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高强钢是宝钢彩涂产品的发展趋势之一,目前国外使用比较多的是屈服强度为350等级的彩涂钢板。生产这类强度的钢板通常有两种工艺,一是采用碳锰钢,在炼钢时采用CMn等强化元素,并利用强大的热轧、冷轧轧制力来生产相对较薄的高强彩涂钢板,像宝钢等国内外全流程钢厂(矿石到成品}都采用这样的生产工艺。另一种方法就是通过低热镀锌机组的退火温度,使材料没有完全退火,还部分保留轧硬态来提高强度,目前国内多数镀锌及彩涂厂是采用这个工艺,因为他们没有炼钢工序,在市场上购买轧硬卷或热轧板也没有相应的高强钢种。但这样做的话会带来三方面的危害·由于降低退火温度,加之带钢板宽方面的温度不均,这时退火温度位于钢板的再结晶临界温度附近,这样就导致钢板宽度方向带钢强度严重不均,加工后板型很难得到保证。·降低退火温度必然导致清洗效果不佳,因为表面的细微氧化是需要高温下在还原气体中进行还原的,这样,对热镀锌的镀层附着力会产生不利的影响。·降低退火温度,屈服强度提高了,但抗拉强度不会相应增加,这就导致了材料的屈强比,屈强比对材料的加工成型性、抗震、防火都有相当大的影响。比如,用降低退火温度的办法生产的高强钢,在火灾时,强度大幅下陷,严重影响建筑物的抗火等级。
什么是宝钢彩涂钢板重要的性能
市场上大多数人认为彩涂钢板的完整描述就两个:一是厚度,二是颜色,如0.5mm白灰等,其他好象都不重要。实际上,完整表达一个彩涂产品应该从5个大方面来描述基板力学性能(屈服强度、抗拉强度、延伸率),镀层性能(镀层种类、镀层附着力、镀层重量),涂层性能(膜厚、T弯、冲击、铅笔硬度、抗粉化性、耐盐雾性、耐久性能等),表面质量(缺陷、光泽、颜色、涂层细度等),其他性能(板型、尺寸精度、公差等)。不同的人群(建筑设计师、、加工商等)对此的认识是不一样的。从彩涂钢板的生产和使用角度来看,彩涂钢板重要的性能是其耐久性!(长时间不粉化、不变颜色、不生锈的性能)
绿色产品、绿色制造
宝钢彩色涂层钢板早、使用量大的就是在建筑领域(目前全世界建筑用彩涂的比例约75%左右,中国则90%以上)。在建筑市场中也从初的百叶窗到现在的室外装饰幕墙。随着钢板和涂料技术的进步,彩涂钢板在建筑上的运用范围也越来越广,但由于彩涂钢板主要是薄板,主要运用在建筑围护领域,一般不作为结构件,但采用高强度厚规格的大跨度拱型板则也充当了结构件的角色。
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不同地区宝钢彩涂钢板的选择主要考虑的是当地的风雪载荷以及腐蚀环境。风雪载荷主要是考虑建筑物的安全系数,这尽管和彩涂钢板的力学性能有关,但更多的和压型钢板的板型、厚度以及板与板之间的连接有关(关于钢板材料的推荐在发展趋势中描述)。而定量描述一个地区的腐蚀环境相对困难,影响彩涂钢板的腐蚀因素有很多。不同地区的腐蚀环境影响因素温度:温度高涂层软化,腐蚀介质容易沾附,容易渗透到基板,高温下水中含氧量会提高,在一定温度下腐蚀速度加快湿度:切口、加工损坏处的基板腐蚀属于电化学腐蚀,湿度低不容易形成腐蚀电池(即电化学回路昼夜温差:温差大容易结露,在的金属上面形成电腐蚀的条件。另外,温差大也导致涂层冷热变形频繁,会加速涂层老化疏松,外界腐蚀介质容易渗透到基板。日照时间和日照强度:太阳光是电磁波,根据能量及频率的高低分为y射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。微波和无线电波具有低能量并不和物质互作用。红外线也属低能量光音,它只能拉伸或弯曲物质的化学键,而不能使之断裂。