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张启富:开拓创新 创国际一流涂镀工艺技术
2016-08-26 13:15:18 作者:王元 来源:《腐蚀防护之友》

  近年来,随着我国经济建设的迅速发展,钢产量连续 16年位居世界第一。然而,由于钢材在服役期间易和所处环境介质发生化学、电化学或物理作用,产生腐蚀。钢材的腐蚀是一种不均匀的破坏,腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低。据统计,全世界因材料腐蚀所造成的损失比火山地震等自然灾害造成损失的总和还大,其中钢铁材料的腐蚀占了很大的比例。因此,钢材的防腐蚀一直是科学界研究的重点,对国民经济的发展尤为重要。


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连续热镀锌生产线

 

  多年来,我国钢铁深加工行业,包括镀锌、彩涂、退火等的工艺技术和大型装备一直走重复引进的老路子,随着生产和科学技术的发展,涂 / 镀层钢铁材料的用量迅速扩大并遍布于我们生活。值此 2016 第四届国际腐蚀工程大会来临之际,记者特邀请本届大会组委会成员、先进金属材料涂镀国家工程实验室主任、中国钢研科技集团有限公司新冶集团总经理张启富做相关方面的精彩解读。


 
记者:您一直致力于钢板连续处理线和涂镀层生产线的科研成果工程产业化,请您谈谈您这一路走来的研发历程?并给我们分享一下您心得感想。


  张总:钢铁研究总院从国家“七五”开始为配合武钢“一米七工程”就开始了涂镀技术的研究。1994 年到 1996 年历时 4 年在湖北黄石设计建造了我国第一条镀锌 / 镀铝两用中试机组;2001年始在济钢建造我国第一条完全自主设计的年产 25 万吨钢带连续镀锌生产线和年产 15 万吨彩涂生产线。大型钢板连续涂镀层生产线是一项技术复杂的系统集成工程,不仅要掌握其生产工艺技术,还需要很多高精尖的工艺设备和高度自动化的控制技术,难度大,工程复杂。我国国企的大型钢板连续涂镀生产线全部从国外引进,关键工艺技术和设计都掌握在国外厂商手里。在这种情况下要进行自主设计建造,面临的是一切都要从头开始,没有经验可以借鉴,没有图纸资料可以参考的困境。为了解决设计过程中遇到的各种难题,我和团队查阅了大量的国内外有关技术资料,几十次到宝钢、武钢、攀钢等企业去考察,主持了多次工业化中试试验。最终,济钢镀锌 / 彩涂工程一次试产成功,该项目受到国内外专家的高度评价,并荣获冶金科技进步一等奖和首届“中国铝业杯”青年创新金奖。该项目的顺利完成,开创了我国大型钢板涂镀层生产机组国产化的先河,结束了我国钢铁企业大型涂镀层生产线全部依靠进口的历史。


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大型用涂镀层钢板建筑物

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高档汽车用涂镀层钢板

 

  从 1996 年至今,我带领我的团队在我国大型连续带钢热镀锌、涂层钢板工艺技术、品种、装备的开发上,开发出冷轧带钢“美钢联法”镀锌工艺,热轧钢带镀锌工艺,涂层钢板“三涂三烘”


  加废气焚烧余热回收环保工艺等涂镀领域关键共性技术;开发了连续热镀锌、铝硅、 Galfan、 Galvalume、 热镀铝、 电镀锡、汽车用高品质热镀锌钢板等镀锌、铝合金高耐蚀品种,开发了长寿耐蚀、纳米改性功能性涂层、无铬耐指纹、自润滑等多个涂层品种。此外,还开发了热镀锌大型立式还原退火炉、电解清洗、涂层精密涂敷设备、汽车板专用热镀锌模拟中试机组等核心装备。使我国在钢材深加工领域的连续热镀锌、连续有机涂层钢板的核心工艺技术、产品品种、关键工艺设备逐步打破了国外封锁,有力地促进了我国钢材涂镀深加工行业的技术进步。目前,已承担建设了 1000mm宽以上的钢带连续涂镀生产线 120 余条,获得省部级奖励十余项。经国家发改委批准,组建了“先进金属材料涂镀国家工程实验室”。组织主办了第七届APGGC、第九届 GALVATECH 和第二届APGALVA 等大型国际会议,编著了《现代钢带连续热镀锌》、《有机涂层钢板》等行业著作。


