高強(qiáng)鋼是寶鋼彩涂產(chǎn)品的發(fā)展趨勢之一,目前國外使用比較多的是屈服強(qiáng)度為350等級的彩涂鋼板。生產(chǎn)這類強(qiáng)度的鋼板通常有兩種工藝,一是采用碳錳鋼,在煉鋼時采用CMn等強(qiáng)化元素,并利用強(qiáng)大的熱軋、冷軋軋制力來生產(chǎn)相對較薄的高強(qiáng)彩涂鋼板,像寶鋼等國內(nèi)外全流程鋼廠(礦石到成品}都采用這樣的生產(chǎn)工藝。另一種方法就是通過低熱鍍鋅機(jī)組的退火溫度,使材料沒有完全退火,還部分保留軋硬態(tài)來提高強(qiáng)度,目前國內(nèi)多數(shù)鍍鋅及彩涂廠是采用這個工藝,因?yàn)樗麄儧]有煉鋼工序,在市場上購買軋硬卷或熱軋板也沒有相應(yīng)的高強(qiáng)鋼種。但這樣做的話會帶來三方面的危害·由于降低退火溫度,加之帶鋼板寬方面的溫度不均,這時退火溫度位于鋼板的再結(jié)晶臨界溫度附近,這樣就導(dǎo)致鋼板寬度方向帶鋼強(qiáng)度嚴(yán)重不均,加工后板型很難得到**。·降低退火溫度必然導(dǎo)致清洗效果不佳,因?yàn)楸砻娴募?xì)微氧化是需要高溫下在還原氣體中進(jìn)行還原的,這樣,對熱鍍鋅的鍍層附著力會產(chǎn)生不利的影響。·降低退火溫度,屈服強(qiáng)度提高了,但抗拉強(qiáng)度不會相應(yīng)增加,這就導(dǎo)致了材料的屈強(qiáng)比,屈強(qiáng)比對材料的加工成型性、抗震、防火都有相當(dāng)大的影響。比如,用降低退火溫度的辦法生產(chǎn)的高強(qiáng)鋼,在火災(zāi)時,強(qiáng)度大幅下陷,嚴(yán)重影響建筑物的抗火等級。
什么是寶鋼彩涂鋼板重要的性能
市場上大多數(shù)人認(rèn)為彩涂鋼板的完整描述就兩個:一是厚度,二是顏色,如0.5mm白灰等,其他好象都不重要。實(shí)際上,完整表達(dá)一個彩涂產(chǎn)品應(yīng)該從5個大方面來描述基板力學(xué)性能(屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率),鍍層性能(鍍層種類、鍍層附著力、鍍層重量),涂層性能(膜厚、T彎、沖擊、鉛筆硬度、抗粉化性、耐鹽霧性、耐久性能等),表面質(zhì)量(缺陷、光澤、顏色、涂層細(xì)度等),其他性能(板型、尺寸精度、公差等)。不同的人群(建筑設(shè)計(jì)師、、加工商等)對此的認(rèn)識是不一樣的。從彩涂鋼板的生產(chǎn)和使用角度來看,彩涂鋼板重要的性能是其耐久性!(長時間不粉化、不變顏色、不生銹的性能)
綠色產(chǎn)品、綠色制造
寶鋼彩色涂層鋼板早、使用量大的就是在建筑領(lǐng)域(目前全世界建筑用彩涂的比例約75%左右,中國則90%以上)。在建筑市場中也從初的百葉窗到現(xiàn)在的室外裝飾幕墻。隨著鋼板和涂料技術(shù)的進(jìn)步,彩涂鋼板在建筑上的運(yùn)用范圍也越來越廣,但由于彩涂鋼板主要是薄板,主要運(yùn)用在建筑圍護(hù)領(lǐng)域,一般不作為結(jié)構(gòu)件,但采用高強(qiáng)度厚規(guī)格的大跨度拱型板則也充當(dāng)了結(jié)構(gòu)件的角色。
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寶鋼P(yáng)VDF彩鋼板類產(chǎn)品要求的涂膜更厚,因?yàn)橐峁└L的使用年艱**。對背面涂層的要求視用途而定,夾芯板只要求有層可粘結(jié)的底漆,而成型鋼板由于室內(nèi)腐蝕環(huán)境因此也要求涂兩層,厚度至少10um以上。
寶鋼彩涂板涂層顏色的選擇