可见光赋予万物丰室的色彩。UV紫外光谱属高频射线,它有比低能光谐更大的破坏力。如我们知道的皮肤黑斑和皮肤癌是由于太阳紫外线造成的。同样,UV也能破坏物质的化学键,使其断裂。这取决于UV的波长和物质的化学键强度。X射线有穿透作用,y射线能使物质化学键断裂并产生游离的带电离子,这些对有机物都是致命的,幸亏太阳光中这些射线很少。因此,从上面看出,日照时间和强度影响涂层结构稳定性,尤其是紫外线强烈的地区。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定对耐腐蚀是不利的,但陷雨量则有双重作用,对墙面板及坡度大的屋面板,降雨有清洁钢板表面、冲走表面腐蚀产物的作用,但对于低坡度的屋面板以及排水不畅的部位,降雨量大则容易引起腐蚀加剧。风向和风速:其作用和水类似,而且往往相伴而来,它对于材料的连接部位是一个考验,因为风会导致连接部位松动,雨水会渗透到建筑物的内部。腐蚀性沉降物:如氯高子、二氧化硫等对腐蚀均有加速作用,这些沉降物多发生在海边、工业污染比较严重的区域(如发电厂、冶炼厂等)。

国内彩涂钢板选择上用户相对不关心的就是钢种。因为国内大多数彩涂钢板生产厂只有一种钢种,那就是DC51因为他们采购来的热轧板还是轧硬卷基本就是一个钢种},有些有热锌产线的彩涂钢板厂试图通过热镀锌退火来生产全硬钢(S550}或高强钢(S350等),但难度很大,因为他们对基板的质量、化学成分无法控制,因此,质量稳定性就差、稳定性差导致性能波动大,性能波动大会引起压型板板材变差对建筑物来说,承载重量(风载荷、雪载荷、施工人员和机械)、建筑物的跨度、榇距的设计等都依赖于钢板的强度,对于建筑维护结构用彩涂和镀铝锌板来说,国外均有相应的标准。如美国的ASTM653、ASTM792,日本的JSG3302、JSG3321,欧州的EN10215、EN10147等。按钢种大类分成CQ(普通商用级)、DQ(一般冲压用)、HsS(高强结构钢)、FH(全硬钢).
CQ(普通商用级):现使用普遍,如宝钢所生产的TST01Z、TDC51或 TSGCC等,它的涂漆前的屈服强度在260-320MPa之间。经彩涂后如基板是铝钢,终强度会有所提高,同时伴随着延伸率的劣化。这种钢的抗拉强度在350-40MPa之间,相对于结构钢来说,其屈强比DQ(一般冲压用}:由于一般建筑用彩板均是辊压成型或复合夹芯,对材料的冲压性能要求不高,因此很少在建筑领域使用(部分门窗类彩板除外)。
HSS(高强结构钢):按欧标HSS可分成4-5种不同强度的钢种,但由于普通CQ级材料已经能够取代低强度的HSS钢,因此,市场上用得较多的是屈服强度280MPa和345MPa的钢种,宝钢所生产的TS280GD和TS350GD就是这两个钢种。与普通CQ相比,HSS钢有几大优势:
1、由于屈强比较低因此该钢种的耐火及抗震性好;
2、对较厚的钢板,它可以制造大跨度拱型板;3、对一般的外墙和屋面板型,它可以比CQ材料适当减薄,从而可节约材料消耗。
FH(全硬钢);是通过控制退火温度来提高钢板屈服强度的一类钢种,按国际通用标准,屈服强度≥550MPa,抗拉强度≥570MPa。这类材料强度高,延伸率低,适用于板型较浅的成型钢板使用,大大节约了材料的使用,也是各国争先研究开发的钢种。对强度高又要求延伸率好的材料,在国外标准中也有描述。采用HSLA(低合金高强度)在炼钢时加入强化合金元素,但由于强度高在钢铁厂进行轧制时加大压下率就有限制,因此作为围护结构的较薄的彩涂板很少采用HSLA钢种(另一缺点是成本高)。
