刘成
长期以来，涂覆钢板被广泛应用于建筑领域，日本制铁努力通过各种研发活动提高涂覆钢板产品性能。涂覆钢板产品源自纯锌镀层的热浸镀锌薄板，为了提高耐腐蚀性，制造商会选择在锌镀层内添加铝元素。为了进一步提高涂覆钢板的耐腐蚀性，日本制铁在合金镀层中添加了镁元素，自此，一款新产品——SuperDymaTM（镀以锌-铝-镁-硅合金）被投放市场。近10多年来，该产品取得了良好的销售业绩。
本文对日本制铁的建筑用涂覆钢板产品（主要为SuperDymaTM）及该产品在研发过程中镁元素的添加情况进行简要介绍分析。
建筑用涂覆钢板的类型及其发展
一般情况下，涂层或镀层被涂镀于金属表面以防止产生锈蚀。镀锌钢板是一种常用的涂覆钢板，是将钢板浸入锌池而制成。通常，镀层由纯锌构成，但为了达到更好的耐腐蚀效果，制造商会选择在锌镀层中添加铝元素，称之为锌合金镀层。
日本制铁在锌中添加了大约11%的铝、3%的镁和少量的硅，研发出了一种新的合金镀层，极大地提高了产品的耐腐蚀性，并于近几年以SuperDymaTM为商标将新型钢板产品投入市场。自开始销售以来的10多年间，该产品销售业绩良好，赢得了很高的市场评价。
SuperDymaTM是一种新型的镀锌板产品，其锌合金镀层内含有铝、镁和硅。由于这些合金成分的综合效应，产品的切割边缘和平面呈现了卓越的耐腐蚀性，适用于高盐（空气悬浮盐类）、潮湿、碱性等环境。合金镀层易与大气中的湿气和氧气发生化学反应，在其表面上生成腐蚀产物。常规镀锌板的腐蚀产物粗大且分布松散，而SuperDymaTM上的腐蚀产物因镁元素的影响而更为致密，它们起着保护镀层的作用。据了解，SuperDymaTM合金镀层的保护能力为常规纯锌镀层热浸镀锌薄板的4倍左右。
此外，产品切边处的基板曝露于大气中，在曝露的早期阶段便会产生红锈。但SuperDymaTM的合金元素从切口附近的镀层中溶出，并形成密实的腐蚀产物覆盖住切口。如此一来，便有效抑制了切口腐蚀物的蔓延。
SuperDymaTM用途广泛
虽然SuperDymaTM已广泛应用于各种领域，如电器和汽车制造，但其最重要的应用领域还是建筑领域。
高度抗震的模块化活动房屋占据了日本大部分的住宅市场。长期以来，镀锌钢板都被用于制造大梁、横隔栅、桁架以及其他结构件。在此类钢板中，拥有Zn-5%-Al镀层且耐腐蚀性极佳的钢板产品在上述用途中使用最为广泛。随着日本三代住宅、百年住宅等的需求不断增长，日本制铁于2000年推出的SuperDymaTM作为Zn-5%-Al镀层钢板的替代品赢得了客户的高度评价，目前已成为该应用领域的标准材料。
此外，在房屋建筑领域，天花板支撑用辊轧成型钢主要由常规热浸镀锌钢板制成，而不锈钢板有时用于室内游泳池以及其他可能产生腐蚀的地方。由于在含氯环境下不锈钢会产生红锈，因此SuperDymaTM越来越多地被作为替代品使用。同时，SuperDymaTM还被用于制作电缆架、铁甲板、输送管、隔音墙、防风网、建筑外面板、波纹冲孔板等。
除此之外，SuperDymaTM常被用于制作道路隔音墙、隧道构造物以及火车站建筑物。由于道路和隧道构造物均处于高度易腐蚀环境条件下，常规的镀锌件被认为不具备充分的耐腐蚀性，SuperDymaTM则更为合适。
热电厂、通信系统中继设备、配电盘等也都大量采用SuperDymaTM。另外，借助于近几年来光伏发电的迅速发展，SuperDymaTM在太阳能发电装置构造上的应用亦得以快速发展。
从钢材的耐腐蚀角度来看，农业建筑长期处于严苛的环境条件下，温度高且湿度大，其建筑结构主要由Zn-5%-Al热浸镀锌钢板制成。如今，SuperDymaTM已经成为一种非常有潜力的替代产品。此外，动物饲养房长期处于强碱性环境条件下，只能承受正常腐蚀条件的钢材很快就会被腐蚀。SuperDymaTM更适合建造家禽棚舍、牛棚、猪舍以及堆肥库等建筑。
此外，SuperDymaTM在以下领域中具有广阔的发展前景：
一是光伏发电。SuperDymaTM被用于制作住宅太阳能电池板支撑结构已有10余年，并因其价格优势成功替代了后镀锌与铝支撑件。近年来，日本新建了诸多大型光伏发电厂（Mega Solar Plants），鉴于SuperDymaTM在各大领域丰富的应用参考经验，该材料被选作此类大型发电厂（尤其是位于盐类侵蚀严重的沿海地区）电池板支撑结构的首选材料。较之于常规材料，SuperDymaTM具有更好的耐腐蚀性能，且因材料重量更低而使得成本更低，因此目前该产品成为此用途的主要材料。
二是农牧业。近年来，日本的农牧业在长期衰退后有了新的变化，日本举办的农牧业会展越来越多，促使更多的人在这一领域看到了新的商机。这主要是人们对食品的安全性、可靠性、供货稳定、产品差异化等需求不断增长的结果。高科技种植农作物设施（如图）作为农业发展新趋势吸引了人们的注意，SuperDymaTM广泛应用于此类农业设施结构的建设中，预计未来还要建造更多类似的设施。
三是基础设施建设。在沉寂了很长一段时间后，日本经济开始复苏，同时伴随着基础设施改善与维护方面的需要。目前，SuperDymaTM已被用作各种建筑的抗震增强材料，在2020东京奥运会建筑工程项目的成功刺激下，其用途还将继续扩展。
图为高科技种植农作物设施。（图片来源于网络）
《中国冶金报》（2022年2月11日 02版二版）