對顏色的選擇主要是考慮與周圍環(huán)境的匹配和的愛好,但從使用技術(shù)角度講淺顏色涂料的顏料選擇余地大,可選擇耐久性優(yōu)越的無機(jī)顏料(如鈦白粉等),而且涂料的熱反射能力強(qiáng)(反射系數(shù)達(dá)到深色涂料的一倍)夏季涂層本身的溫度相對就低,這對涂層壽命延長是有益的。另外,即使涂層變色或粉化,淺顏色涂膜變化后與原顏色的反差小,對外觀的影響就不大。而深顏色(尤其是比較鮮艷的顏色)采用有機(jī)顏色的居多,遇索外線照射容易褪色,短的3個月就變顏色。對于彩色涂層鋼板來說,通常涂層和鋼板的受熱膨脹率不同,尤其是金屬基板和有機(jī)涂層的線膨脹系數(shù)差別較大當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時,基板和涂層結(jié)合界面就會發(fā)生膨脹或收縮應(yīng)力,如果不能適當(dāng)釋放就會發(fā)生涂層龜裂。另外,在這里要說明兩點(diǎn)目前國內(nèi)市場上的選擇誤區(qū):其一就是國內(nèi)目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以減少面漆的厚度,因?yàn)檎＝ㄖ媚透g底漆是黃綠色的(因此有鉻酸鍶顏料),必須有足夠的面漆厚度才能有好的遮蓋力。這樣,對耐腐蝕性是很危險的,先底漆耐腐蝕性差,再者面漆大大減薄,不足10微米。這樣的彩涂鋼板看上去光鮮,用不了兩年就會在不同地方產(chǎn)生腐蝕(切口、折彎加工處、膜下等)。其二就是建筑工程用彩涂鋼板同一工程采用不同廠商、不同批次的彩涂鋼板,在施工中看似顏色一致,但經(jīng)過幾年的太陽光照射后,不同涂層不同廠商的顏色變化趨勢不同,導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重的色差,這樣的例子實(shí)在太多了。即使同一供應(yīng)商的產(chǎn)品,也強(qiáng)烈建議同一工程一次訂貨,因?yàn)椴煌栍锌赡懿捎貌煌苛瞎?yīng)商的產(chǎn)品,增加了色差產(chǎn)生的可能性。
目前大量使用于建筑用彩涂的鍍層是熱鍍鋅和鍍鋁鋅,鍍層厚度越大,耐腐蝕性能越好。鍍層厚度主要是影響到彩涂鋼板的切口腐蝕性能,切口腐蝕是電化學(xué)腐蝕,影響因素有預(yù)處理層、底漆、基板厚度、鍍層厚度等。在正常情況下,預(yù)處理層和底漆相對比較固定,影響切口腐蝕性能的就是基板厚度及鍍層享度了,基板越薄,鍍層越厚,耐切口腐蝕的性能越好。關(guān)于這點(diǎn),國際上有很多研究,目前比較公認(rèn)的就是鋅比,即鍍層單面每平方米鍍層重量的克數(shù)/基板的厚度(以毫米計(jì)),認(rèn)為鋅比≥100是有效防止彩涂鋼板切口腐蝕的**。舉例說明:如果0.6mm的鋼板,其單面鍍鋅量就要達(dá)到60克/平方米。盡管鍍鋁鋅光板的耐腐蝕性能優(yōu)于熱鍍鋅,但對切匚腐蝕蔓延來說,鏵比也適用于熱鍍鋁鋅。至于鍍層選擇熱鍍純鋅還是熱鍍鋁鋅,則主要取決于使用環(huán)境的酸堿度。鋅和鋁均屬于兩性金屬,但它們在酸和堿中的表現(xiàn)還是有差別的,純鋅在堿性介質(zhì)中的表現(xiàn)優(yōu)于鋁鋅合金,在酸洗介質(zhì)中的表現(xiàn)則相反。因此,推薦相對酸性環(huán)境中采用鍍鋁鋅彩涂,相對堿性環(huán)境則采用熱鍍純鋅彩涂,根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),濕的木材、混凝土等不要長時間接觸鍍鋁鋅基板。
鋼種

寶鋼彩涂鋼板抗腐蝕影響的要素
它們分別為涂料種類、涂料厚度、涂料供應(yīng)商、鍍層種類、鍍層厚度、預(yù)處理種類、鋼板厚度,這些對抗腐蝕影響的要素在后面中描述。
施工設(shè)計(jì)對腐蝕的影響
安裝或加工質(zhì)量:它主要體現(xiàn)在加工時涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時加工,安裝時拖動鋼板導(dǎo)致?lián)p傷,安裝時結(jié)構(gòu)焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對屋面板進(jìn)行清掃等,這樣都會引起材料的腐蝕
