高強(qiáng)鋼是寶鋼彩涂產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)之一,目前國(guó)外使用比較多的是屈服強(qiáng)度為350等級(jí)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(shí)采用CMn等強(qiáng)化元素,并利用強(qiáng)大的熱軋、冷軋軋制力來(lái)生產(chǎn)相對(duì)較薄的高強(qiáng)彩涂鋼板,像寶鋼等國(guó)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(lái)提高強(qiáng)度,目前國(guó)內(nèi)多數(shù)鍍鋅及彩涂廠是采用這個(gè)工藝,因?yàn)樗麄儧]有煉鋼工序,在市場(chǎng)上購(gòu)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(huì)帶來(lái)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(shí)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保證。·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(duì)熱鍍鋅的鍍層附著力會(huì)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(huì)相應(yīng)增加,這就導(dǎo)致了材料的屈強(qiáng)比,屈強(qiáng)比對(duì)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(shí),強(qiáng)度大幅下陷,嚴(yán)重影響建筑物的抗火等級(jí)。
什么是寶鋼彩涂鋼板重要的性能
市場(chǎng)上大多數(shù)人認(rèn)為彩涂鋼板的完整描述就兩個(gè):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(gè)彩涂產(chǎn)品應(yīng)該從5個(gè)大方面來(lái)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(duì)此的認(rèn)識(shí)是不一樣的。從彩涂鋼板的生產(chǎn)和使用角度來(lái)看,彩涂鋼板重要的性能是其耐久性!(長(zhǎng)時(shí)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(guó)則90%以上)。在建筑市場(chǎng)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(lái)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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寶鋼彩鋼卷相對(duì)酸洗環(huán)境選擇鍍鋁鋅基板,相對(duì)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(duì)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(duì)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(cuò)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(duì)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(duì)更淺的板型,可以減少材料的使用量。
無(wú)論是建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),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(guó)相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)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(年超過30億噸)。而我國(guó)每年新增建筑面積20多億平方米,相當(dāng)于全球的一半。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(huì)主要的抓手。美國(guó)在這方面比較,早在2005年美國(guó)就簽暑過能源政策,其中第1332和133條款對(duì)節(jié)能建筑給以稅收上的優(yōu)惠政策。
美國(guó)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(guó)家在前幾年也了綠色建筑評(píng)價(jià)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(gè)彩涂鋼板的發(fā)展趨勢(shì)。鋼板強(qiáng)度提高可以在保證載荷的情況下減低鋼板的厚度(當(dāng)然,不能無(wú)限制降低,要保證鋼板的擾度,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(lái)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(shí)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(wú)一害,當(dāng)然,在我們國(guó)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(shí)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(lái)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(gè)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(gè)彩涂鋼板的耐腐蝕性能,相信也是下一步基板的趨勢(shì)。

了解寶鋼彩涂產(chǎn)品的手段不足
彩色涂層鋼板與很多建材一樣,一般人()憑自己握的知識(shí)和肉眼來(lái)判斷材料的質(zhì)量及使用壽命是不現(xiàn)實(shí)的,即使是人員不借助的裝備也很難辨別優(yōu)劣。在目前的技術(shù)條件下,要俠速判斷彩涂鋼板的使用壽命是不可能的,即使使用的抗素外線照射,也要1000小時(shí)才能夠分辯得出,這就給大量劣質(zhì)彩涂鋼板有可剩之機(jī),因?yàn)樵诠こ炭⒐で?再劣質(zhì)的材料也能堅(jiān)持1-2年的時(shí)間。
■寶鋼彩涂鋼板售價(jià)與性價(jià)比的關(guān)系