  如今我国涂镀领域的技术进步已经不可同日而语,涂镀装备和产品已是钢铁行业中最具国际竞争力的领域之一。


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有机涂层钢板

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热镀锌合金钢板

 

  随着“中国制造 2025”国家战略的实施,我国大型连续涂镀生产线在装备和技术方面必将实现信息化和工业化的高层次深度融合,我国设计建造的大型连续涂镀生产线也必将伴随着国家“一带一路”战略的实施而享誉国际。


 
记者:您既是科研工作者,也是企业管理者,请您谈谈如何管理能让一个企业快速健康地发展?

 

  张总:1997 年,钢铁研究总院所属的表面技术与腐蚀工程研究室,由于种种原因,亏损严重,经营非常困难,业务范围萎缩,人员流失严重。我担任该研究室的主任后,一方面积极争取国内外的科研和工程项目,开拓新的业务市场,另一方面也加强了研究室内部管理,广纳各方人才,通过扎实工作,使研究室很快扭亏脱困。


  1999 年,钢铁研究总院进行结构调整,由几个经济实力较弱、经营状况较差的单位组成工程技术中心。我担任工程技术中心的主任后,对外积极开拓市场、狠抓项目落实,对内整合资源、集中优势,严格管理,有效地激发了职工的积极性。


  2002 年,钢铁研究总院对原隶属冶金工业部的新冶高科技集团公司进行改制重组,我又担任新冶集团总经理。通过以建立现代企业制度、完善企业法人治理结构为重点,进一步开拓工程项目领域,实行以钢材涂镀技术为主业、集成创新、优化资源配置,深化结构调整,强化基础管理,企业凝聚力不断提升,经济实现快速发展。新冶集团由刚刚重组时的产值几千万、利润几百万,经过十几年的发展,产值已超过 15 个亿,实现了国有资产的保值增值。


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家电用涂镀层钢板

 

  记者:国内涂镀领域的工艺技术与国外是否存在差别?

 

  张总:目前国内涂镀领域的工艺技术与国外没有明显差别,尤其是大型钢铁企业引进的生产机组,就装备水平而言处于国际领先水平。钢板高电流密度电解清洗技术、清洗液过滤回收技术、高精度板温控制、直焰冲击燃烧(DFI)技术、沉没辊长寿技术、锌花控制技术、润滑膜技术等国际领先技术在国内都有成熟的应用。


  但目前国内涂镀领域存在的问题主要包括:同质化产品较多,高品质(高质量、高强度、高耐蚀、功能化、极限规格等)涂镀钢板品种相对不足,总体质量偏低,基础和应用技术研究欠缺,妨碍了涂镀钢板应用市场的拓展。


 
记者:目前国内钢材涂镀领域有哪些创新的产品和工艺?并且请您谈谈涂镀领域未来的发展趋势?


  张总:中国政府近年大力倡导节能、减排和可持续发展政策;而信息化社会人们更强调产品的安全性和新的功能。


  这都进一步促使涂镀钢板产品的开发向高强度、长寿命、功能化、绿色化方向发展。同时,近年来中国引进了大量的先进涂镀生产线,加上对国外产品、工艺及装备先进技术的学习与消化吸收。


  所有这些都促进了中国涂镀钢板生产在品种开发、工艺技术、装备水平、产品品质等方面的进步。


  目前,国内钢材涂镀领域存在众多产品和工艺创新,包括:第三代汽车钢镀锌产品和工艺、先进高强钢的镀锌及合金化产品和工艺、新型高耐蚀镀层(热镀锌铝镁镀层)产品和工艺、热压成形钢铝硅镀层及锌基镀层生产工艺等。涂镀领域未来的发展方向主要表现在:(1)先进性:高强度钢板涂镀产品的开发及工艺研究;(2)耐久性:


  高耐腐蚀性镀层品种的开发及应用技术研究;(3)美观性:镀层质量控制技术优化及产品质量控制;(4)功能性:


  特定功能的个性化定制产品的生产及应用研究;(5)环保性:对环境无污染,对生态无破坏,对人类无害的环保产品的开发。


 
记者:这次的 2016 国际腐蚀工程大会(简称 ICEC2016),您是组委会特邀嘉宾,请您谈谈对这次会议的看法和期许?


  张总:国际腐蚀工程大会是国际腐蚀界科技水平最高、范围最广、影响最大的国际性腐蚀工程领域的大会,受到各国政府部门、学术界和工业界的高度重视。2016 国际腐蚀工程大会首次在中国举办,会议的举办为我国腐蚀工程界,防腐蚀工程界的各位同仁与国际腐蚀工程界同仁的沟通交流构建了一个良好的平台,也是我国腐蚀防护技术进入国际舞台的一个契机;可以提高我国腐蚀防护技术在国际腐蚀工程界的影响力,为我国腐蚀防护技术的进步打下良好的基础。通过本次会议可以很好的展示我国在腐蚀防护工程研究和应用领域已经取得的进展情况和突出成果,促进世界各国腐蚀防护领域的专家、学者、权威人士及相关企业高层管理技术人员之间的对话、沟通和交流,共同探讨腐蚀防护学科发展的研究热点,助力“中国制造 2025”和“一带一路”
的建设。最后,祝 2016 国际腐蚀工程大会取得圆满成功。

 

  后记:


  随着生产和科学技术的发展,涂 / 镀层钢铁材料的用量迅速扩大并遍布于我们的生活,未来涂 / 镀层钢铁材料技术将往高性能化、 高功能化、 智能化和绿色化的方向发展。 勇于创新, 积极消化、吸收国外先进技术并不断开发具有自主知识产权的新工艺、新技术、 新装备和新产品是每个科研工作的责任和目标。 大家行动起来,为祖国的发展努力拼搏吧! 

 

  人物简介

 

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  张启富,男,满族,教授级高级工程师,博士生导师。1996年获华中理工大学(现华中科技大学)博士学位。1997年起历任钢铁研究总院表面技术与腐蚀工程研究室副主任、主任,工程技术中心常务副主任、主任。2002年8月至今任中国钢研科技集团有限公司新冶集团总经理、先进金属材料涂镀国家工程实验室主任,Association for iron and steel technology (美国钢铁技术协会)会员。


  曾任中国腐蚀与防护学会第六、七届副理事长,北京腐蚀与防护学会第六届理事长,现任中国腐蚀与防护学会第九届副理事长,中国金属学会涂镀技术委员会副理事长,中国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会热涂镀分技术委员会副主任委员,中国机械工程学会高级会员,中国机械工程学会表面工程分会常务委员,中国建筑钢标准协会专家委员会委员,《腐蚀科学与防护技术》、《材料保护》杂志编委。主要研究方向:耐蚀金属材料涂镀层技术、金属涂镀技术、金属表面工程。主要从事金属材料涂镀层技术和特种涂料的研究开发和推广工作。主持多项国家科技重大专项、国家自然科学基金课题和部级攻关项目。所研制的耐熔熔金属铝液腐蚀涂层技术解决了我国第一条1000mm宽带钢连续热浸镀铝锌两用生产机组的重大技术难题。主持多项带钢连续热浸镀锌生产线的设计工程项目。研制的系列耐高温涂料、缓蚀剂、流涂涂料等产品成功地应用于生产中,取得显著经济效益,出版专著4部,论文60余篇,申报专利30余项。

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