連接方式:連接方式一般有搭接、咬邊和扣壓等種類。緊固件材料選擇要求其耐蝕性優(yōu)于彩涂鋼板,否則根據(jù)大陰小陽原理,接口處很快腐蝕并爛穿。其次,密封膠的質(zhì)量也要**,因?yàn)槊芊饽z也是有機(jī)高分子材料,長期使用也會老化,影響密封性能,導(dǎo)致緊固件和鋼板構(gòu)成腐蝕回路。另外,接縫也不是越緊越好(當(dāng)然做到密封是好的},實(shí)際上做不到,留下縫隙寬度大于0.5mm好,這樣可以防止毛細(xì)現(xiàn)象,當(dāng)然,如果有風(fēng)作用的情況,毛細(xì)現(xiàn)象就更嚴(yán)重。建筑物的朝向和坡度:朝向和坡度影響日照時間,從而影響涂層的耐久性。而坡度還影響到腐蝕介質(zhì)或灰塵在鋼板上的沉結(jié)時間。
國外發(fā)達(dá)國家(如美國和瑞典)都將國內(nèi)腐蝕環(huán)境進(jìn)行大致的分類,并作為建筑設(shè)計(jì)、汽車使用、涂料使用的依據(jù)或規(guī)范。這里指的主要是金屬的腐蝕,對涂層的腐蝕(粉化和褪色}主要由光照起作用,輔之以溫度、濕度和腐蝕介質(zhì)的作用。因此,評價彩涂鋼板還需要考慮日照時間及日照強(qiáng)度等因素。所以,專為寶鋼彩涂鋼板所劃分的腐蝕環(huán)境就相當(dāng)復(fù)雜,目前國外也沒有相應(yīng)的劃分方法,只是將彩涂板在幾種典型的氣候條件下進(jìn)行暴曬試驗(yàn),并用相關(guān)結(jié)果引導(dǎo)用戶,如歐洲卷鋼涂層協(xié)會(ECCA)就選擇了高紫外線的 Lisboa(菊萄牙)、工業(yè)海洋氣候的 Hoek (荷蘭)、海洋氣候的 Hendaye(法國)和工業(yè)氣候的 Geleen德國〕作為暴曬試驗(yàn)場。美國則一如往地在高溫、高濕、陽光之都兩面環(huán)海的佛羅里達(dá)州南部進(jìn)行暴曬試驗(yàn)這也是目前彩涂行業(yè)認(rèn)可的苛刻的暴曬試驗(yàn)場。為了試驗(yàn)寶鋼彩涂在國內(nèi)不同場所的使用情況,寶鋼自90年就開始進(jìn)行彩涂產(chǎn)品的暴曬試驗(yàn),分別在海南(中國的佛羅里達(dá))、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、、成都、舟山等進(jìn)行過掛片暴曬。目前寶鋼仍在進(jìn)行這項(xiàng)工作從上面這么多對彩涂鋼板腐蝕因素的分析,以及我們用戶使用情況反饋和暴曬試驗(yàn)結(jié)果分析,我們對不同地區(qū)的使用建議如下在紫外線強(qiáng)烈的高原(西南和西北)和低緯度地區(qū)(廣東及以南地區(qū))考慮彩涂鋼板應(yīng)該選擇耐久性優(yōu)越的涂層(PVDF涂層、HDP涂層、SMP涂層等),在高溫高濕地區(qū)(南方沿海大部分地方}涂層及鍍層都要選擇耐腐蝕優(yōu)越的材料,鍍層厚度和涂層厚度至少要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。在海邊使用彩涂鋼板,需要厚涂層的彩涂鋼板或者涂層相對致密的涂料品種,因?yàn)楹Ｋ械穆雀咦訚B透能力很強(qiáng),它能透過薄涂層或者不致密的涂層直接腐蝕基體鍍層,當(dāng)然,基板必須是鍍鏟或鍍鋁鋅材料。在海水能濺到的地方,不建議采用彩涂鋼板在工業(yè)性環(huán)境中,對彩涂的影響主要是酸雨,這區(qū)域集中在湖南、重慶、江西等一帶,建議采用鍍鋁鋅基板的彩涂,彩涂層還是要求厚而致密。在其他不屬于上述地區(qū),用彩涂鋼板的選擇余地就比較大,只要符合彩涂國家標(biāo)準(zhǔn)就可以了。
使用環(huán)境的影響(不**業(yè))

寶鋼彩鋼卷相對酸洗環(huán)境選擇鍍鋁鋅基板,相對堿性環(huán)境選擇鍍鋅基板;高溫高濕地區(qū)(南方地區(qū))必須采用相對鍍層厚度大的鍍鋅或鍍鋁鋅基板,具體指標(biāo)為:鋅層重量≥140克/平方米,鋁鋅層重量≥100克平方米
沿海地區(qū)由于氯高子的因素,涂層、鍍層厚度都要求相對較高,這樣才能防止切口或膜下腐蝕的發(fā)生日照或紫外線強(qiáng)烈的地區(qū)(西部或高海拔}選擇涂層耐久性好的氟碳或高耐候聚酯等公用及民用建筑不僅要考慮耐腐蝕性,外觀性能也很重要因此,采用涂層更加細(xì)膩的PVDF或HDP是不錯的選擇在顏色可以選擇的情況下,從腐蝕角度講選擇淺顏色的彩涂鋼板,耐久性更強(qiáng)室外用彩涂鋼板涂層光澤度應(yīng)選擇中低光澤的涂層在相對坡度比較小的屋面,直接采用鍍鋁鋅光板,又經(jīng)濟(jì)又實(shí)用鋼種的選擇和板型及鋼板厚度有關(guān)采用高強(qiáng)鋼在同樣的荷載情況下可以減少鋼板厚度或采用相對更淺的板型,可以減少材料的使用量。