彩涂鋼板是一種建材,它的質(zhì)量?jī)?yōu)劣在短期內(nèi)是無(wú)法反映出來(lái)的,市場(chǎng)上大多數(shù)的用戶()目前還是以價(jià)格為主導(dǎo)因素來(lái)決定彩涂鋼板的選擇。實(shí)際上這很不科學(xué),盡管次投資省了,但存在著維護(hù)費(fèi)用提高、使用壽命縮短等問題般工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)使用年限為15-20年,寶鋼彩涂鋼板在設(shè)計(jì)年限內(nèi)是不需要更換的。本書展示了很多使用了寶鋼普通PE)彩涂板的建筑,使用時(shí)間已經(jīng)10多年,有的甚至接近20年,到目前為止顏色、涂層等性能變化并不大,彩涂板完好無(wú)損。但如果采用一般的彩涂鋼板,使用壽命通常為7-8年,甚至更短,在設(shè)計(jì)期內(nèi)至少需要更換一次。由于寶鋼彩涂板良好的實(shí)物質(zhì)量,在市場(chǎng)上寶鋼彩涂板的價(jià)格比一般彩涂板貴幾百到上千元,但是如果按一般彩涂板在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)更換一次測(cè)算的話,使用寶鋼彩涂板的成本是一般彩涂板的60%左右。由此推算寶鋼彩涂板的售價(jià)可以比一般彩涂板售價(jià)貴66%左右,這還不考慮其它影響,如對(duì)企業(yè)形象影響,更換維護(hù)時(shí)對(duì)生產(chǎn)影響等。
對(duì)厚度及負(fù)公差的認(rèn)識(shí)
關(guān)于厚度以及公差,相信很多鋼結(jié)構(gòu)廠及關(guān)心,設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)材料享度時(shí)主要考慮材料的結(jié)構(gòu)及承載。但實(shí)際上彩涂鋼板的總厚度由三部分組成,鋼板享度+鍍層厚度+涂層厚度。以寶鋼0.5mm彩涂鋼板為例,按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)彩涂鋼板厚度是基板+鍍層的厚度,也就是05mm彩涂鋼板其基板厚度大約為0476mm,鍍層厚度為0024mm,涂層0.03mm沒有算在其中,因此,正常情況下,0.5mm寶鋼彩涂鋼板實(shí)際厚度大約為053mm還有就是材料的厚度負(fù)公差,由于彩涂鋼板廠的鋼卷都是卷狀交貨,負(fù)公差意味著鋼板變薄,就是說同樣重量的鋼板其使用面積提高,按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說,大的負(fù)公差可以達(dá)到材料厚度的10%。負(fù)公差意味著材料的設(shè)計(jì)余量被占用,對(duì)整體建筑物的抗風(fēng)和雪載荷的能力下降,在極端天氣頻繁的今天其實(shí)很危險(xiǎn),近出現(xiàn)過多次的橋梁坍塌偷工減料)現(xiàn)象就很說明問題

寶鋼彩涂鋼板的選擇主要是對(duì)鋼種、厚度、鍍層及涂層的選擇。、工程及加工方考慮的是建筑物的安全性能(耐沖擊、抗震、防火、抗風(fēng)壓、抗雪)、居住性能(防水、隔音、隔熱)、耐久性能(耐污染、耐久、外觀保持性)、經(jīng)濟(jì)性(成本低、易加工、易維護(hù)、易更換)等。對(duì)彩涂鋼板供應(yīng)廠商來(lái)說,這些性能是需要鋼廠提供保證并轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板性能的。轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板的性能要求主要有材料的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率)、鍍層性能(鍍層種類、鍍層厚度和鍍層附著力)和涂層性能(涂料品種、顏色、光澤、耐久性能、加工性等)。其中抗風(fēng)、抗沖擊、抗雪、抗震等都和材料的力學(xué)性能有關(guān),當(dāng)然也和彩色壓型鋼板的波形、鋼板的厚度、跨度、檁距有關(guān),如果選擇合適的彩涂鋼板再配合適當(dāng)?shù)膲盒弯摪逶O(shè)計(jì),既能滿足建筑物的安全系數(shù)又能降低工程造價(jià)。而材料的耐久性、加工性能及外觀保持性則大部分由涂層和鍍層的耐久性決定。
下面就寶鋼多年的使用和研究經(jīng)驗(yàn)對(duì)彩涂鋼板的選擇作一個(gè)簡(jiǎn)要的推薦和介紹:
■環(huán)境對(duì)彩涂鋼板應(yīng)用的影響
自然環(huán)境的影響(不同地區(qū))
不同地區(qū)寶鋼彩涂鋼板的選擇主要考慮的是當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)雪載荷以及腐蝕環(huán)境。風(fēng)雪載荷主要是考慮建筑物的安全系數(shù),這盡管和彩涂鋼板的力學(xué)性能有關(guān),但更多的和壓型鋼板的板型、厚度以及板與板之間的連接有關(guān)(關(guān)于鋼板材料的推薦在發(fā)展趨勢(shì)中描述)。而定量描述一個(gè)地區(qū)的腐蝕環(huán)境相對(duì)困難,影響彩涂鋼板的腐蝕因素有很多。不同地區(qū)的腐蝕環(huán)境影響因素溫度:溫度高涂層軟化,腐蝕介質(zhì)容易沾附,容易滲透到基板,高溫下水中含氧量會(huì)提高,在一定溫度下腐蝕速度加快濕度:切口、加工損壞處的基板腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,濕度低不容易形成腐蝕電池(即電化學(xué)回路晝夜溫差:溫差大容易結(jié)露,在的金屬上面形成電腐蝕的條件。另外,溫差大也導(dǎo)致涂層冷熱變形頻繁,會(huì)加速涂層老化疏松,外界腐蝕介質(zhì)容易滲透到基板。日照時(shí)間和日照強(qiáng)度:太陽(yáng)光是電磁波,根據(jù)能量及頻率的高低分為y射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無(wú)線電波。微波和無(wú)線電波具有低能量并不和物質(zhì)互作用。紅外線也屬低能量光音,它只能拉伸或彎曲物質(zhì)的化學(xué)鍵,而不能使之?dāng)嗔??？梢姽赓x予萬(wàn)物豐室的色彩。UV紫外光譜屬高頻射線,它有比低能光諧更大的破壞力。如我們知道的皮膚黑斑和皮膚癌是由于太陽(yáng)紫外線造成的。同樣,UV也能破壞物質(zhì)的化學(xué)鍵,使其斷裂。這取決于UV的波長(zhǎng)和物質(zhì)的化學(xué)鍵強(qiáng)度。X射線有穿透作用,y射線能使物質(zhì)化學(xué)鍵斷裂并產(chǎn)生游離的帶電離子,這些對(duì)有機(jī)物都是致命的,幸虧太陽(yáng)光中這些射線很少。因此,從上面看出,日照時(shí)間和強(qiáng)度影響涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,尤其是紫外線強(qiáng)烈的地區(qū)。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定對(duì)耐腐蝕是不利的,但陷雨量則有雙重作用,對(duì)墻面板及坡度大的屋面板,降雨有清潔鋼板表面、沖走表面腐蝕產(chǎn)物的作用,但對(duì)于低坡度的屋面板以及排水不暢的部位,降雨量大則容易引起腐蝕加劇。風(fēng)向和風(fēng)速:其作用和水類似,而且往往相伴而來(lái),它對(duì)于材料的連接部位是一個(gè)考驗(yàn),因?yàn)轱L(fēng)會(huì)導(dǎo)致連接部位松動(dòng),雨水會(huì)滲透到建筑物的內(nèi)部。腐蝕性沉降物:如氯高子、二氧化硫等對(duì)腐蝕均有加速作用,這些沉降物多發(fā)生在海邊、工業(yè)污染比較嚴(yán)重的區(qū)域(如發(fā)電廠、冶煉廠等)。