根据宝钢多年的钢种使用经验,为了保证彩涂钢板终产品的板型,钢板的强度等级、压型钢板的板型以及加工机器等密切相关。总的来说,加二道次越多,板型越好,加工速度越侵,板型越好。压型钢板板型来说,浅波板的板型优于高波板。对钢板强度来说,强度越大,加工后的板型变差的趋势越明显。高强钢的板型相对较差还有另外一个原因就是很多彩涂生产厂仅靠降低热镀锌的退火温度来提高材料的屈服强度,这样就会导致钢板宽度方向上力学性能的不均衡原因就是整个宽度方向带钢温度是不均匀的,温度下降可能导致部分部位温度低于钢板再结晶退火温度。

宝钢PVDF彩钢板类产品要求的涂膜更厚,因为要提供更长的使用年艰保证。对背面涂层的要求视用途而定,夹芯板只要求有层可粘结的底漆,而成型钢板由于室内腐蚀环境因此也要求涂两层,厚度至少10um以上。
宝钢彩涂板涂层颜色的选择
对颜色的选择主要是考虑与周围环境的匹配和的爱好,但从使用技术角度讲浅颜色涂料的颜料选择余地大,可选择耐久性优越的无机颜料(如钛白粉等),而且涂料的热反射能力强(反射系数达到深色涂料的一倍)夏季涂层本身的温度相对就低,这对涂层寿命延长是有益的。另外,即使涂层变色或粉化,浅颜色涂膜变化后与原颜色的反差小,对外观的影响就不大。而深颜色(尤其是比较鲜艳的颜色)采用有机颜色的居多,遇索外线照射容易褪色,短的3个月就变颜色。对于彩色涂层钢板来说,通常涂层和钢板的受热膨胀率不同,尤其是金属基板和有机涂层的线膨胀系数差别较大当环境温度发生变化时,基板和涂层结合界面就会发生膨胀或收缩应力,如果不能适当释放就会发生涂层龟裂。另外,在这里要说明两点目前国内市场上的选择误区:其一就是国内目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以减少面漆的厚度,因为正常建筑用耐腐蚀底漆是黄绿色的(因此有铬酸锶颜料),必须有足够的面漆厚度才能有好的遮盖力。这样,对耐腐蚀性是很危险的,先底漆耐腐蚀性差,再者面漆大大减薄,不足10微米。这样的彩涂钢板看上去光鲜,用不了两年就会在不同地方产生腐蚀(切口、折弯加工处、膜下等)。其二就是建筑工程用彩涂钢板同一工程采用不同厂商、不同批次的彩涂钢板,在施工中看似颜色一致,但经过几年的太阳光照射后,不同涂层不同厂商的颜色变化趋势不同,导致产生严重的色差,这样的例子实在太多了。即使同一供应商的产品,也强烈建议同一工程一次订货,因为不同批号有可能采用不同涂料供应商的产品,增加了色差产生的可能性。
目前大量使用于建筑用彩涂的镀层是热镀锌和镀铝锌,镀层厚度越大,耐腐蚀性能越好。镀层厚度主要是影响到彩涂钢板的切口腐蚀性能,切口腐蚀是电化学腐蚀,影响因素有预处理层、底漆、基板厚度、镀层厚度等。在正常情况下,预处理层和底漆相对比较固定,影响切口腐蚀性能的就是基板厚度及镀层享度了,基板越薄,镀层越厚,耐切口腐蚀的性能越好。关于这点,国际上有很多研究,目前比较公认的就是锌比,即镀层单面每平方米镀层重量的克数/基板的厚度(以毫米计),认为锌比≥100是有效防止彩涂钢板切口腐蚀的保证。举例说明:如果0.6mm的钢板,其单面镀锌量就要达到60克/平方米。尽管镀铝锌光板的耐腐蚀性能优于热镀锌,但对切匚腐蚀蔓延来说,铧比也适用于热镀铝锌。至于镀层选择热镀纯锌还是热镀铝锌,则主要取决于使用环境的酸碱度。锌和铝均属于两性金属,但它们在酸和碱中的表现还是有差别的,纯锌在碱性介质中的表现优于铝锌合金,在酸洗介质中的表现则相反。因此,推荐相对酸性环境中采用镀铝锌彩涂,相对碱性环境则采用热镀纯锌彩涂,根据使用经验,湿的木材、混凝土等不要长时间接触镀铝锌基板。
钢种
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