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寶鋼彩涂板—制造過程更綠色
預處理:內部供料,所供基板不涂油,減少了脫脂液和防銹油的消耗以及相關廢水處理的壓力。工廠化統一處理鈍化廢水,提高了處理效率及可能的泄漏風險。輥涂預處理(D|P)的使用,徹底杜絕了廢水。涂料及涂層:密封涂層室負壓,減少溶劑外泄,防火地坪,溶劑收集并焚燒。采用環保涂料、水性涂料、不采用、作為稀釋劑。烘烤固化:所揮發的溶劑全回收,回收的溶劑全部進行高溫焚燒,焚燒產生的熱量用于補充熱風加熱。其他:開卷及轡取部位產生的切頭切尾、捆帶等金屬材料全部作為廢鋼回爐煉鋼。
■全流程的生產質量控制管理
全流程(煉鋼——彩涂)的制造過程對終產品的性能至關重要。比如力學性能控制,由于對基板化學成分不受控,因此,彩涂生產廠熱鍍鋅機組的退火溫度控制就沒有針對性,導致力學性能隨基板不同而不穩定,比如由于沒有上下工序的配合,鋼板的板型控制就失去方向;比如由于基板的缺乏,生產節奏拉長,導致鋼板表面的活性下降,影吶鍍層和基板、鍍層和涂層表面結合力不佳。無論是鍍鋅還是彩涂,它的基板都不能放置太久。寶鋼從70年代末開工建設起,從日本引進了一貫質量管理方法,它的基本思路就是輸入用戶需求,將寶鋼生產工藝、人員、設備、原料、研發、營銷等進行規范設計,從原料到成品的全過程進行管控,以質量為中心兼顧效率、成本、交貨期的質量管理方法,并借助PDCA方法持續改進質量以滿足用戶日益提高的品質要求。
完備的檢測裝備,的檢測手段
寶鋼彩涂鋼板的性能要求很多,但由于用戶大多是鋼構廠,用戶自身對彩涂鋼板的檢測手段比較缺乏,只能進行簡單的表面質量、厚度、顏色及板型的目測,幾乎所有用戶都沒有辦法檢測材料的涂層種類(PE還是PVDF)。為保證彩涂產品的質量穩定,為下游用戶把好質量關口,寶鋼配備了的質量檢測設備,從材料的力學性能(屈服強度、抗拉強度等)、到鍍層性能(鍍層厚度、種類、附著力)以及用戶關注的涂層性能。光涂層性能方面,寶鋼就配置了國內(甚至全球}齊的涂層性能檢測設備。它不僅包括了常規的涂層享度(四種方法}、光澤、色差、T彎、硬度、沖擊、抗溶劑性(MEK},還有非常規的甚至長期的耐久性試驗。具體有刻劃硬度、軸彎、杯突、劃格試驗,耐劃傷試驗,玻瑞化轉變試驗,耐溶劑試驗,干熱試驗,壓斑試驗,過烘烤試驗,耐污染試驗,耐化學品試驗,磨耗試驗,落沙試驗,擦系數檢測,大氣曝曬試驗,鹽冥試驗,耐濕試驗,潮濕S2試驗,氙燈老化試驗,紫外燈老化試驗。
■科學規范的涂料管理
寶鋼彩涂鋼板它的力學性能,板型固然重要,但彩涂產品重要的性能就是涂層的耐久性,其次就是涂層的加工性{在輥壓成型中的抗劃傷性、在發泡中的與基板粘接性、在成型中的折彎性等),這些性能都與涂料的性能密切相關。眾所周知,鋼鐵廠基本是買來涂料進行涂裝,因此,涂料質量、涂料的管理就相當重要,有時甚至是致命性的。寶鋼彩涂鋼板用涂料(卷鋼涂料)的管理目前是的它大程度保證了涂料品質的穩定。具體做法為
·選擇國內外涂料供應商(振華、 Becker、 valspar、Akzo Nobel等將用戶的涂層性能要求轉化成涂料技術要求(采購標準與涂料供應商簽署保證涂層耐久年跟的承諾書入汽車廠對供應商的管理模式,實施PPAP
·對涂料常規性能實施進廠檢驗,對非常規性能實施抽查
·對引起寶鋼用戶質量問題的涂料供應商實施整改及退出機制
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涂層鋼板的定義及涂層目
在寶鋼企業標準 BQB440—99 中對涂層鋼板(帶)給出了明確的定義:
彩色涂層鋼板、鋼帶是指金屬基材經過彩色輥涂機組后,在表面涂敷上一層或多層有機涂料而成的復合材料。
