BE892218A - Procede de galvanisation en continu de bandes d'acier - Google Patents

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    • C21METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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    • C23C2/0224Two or more thermal pretreatments

Description


  Procédé de galvanisation en continu de bandes d'acier.

  
La présente invention se rapporte à un procédé de galvanisation

  
en continu de bandes en acier contenant des éléments aisément oxydables, tels que le silicium et/ou l'aluminium.

  
On sait que la galvanisation des aciers contenant du silicium et/ou de l'aluminium se heurte à de grandes difficultés dès que les teneurs en ces éléments dépassent une valeur d'environ 0,2 %.

  
Outre l'aspect irrégulier et peu esthétique du revêtement, on observe souvent un manque d'adhérence inacceptable de la couche de zinc sur l'acier.

  
On a constaté que ce manque d'adhérence était dû, dans une très large mesure, à la présence, à la surface de l'acier, d'un film d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium, formé lors du séjour de

  
la bande à haute température dans le four de recuit. Ce film. 

  
d'oxyde est imperméable au zinc et ne permet dès lors pas un accrochage suffisant du revêtement. Il est par ailleurs pratiquement impossible, dans les fours industriels actuels, de prévenir la formation de ce film, en raison du caractère hautement oxydable de ces éléments.

  
Pour tenter de surmonter cette difficulté, il a été proposé antérieurement de provoquer volontairement l'oxydation du fer lors du chauffage de'l'acier, et de former ainsi à sa surface une couche d'oxydes de fer, de silicium et/ou d'aluminium. Cet oxyde de fer est ensuite réduit en fer par l'atmosphère réductrice, notamment l'hydrogène, à laquelle l'acier est soumis lors du maintien subséquent à haute température En règle générale,

  
cette atmosphère n'est cependant pas suffisamment réductrice

  
pour réduire les oxydes de silicium et/ou d'aluminium. Néanmoins, on parvient par cette méthode à éviter la formation du film continu d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium, principal responsable du manque d'adhérence du revêtement.

  
Cette méthode présente cependant l'important inconvénient d'être très difficile à contrôler et à régler, en particulier en ce qui concerne l'épaisseur de la couche d'oxyde formée au cours du chauffage. Dès que cette épaisseur devient trop importante, la réduction de l'oxyde de fer au cours du maintien à haute température provoque un relèvement du point de rosée de l'atmosphère du four de maintien, et il peut se reformer un film d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium à la surface de l'acier.

  
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à cet inconvénient, en éliminant tout le film d'oxyde compromettant l'adhérence du revêtement de zinc.

  
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, qui comporte une phase de chauffage et de maintien de la bande à une température supérieure à sa température de recristallisation et une phase de refroidissement rapide, est essentiellement caractérisé en ce que l'on conduit le chauffage et le maintien à températures élevée, de façon à limiter à une valeur minimum le degré d'oxydation du fer à la surface de la bande, en ce que l'on pratique le refroidissement rapide en milieu oxydant, de façon à former une couche d'oxyde constituée principalement d'oxyde de fer FeO, en ce que l'on réduit cette couche d'oxyde au moyen d'un mélange gazeux approprié et en ce que l'on plonge la bande dans le bain de revêtement à base de zinc fondu.

  
Selon une mise en oeuvre avantageuse, on réalise le refroidissement rapide oxydant en immergeant la bande dans un bain aqueux sensiblement à l'ébullition.

  
Selon une autre mise en oeuvre du procédé de l'invention, on réalise le refroidissement rapide oxydant par projection d'eau ou de brouillard sur la bande.

  
Toujours selon l'invention, il a été trouvé intéressant d'appliquer le refroidissement rapide oxydant pendant une durée comprise entre 2 secondes et 20 secondes.

  
Lorsque l'on applique, selon l'invention, les conditions qui viennent d'être indiquées, il se forme, à la surface de la bande et sous l'inévitable film d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium, une couche d'oxyde de fer FeO dont l'épaisseur est comprise en-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
Il est particulièrement avantageux, selon la présente invention, d'interrompre le refroidissement à une température inférieure à
600[deg.]C, de préférence comprise entre 450[deg.]C et 550[deg.]C et de réduire cette couche d'oxyde de fer en la soumettant à l'action d'un gaz réducteur dans cette gamme de température.

  
Cette température conduit par ailleurs à la précipitation du carbone dans l'acier, ce qui influence favorablement sa duc-

  
 <EMI ID=2.1>  Selon l'inv ention, on utilise avantageusement à cet effet un gaz constitué d'azote et d'hydrogène présentant un rapport des pressions partielles d'hydrogène et de vapeur d'eau pH2/pH20

  
au moins égal à 2o.

  
Suivant une modalité préférée de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on soumet la bande oxydée à l'action du gaz réducteur pendant une durée d'au moins 30 secondes.

  
La phase de réduction qui vient d'être décrite présente le grand avantage de transformer la couche d'oxyde de fer en une couche de fer poreuse et non recristallisée, sur laquelle subsiste le film d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium.

  
Cette couche poreuse est lavée et emportée par le zinc lors de l'immersion de la bande dans le bain de galvanisation. La surface de la bande exposée au zinc fondu est donc libre de tout dépôt d'oxyde et présente une excellente adhérence au revêtement même pour des teneurs en silicium et/ou aluminium atteignant

  
0,3 % dans l'acier.