無論是建設(shè)資源節(jié)約型社會,還是節(jié)能減排要求,建筑物都承擔(dān)著重要的任務(wù)。據(jù)美國相關(guān)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),建筑物占有652%的電耗,大于36%的一次能源消耗,30%的溫室氣體排放。每年產(chǎn)生136億噸的建筑垃圾,消耗12%的飲用水,40%的原材料使用(年**過30億噸)。而我國每年新增建筑面積20多億平方米,相當(dāng)于**的一半。因此:早在2006年就講建筑節(jié)能是資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會主要的抓手。美國在這方面比較,早在2005年美國就簽暑過能源政策,其中*1332和133條款對節(jié)能建筑給以稅收上的優(yōu)惠政策。
美國還有很多和民間機(jī)構(gòu)在推進(jìn)這項(xiàng)工作,如 THE ENERGY STARPROGRAM. COOL ROOF RATING COUNCIL. UNITED STATES GREEN
BUILDING COUNCIL. LEADERSHIP IN enerGY ENVIRONMENTAL
DESIGN等,其中LEED的推薦和論證體系正在被廣泛采用。我們國家在前幾年也了綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn),彩涂鋼板作為新型建材已經(jīng)廣泛使用,但是,在節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保方面還有許多工作要做。
鋼種
和其他鋼鐵材料(汽車、家電等一樣,彩涂鋼板也在向高強(qiáng)度方向發(fā)展,高強(qiáng)度、薄規(guī)格彩涂鋼板是整個彩涂鋼板的發(fā)展趨勢。鋼板強(qiáng)度提高可以在**載荷的情況下減低鋼板的厚度(當(dāng)然,不能無限制降低,要**鋼板的擾度,材料厚度不能低于0.35mm),鋼板強(qiáng)度提高可以用低波度的壓型鋼板來達(dá)到低強(qiáng)度鋼板的高波度才能達(dá)到的載荷,這樣,材料的使用效率就提高了。鋼板強(qiáng)度提高可以加大建筑物的跨度,減少懊條或龍骨的使用。鋼板強(qiáng)度提高可以革命性地使用鋼板的強(qiáng)度功能進(jìn)行板與板的連接,減少材料連接的禁固件,既節(jié)約了材料,又使建筑物的美觀大大改善。鋼板強(qiáng)度提高減少材料使用的同時也減少建筑物的自重,使建筑物重心下移。因此,可以說提高鋼板強(qiáng)度有百利而無一害,當(dāng)然,在我們國家大量推廣高
強(qiáng)鋼在彩涂行業(yè)的使用還有大量工作要做,如開發(fā)適合高強(qiáng)鋼的壓型機(jī),設(shè)計(jì)規(guī)范的修改等。
在提高鋼板強(qiáng)度的同時也要求降低鋼板的屈強(qiáng)比(服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度),因?yàn)榍鼜?qiáng)比越低材料的加工性越好,抗震性越好,目前已經(jīng)有彩涂用戶向?qū)氫撎岢隽嗣鞔_的屈強(qiáng)比要求。當(dāng)然,與熱軋結(jié)構(gòu)鋼來比,彩涂鋼板的屈強(qiáng)比不可能達(dá)到0.6,目前也就是085左右,但我們堅(jiān)信,這是個發(fā)展方向。另外,為了提高彩涂鋼板的切口耐腐蝕性能,選用冷軋耐侯鋼作為彩涂基板,提高整個彩涂鋼板的耐腐蝕性能,相信也是下一步基板的趨勢。

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