涂層的目的就是以各種方法在物體表面上涂上涂料,形成干燥保護膜,使其具有耐大氣等腐蝕、耐污染等性能以保護基體,同時賦予色彩、光澤、花紋、平滑、立體感、接觸感好等優點,使物體美觀。
另外,在情況下,還有以電器絕緣、防火、、防蟲、粘合、標識、色彩調節、溫度指示等為目的而生產的。
彩涂工藝流程
常見生產工藝流程如下圖:
核心涂裝工藝
涂裝: 涂層厚度控制是彩涂板生產過程中關鍵參數。涂層厚度控制有兩種控制方法一:一種是采用壓力傳感器,一種采用磁尺控制。
我們采用的是磁尺+壓力傳感器技術,在提料輥、計量輥和涂覆輥之間采用磁尺控制,在涂覆輥和帶鋼之間采用壓力傳感器控制。各輥之間的位置值和涂覆輥與帶鋼之間的壓力值顯示在操作屏上,厚度控制在±1μ以內。
輥涂是在輥(輥筒)上形成一定厚度的濕涂層,隨后將這濕涂層的部分或全部轉移到被涂物上的涂裝方法。它適用于平板或帶材涂層的生產,其特點是:速度快、生產效率高。
兩 輥 逆 向 涂 裝
在二輥涂敷過程中,帶料輥入漆盤中吸附著涂料,直接轉移到涂敷輥上(通過帶料輥與涂敷輥的擠壓,使涂料變平,然后出涂敷輥將涂料涂到帶鋼上。
三 輥 逆 向 涂 裝
在三輥涂敷時,帶料輥從漆盤吸附上涂料后,通過逆向慢速轉動的計量輥的作用、使帶料輥上的涂料整平后,再轉移到涂敷輥上,后涂到逆向轉動的帶鋼上。
這種輥涂方式特別適于涂粘度大涂膜厚的涂料,因為這時可通過計量輥的作用使涂料整平并控制厚度。在涂敷粘度大流平性不好的涂料(如塑料溶膠)時。采用逆涂三輥方式可得到平整的涂層面。
涂層結構
產品質量檢驗設備及質量檢驗內容
鹽霧試驗:彩涂鋼板的鹽霧試驗是通過的鹽霧試驗箱進行,鹽霧試驗箱模擬大氣自然環境,為試件提供鹽霧腐蝕所規定溫度范圍、鹽霧沉降量和試驗周期的加速腐蝕環境,檢查試樣的破壞現象,包括起泡、生銹、附著力下降和由劃痕處腐蝕的蔓延等,并按GB/T 1766-1995標準規定,以0、1、2、3、4、5六個等級評定其破壞程度。
鹽霧箱
涂層厚度檢測:彩涂板涂層厚度是彩涂板成品檢測中的重要指標,它直接影響彩涂板其它各項性能,其準確與否不僅影響彩涂板的質量,而且也影響生產成本。
實驗方法執行標準為GB/T12754-2006彩色涂層鋼板及鋼帶和GB/T13448-2006彩色涂層鋼板及鋼帶的試驗方法。GB/T13448-2006中規定的4種彩涂板涂層厚度的檢測方法為磁性測厚儀法、千分尺法、鉆孔破壞式顯微鏡法和金相顯微鏡法。
DJH涂層厚度檢測儀
人工加速老化儀:是涂膜耐候性能檢測的常用設備,它是通過在實驗室內模擬自然環境進行各種類型氣候的涂膜老化試驗,并給予一定的催化因素,從而克服天然暴曬試驗所需時間長的不足
紫外線是涂膜老化中的一個很重要的因素,大氣中的溫度、濕度和氧氣的含量也對涂膜的老化起著重要的影響。人工加速老化試驗就是利用一定的設備人工老化儀,通過改變光源的種類、強弱,以及各種類型氣候的溫度、濕度、含氧量的變化等因素的控制,測試在人造氣候的環境下,各種涂膜的老化程度及變化狀況,從而判斷相應漆膜的耐老化能力。
QUV老化儀
色差檢測:彩涂板的色差測定原理是通過測定參照樣和試樣的光譜三值,即可定量測定出試樣與參照樣的顏色差異。色差儀通常采用的幾何結構分為定向型和積分球型兩種。
Hunter lab色差儀
物性試驗檢測項目:MEK耐溶劑擦拭試驗、T彎、鉛筆硬度、刮擦、沖擊試
產品外觀檢查內容:形象缺陷、表面缺陷、痕跡缺陷、邊部缺陷、鍍金缺陷、尺寸缺陷、涂裝缺陷、不均勻缺陷、污染性缺陷、涂膜凹凸缺陷、過程缺陷、涂膜表面缺陷、物性缺陷
彩圖板常見缺陷