  
A titre d'exemple, on a appliqué le procédé de l'invention à quatre bandes en acier A, B, C, D, dont la composition chimique et les propriétés mécaniques sont données respectivement aux tableaux I et II ci-dessous. Les températures de bobinage de

  
ces bandes étaient respectivement de 680[deg.]C, 680[deg.]C, 620[deg.]C et
620[deg.]C.

  
Elles ont été soumises à un chauffage à diverses températures comprises entre 650[deg.]C et 850[deg.]C dans un four à feu direct. Elles ont ensuite été maintenues dans des atmosphères contenant de 0 à

  
 <EMI ID=3.1> 

  
oxydes, sous différentes conditions de teneurs en hydrogène du gaz réducteur, de durée et de température de maintien. 

  
Le tableau III indique l'influence de ces divers paramètres sur le comportement des revêtements de zinc déposés sur ces bandes. Il montre que la durée et la température de la phase de réduction d'oxyde exercent une influence marquée sur la tenue de ces revêtements galvanisés.

  
TABLEAU I.: Composition chimique (en % poids).

  

 <EMI ID=4.1> 


  
TABLEAU II. : Propriétés mécaniques.

  

 <EMI ID=5.1> 
 

  
TABLEAU III.: Influence sur la tenue du revêtement de zinc.

  

 <EMI ID=6.1> 


  
Selon l'invention, le bain de revêtement peut être constitué essentiellement de zinc, avec de faibles teneurs, par exemple inférieures à 1 %, en éléments tels que notamment le plomb, l'aluminium ou l'arsenic; il peut également contenir de plus grandes quantités d'aluminium, comprises par exemple entre 5 % et 60 %. 

REVENDICAT IONS.

  
1. Procédé de galvanisation en continu d'une bande en acier laminée à froid, dans lequel on soumet la bande à une phase

  
de chauffage et de maintien à une température supérieure à la température de recristallisation de l'acier et à une phase de refroidissement rapide, caractérisé en ce que l'on conduit le chauffage et le maintien à haute température, de façon à limiter à une valeur minimum le degré d'oxydation du fer à la surface de la bande, en ce que l'on pratique le refroidissement rapide en milieu oxydant, de façon à former une couche d'oxyde constituée principalement d'oxyde de fer FeO, en ce que l'on réduit cette couche d'oxyde au moyen d'un gaz réducteur approprié et en ce que l'on plonge la bande dans le bain de revêtement à base de zinc fondu.

Claims (1)

  1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que
    l'on réalise le refroidissement rapide oxydant en immergeant
    la bande dans un bain aqueux sensiblement à l'ébullition.
    3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que
    l'on réalise le refroidissement rapide oxydant par projection d'eau et/ou de brouillard d'eau sur la surface de la bande.
    4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on applique le refroidissement rapide oxydant pendant une durée comprise entre 2 secondes et 20 secondes.
    5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on interrompt le refroidissement rapide oxydant à une température inférieure à 600[deg.]C, de préférence comprise entre 450[deg.]C et 550[deg.]C.
    6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on effectue la réduction de la couche d'oxyde de fer à une température inférieure à 600[deg.]C, de ') préférence comprise entre 450[deg.]C et 550[deg.]C.
    7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on effectue la réduction de la couche d'oxyde de fer au moyen d'un mélange gazeux constitué d'hydrogène et d'azote et présentant un rapport des pressions partielles pH2/pH20 au moins égal à 20.
    8. Procédé suivant L'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bande est soumise à l'action du gaz réducteur pendant au moins 30 secondes.
    9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on utilise pour le revêtement un bain de zinc fondu, contenant éventuellement des éléments d'addition, tels que Pb, Al, As.
    10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on utilise pour le revêtement un bain de zinc fondu contenant de 5 % à 60 % en poids d'aluminium. <EMI ID=7.1>
    En date du 19 février 1981, j'ai déposé au Siège du Gouvernement Provincial de LIEGE, une demande de brevet belge relative à un "PROCEDE DE GALVANISATION EN CONTINU DE BANDES D'ACIER". Cette demande, déposée au nom du CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALURGIE, association sans but lucratif - vereniging zonder winstoogmerk, 47, rue Montoyer, 1040 BRUXELLES, a reçu le numéro d'inscription provisoire 6/47.610.
    Je vous serais obligé de bien vouloir joindre la présente lettre au dossier de cette demande, lettre par laquelle je vous notifie mon désir d'apporter la modification suivante au texte de la
    <EMI ID=8.1>
    par "10-8 et 10-7 mil.
    Le soussigné n'ignore pas qu'aucun document joint au dossier d'un brevet d'invention ne peut être de nature à apporter, soit à la description, soit au dessin, des modifications de fond
    et déclare que le contenu de cette note n'apporte pas de telles modifications et n'a d'autre objet que de signaler une erreur matér ie l le .
    Il reconnaît que le contenu de cette note ne peut avoir pour effet de rendre valab le totalement ou partiellement la demande
    de brevet N[deg.] 6/47.610 si celle-ci ne l'était pas en tout ou en partie, en vertu de la législation en vigueur. Il autorise l'Administration
    à joindre cette note au dossier du brevet et à en délivrer photocopie,
    <EMI ID=9.1>
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