本報記者 王漢杰
日前，在酒鋼碳鋼薄板廠2020年總結大會上，薄板廠廠長杜昕介紹：“2019年，薄板廠鋅鋁鎂鎳稀土合金產品質量改進取得突破性進展，產品合格率達到95.2%，同比提升5.31%。因此，酒鋼集團授予酒鋼涂鍍產品研發團隊2019年科技項目特等獎，獎金金額為100萬元。”
然而，該項目團隊負責人、酒鋼高級工程師董世文最近卻很發愁。他率領的酒鋼涂鍍產品研發團隊，花費兩年多時間起草的《鋅鋁鎂鎳稀土合金產品ISO國際標準》，原計劃在2020年春季由ISO（國際標準化組織）委員會投票通過。不巧的是正逢新冠肺炎疫情在全球蔓延，位于美國的ISO委員會秘書處受疫情影響，標準審核時間無法確定……
酒鋼能牽頭為國際鋼鐵業制定產品標準，源于其鋅鋁鎂鎳稀土合金產品的成功開發和不斷升級。近日，《中國冶金報》記者來到酒鋼碳鋼薄板廠，探尋先進新材料——鋅鋁鎂鎳稀土合金產品研發升級的過程和其生命力不竭之奧秘。
第一卷鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板下線
在酒鋼的鋼鐵產線家族中，鍍鋅生產線最“年輕”。15年前，在冷軋鍍鋅項目設計交流之初，酒鋼項目組人員就將市場競爭力強的產品作為酒鋼未來涂鍍生產線主力生產的產品來考慮，并開始謀劃生產超耐蝕鍍層鋼板。
眾所周知，在潮濕和沿海鹽化的環境里，鋼材容易生銹。為了防止鋼材生銹，需要為鋼板表面“化妝”，常見的方法就是鍍鋅。為了提高耐腐蝕性能，后來又開始在鍍層中加入鋁。鍍了鋁鋅的鋼板，耐腐蝕年限可以成倍增加，延長至10年以上。我國鋼鐵工業長期依靠鍍鋅和鋁來防止鋼材生銹，要進一步延長鋼材的防腐蝕年限，只能依靠不銹鋼。
董世文是一個有夢想的人，面對酒鋼先進的生產線，他和他率領的團隊一直在思考：怎么樣能進一步提升酒鋼鍍層鋼材的防腐蝕性能，使碳鋼產品也能像不銹鋼一樣使用？于是，在酒鋼鍍鋅生產線投產之初，董世文團隊就著手實驗室研究，通過不同元素的組合得出各種超耐蝕鍍層的基本數據。經過反復試驗后，他們把產品升級的突破口放在了鋅鋁鎂鎳稀土合金上。
實現夢想的過程十分艱難。團隊的工作量出奇地大，從理論研究到實驗室研究再到工業試驗，從生產線調試到產品試制，從失敗后的分析到取得進步后的經驗總結，董世文團隊熬過了無數個不眠之夜。
時間來到了2016年的11月8日，這天下午，酒鋼碳鋼薄板廠開始試生產含高鎂的鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板。工作人員邊生產，邊化驗，邊調試，到了第二天清晨5時，酒鋼第一卷性能檢測合格的鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板成功下線。
依靠特殊涂層賦予鋼材超耐蝕能力
鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板是一款硬核產品。據董世文團隊介紹，與普通的鍍鋅產品相比，熱鍍鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板鍍層附著量少，卻具有更出色的耐腐蝕性能，壽命是熱浸鍍鋅鋼板的10倍~20倍。而且，這款產品的特點在于其具有自我修復能力，鋼板切割面不會像其他鍍鋅產品那樣生銹，其周邊的鍍層成分會不斷形成主要由氫氧化鋅、堿性氯化鋅及氫氧化鎂等組成的致密保護膜，對切割面進行自我修復，從而實現耐腐蝕。
酒鋼宏興股份公司鋼鐵研究院鄒明博士也證實了這款產品具有自我修復能力。“由于切割斷面能夠自我愈合，保守估計產品防腐蝕壽命能夠達到30年以上。”鄒明介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板的鍍層比鍍鋅板更致密，所以即使在沖壓加工后，仍具有卓越的耐損傷性，不易發生鍍層剝離現象。
酒鋼銷售人員介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板可應用的領域比較廣泛，包括地下管廊工程、光伏電站工程、高鐵站場、工業及民用建筑物、高速公路和中高端電器制造等，尤其適用于電纜橋架建設和農業、養殖業裝備制造。
質量攻關+技術優化保持產品競爭優勢
酒鋼鋅鋁鎂鎳稀土合金鍍層鋼板問世后，引發了國內鋅鋁鎂合金鍍層鋼板的開發熱。市場競爭日益激烈，最明顯的一個表現是產品價格逐漸由五位數降至四位數。人有我優，為了保持產品的競爭優勢，2019年以來，酒鋼碳鋼薄板廠持續加大質量攻關和技術優化力度。
酒鋼碳鋼薄板廠兵分兩路，第一路進行自然環境下的耐腐蝕性能檢測。
“實驗室數據一定程度上驗證了鋅鋁鎂鎳稀土合金高耐蝕的特性，但畢竟都是單一環境下的加速模擬試驗得來的。”杜昕說，為了更加客觀準確地檢驗酒鋼鋅鋁鎂鎳稀土合金產品在高溫、高濕、長日照、強降水、高風力等復雜氣候條件下的耐腐蝕性能，薄板廠決定進行野外檢測，為產品改進積累數據。
于是，結合客戶使用需求，酒鋼碳鋼薄板廠委托第三方機構開展鋅鋁鎂鎳稀土合金長周期戶外暴曬試驗，試驗地點氣候各異，包括熱帶海洋季風性氣候的海南三亞、溫帶大陸性干旱氣候的新疆吐魯番等，試驗周期初步設定為10年。
酒鋼碳鋼薄板廠還制作出一批鋅鋁鎂鎳稀土合金加工件，送到所轄各銷售分公司，進行長周期戶外暴曬和土壤壓埋耐腐蝕試驗，進行多樣化沖孔、折彎、焊接……
第二路工作由董世文團隊負責，任務是“圍殲”產品表面黑點。
黑點，是影響鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板表觀質量的最主要因素。眼神好的人，站在鋼卷一米開外，很容易看見鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼卷表面存在的黑點，大的如黃豆，小的如芝麻。雖然不影響鋼材的耐腐蝕性能，卻影響鋼材的美觀。
“鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板像個頑皮的孩子，生產中，上一卷還很完美，可在下一卷，黑點就會‘蹦’出來。”董世文介紹，鋅鋁鎂鎳稀土合金鋼板還很“嬌貴”，生產中影響質量的因素很多，就拿氣候來說，在雨天、雪天與晴天，生產出的產品質量就有所不同，刮風天與無風天也有差異。
董世文團隊聚焦現場問題，從人、機、料、法、環、測六個方面，辨識、梳理各工藝環節關鍵控制點，研究并確定影響產品軋制穩定性的因素、失控風險及預防措施，及時傳遞過程異常信息，以改進后道工序生產工藝，同時完善工序約束條件及追責標準，持續開展工藝技術改進。
幾個月下來，黑點難題終于被攻克，產品表觀缺陷得到有效控制。董世文告訴《中國冶金報》記者：“現在，用戶對產品表面質量很滿意。”
《中國冶金報》（2020年05月21日 03版三版）