我國彩色涂層鋼板起步比較晚,80年代國內只有少數企業(寶鋼和武鋼等)在進行彩色涂層鋼板的建設和生產。大約在90年代中期隨著國內經濟的發展,對彩色涂層鋼板的需求劇增,大量民營及外商資資本進入彩涂鋼板的行業,從1996年開始的近十年,中國彩色涂層鋼板的產能從不足50萬噸猛增到2000萬噸,產能超過近四十年的總和。這些產能主要是針對建筑行業,但是,建筑行業的需求遠遠落后于產能的增速。目前中國國內表觀消費量不足500萬噸,由于市場供需矛盾突出,彩涂鋼板的市場競爭十分激烈,為了利潤,為了生存,偷工減料、、假冒名廠產品的現象突出,對整個行業以及彩涂鋼板的前途極其不利。由于缺乏有效的市場規范和監督,使得90年屬于建筑材料的彩涂板變成了劣質建材的代名詞,越來越多的公共建筑已經不再使用彩涂鋼板,而改用更貴更的金屬合金板(鋁鎂錳板、鈦合金板等)。因此,近幾年來寶鋼已經內其他彩涂鋼板生產企業對彩涂鋼板的品質進行規范,并聯系下游用戶及行業協會等將高質量的彩涂鋼板納入國家相關設計規范,并強制執行。
寶鋼彩涂鋼板質量失控的原因
■供需矛盾突出
國內彩涂鋼板的年表觀消費量不足500萬噸,而目前彩色涂層鋼板的生產能力(產能}超過2000萬噸。整涂機組的開工率只有20%,而且,國內彩涂生產線集中在山東、江蘇、河北、天津、上海、浙江等沿海地區,這些區域的市場競爭更為殘酷。
■缺少行業規范
盡管有彩色涂層鋼板國家標準,但這部標準僅僅是推薦性的,不具備強制性。而對應的建筑用壓型鋼板的設計規范還是不完備,依靠行業自律在目前階段基本就是一句空話。
■了解寶鋼彩涂產品的手段不足
彩色涂層鋼板與很多建材一樣,一般人()憑自己握的知識和肉眼來判斷材料的質量及使用壽命是不現實的,即使是人員不借助的裝備也很難辨別優劣。在目前的技術條件下,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小時才能夠分辯得出,這就給大量劣質彩涂鋼板有可剩之機,因為在工程竣工前,再劣質的材料也能堅持1-2年的時間。
■寶鋼彩涂鋼板售價與性價比的關系
彩涂鋼板是一種建材,它的質量優劣在短期內是無法反映出來的,市場上大多數的用戶()目前還是以價格為主導因素來決定彩涂鋼板的選擇。實際上這很不科學,盡管次投資省了,但存在著維護費用提高、使用壽命縮短等問題般工業建筑的設計使用年限為15-20年,寶鋼彩涂鋼板在設計年限內是不需要更換的。本書展示了很多使用了寶鋼普通PE)彩涂板的建筑,使用時間已經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,在設計期內至少需要更換一次。由于寶鋼彩涂板良好的實物質量,在市場上寶鋼彩涂板的價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計使用年限內更換一次測算的話,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可以比一般彩涂板售價貴66%左右,這還不考慮其它影響,如對企業形象影響,更換維護時對生產影響等。
對厚度及負公差的認識
關于厚度以及公差,相信很多鋼結構廠及關心,設計師設計材料享度時主要考慮材料的結構及承載。但實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,按現有標準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寶鋼彩涂鋼板實際厚度大約為053mm還有就是材料的厚度負公差,由于彩涂鋼板廠的鋼卷都是卷狀交貨,負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,按產品標準來說,大的負公差可以達到材料厚度的10%。負公差意味著材料的設計余量被占用,對整體建筑物的抗風和雪載荷的能力下降,在極端天氣頻繁的今天其實很危險,近出現過多次的橋梁坍塌偷工減料)現象就很說明問題
