(hù)技術(shù)對(duì)耐蝕性能影響及優(yōu)化方案

包裝是鋼卷在流通過(guò)程中不受外界大氣環(huán)境腐蝕介質(zhì)影響的主要保護(hù)方式。鋼卷包裝材料選用和包裝方式的設(shè)計(jì)是鋼卷儲(chǔ)運(yùn)耐蝕性能的關(guān)鍵影響因素之一。在鋼卷耐蝕性能保障方面防護(hù)包裝和防銹包裝同樣重要,一旦防護(hù)包裝失效破損將直接導(dǎo)致防銹包裝的功能急劇下降。通過(guò)包裝質(zhì)量的優(yōu)化控制可以有效降低冷軋卷鋼表面的銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。包裝用材主要包括氣相防銹紙、塑料膜、干燥劑、內(nèi)外保護(hù)板、護(hù)圈、捆帶等。氣相防銹紙的主要作用是通過(guò)防銹紙中的氣相緩蝕劑揮發(fā)形成含有緩蝕劑的氣氛,包裹在鋼卷表面,起到一定程度的緩蝕作用;塑料膜主要作用是隔絕,一方面避免外部大氣腐蝕介質(zhì)進(jìn)入包裝內(nèi)部環(huán)境,另一方面形成密閉環(huán)境延緩氣相緩蝕劑的擴(kuò)散;干燥劑作用是吸收水汽,避免包裝內(nèi)部環(huán)境水汽在溫度變化時(shí)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象;外保護(hù)板、護(hù)圈和捆帶主要作用是物理防護(hù),避免鋼卷在吊運(yùn)、運(yùn)輸過(guò)程中包裝發(fā)生破損。卷鋼的包裝根據(jù)防護(hù)需求的不同分為不同的級(jí)別,超低涂油冷軋板需要結(jié)合儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程環(huán)境特征來(lái)選擇防銹包裝級(jí)別[23]。

在鋼卷包裝過(guò)程中會(huì)不可避免地將環(huán)境大氣封閉到包裝內(nèi)部。在鋼卷儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程環(huán)境溫度發(fā)生變化,當(dāng)包裝內(nèi)部環(huán)境水汽能達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),環(huán)境溫度繼續(xù)下降,便會(huì)出現(xiàn)空氣中過(guò)飽和的水汽凝結(jié)水析出的結(jié)露現(xiàn)象。尤其是鋼卷內(nèi)外圈表面和卷層之間縫隙區(qū)域,一旦發(fā)生結(jié)露形成的水膜會(huì)顯著加速表面銹蝕,由此引發(fā)的卷鋼銹蝕問(wèn)題較為常見(jiàn)。結(jié)露產(chǎn)生的關(guān)鍵影響因素是露點(diǎn)溫度[24],而包裝過(guò)程環(huán)境溫濕度和卷鋼實(shí)際溫度決定了包裝內(nèi)部環(huán)境的露點(diǎn)溫度。目前關(guān)于結(jié)露現(xiàn)象的預(yù)防控制措施主要包括帶鋼卷取過(guò)程:在有效控制卷取過(guò)程帶鋼溫度的同時(shí)可通過(guò)除濕,吹掃裝置投入有效控制卷取區(qū)域溫濕度環(huán)境,避免高濕空氣卷入鋼卷;鋼卷包裝過(guò)程:控制包裝區(qū)域溫濕度環(huán)境,增加干燥劑投入等。針對(duì)高溫高濕惡劣天氣環(huán)境建立有效的管控措施。

4 討論

隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的提出,汽車、家電、油桶制造行業(yè)涂裝工序產(chǎn)生的碳排放占全流程的60%以上,涂裝工藝環(huán)?；殉蔀楸厝悔厔?shì)。傳統(tǒng)冷軋板儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程為防止銹蝕涂敷的大量防銹油,已經(jīng)成為環(huán)保涂裝工藝和高清潔度表面要求的主要負(fù)面影響因素。超低涂油、免涂油冷軋產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,可以為制造端和用戶端帶來(lái)雙贏。近年來(lái),寶鋼超低DOS油油桶冷軋產(chǎn)品供貨逐年遞增,2021年供貨量達(dá)5萬(wàn)t。

為降低超低涂油、免涂油冷軋產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程銹蝕風(fēng)險(xiǎn),需要系統(tǒng)集成如下幾個(gè)方面的控制技術(shù):

(1)軋制工序要從熱軋酸洗來(lái)料、軋制油、乳化液選型、軋制工藝、乳化液系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)、退火前表面清洗等多方面進(jìn)行系統(tǒng)分析,有效提升軋制表面清潔度。

(2)退火工序主要是通過(guò)退火溫度、保溫時(shí)間、露點(diǎn)值、爐內(nèi)氣氛等工藝參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行表面氧化層控制,避免顯著腐蝕微電池形成進(jìn)而減低鋼板表面活性。

(3)冷軋板表面處理技術(shù)可以直接賦予表面全新耐蝕特性,使冷軋板突破自身易銹蝕本質(zhì),形成高耐蝕表面特征,新型表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用可進(jìn)一步提升冷軋板表面耐蝕優(yōu)化空間。

(4)包裝工序要針對(duì)不同材料建立科學(xué)的包裝材料選型、包裝方式類型及管控措施,保障材料儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的有效防護(hù)性能,同時(shí)強(qiáng)化包裝內(nèi)部環(huán)境結(jié)露現(xiàn)象的管控措施。