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、涂料供應商、鍍層種類、鍍層厚度、預處理種類、鋼板厚度,這些對抗腐蝕影響的要素在后面中描述。
施工設計對腐蝕的影響
安裝或加工質量:它主要體現在加工時涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時加工,安裝時拖動鋼板導致損傷,安裝時結構焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對屋面板進行清掃等,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于彩涂鋼板,否則根據大陰小陽原理,接口處很快腐蝕并爛穿。其次,密封膠的質量也要保證,因為密封膠也是有機高分子材料,長期使用也會老化,影響密封性能,導致緊固件和鋼板構成腐蝕回路。另外,接縫也不是越緊越好(當然做到密封是好的},實際上做不到,留下縫隙寬度大于0.5mm好,這樣可以防止毛細現象,當然,如果有風作用的情況,毛細現象就更嚴重。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或灰塵在鋼板上的沉結時間。
國外發達國家(如美國和瑞典)都將國內腐蝕環境進行大致的分類,并作為建筑設計、汽車使用、涂料使用的依據或規范。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、濕度和腐蝕介質的作用。因此,評價彩涂鋼板還需要考慮日照時間及日照強度等因素。所以,專為寶鋼彩涂鋼板所劃分的腐蝕環境就相當復雜,目前國外也沒有相應的劃分方法,只是將彩涂板在幾種典型的氣候條件下進行暴曬試驗,并用相關結果引導用戶,如歐洲卷鋼涂層協會(ECCA)就選擇了高紫外線的 Lisboa(菊萄牙)、工業海洋氣候的 Hoek (荷蘭)、海洋氣候的 Hendaye(法國)和工業氣候的 Geleen德國〕作為暴曬試驗場。美國則一如往地在高溫、高濕、陽光之都兩面環海的佛羅里達州南部進行暴曬試驗這也是目前彩涂行業認可的苛刻的暴曬試驗場。為了試驗寶鋼彩涂在國內不同場所的使用情況,寶鋼自90年就開始進行彩涂產品的暴曬試驗,分別在海南(中國的佛羅里達)、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、、成都、舟山等進行過掛片暴曬。目前寶鋼仍在進行這項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結果分析,我們對不同地區的使用建議如下在紫外線強烈的高原(西南和西北)和低緯度地區(廣東及以南地區)考慮彩涂鋼板應該選擇耐久性優越的涂層(PVDF涂層、HDP涂層、SMP涂層等),在高溫高濕地區(南方沿海大部分地方}涂層及鍍層都要選擇耐腐蝕優越的材料,鍍層厚度和涂層厚度至少要達到國家標準要求。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,因為海水中的氯高子滲透能力很強,它能透過薄涂層或者不致密的涂層直接腐蝕基體鍍層,當然,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性環境中,對彩涂的影響主要是酸雨,這區域集中在湖南、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,用彩涂鋼板的選擇余地就比較大,只要符合彩涂國家標準就可以了。
使用環境的影響(不同行業)
