BR112018067447B1 - Método para a manufatura de folha de aço banhado a preto, aparelho para a manufatura de folha de aço galvanizada preta, e sistema para a manufatura de folha de aço galvanizada preta - Google Patents

Abstract

a presente invenção provê um método para a manufatura de uma folha de aço galvanizada preta que possibilita um escurecimento mais uniforme da folha de aço galvanizada. o método produz uma folha de aço galvanizada preta pela colocação de uma folha de aço galvanizada com uma camada galvanizada por imersão a quente contendo al e mg em contato com vapor de água no interior de um vaso vedado. este método realiza, na seguinte ordem: o aquecimento de uma folha de aço galvanizada disposta no interior de um vaso vedado na presença de um gás, o ponto de orvalho do qual sendo sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada; exaustão do gás ambiente aquecido no interior do vaso vedado de maneira a tornar a pressão do gás no interior do vase vedado de 70 kpa ou menos; e introdução de vapor de água no interior do vaso vedado no qual a pressão do gás foi reduzida para 70 kpa ou menos de maneira a tornar preta a camada galvanizada.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um método para a produção de folha de aço galvanizada preta, a um aparelho para a produção de folha de aço galvanizada preta, e a um sistema para a produção de folha de aço galvanizada preta.

Estado da Técnica

[0002] Em campos, tais como materiais para telhados e materiais para exterior de construções, aplicações domésticas e automóveis, a demanda por folhas de aço apresentando aparência preta está em crescimento sob o ponto de vista, por exemplo, de design. De maneira a tornar preta a superfície de uma folha de aço, pode ser empregado um método que aplica um material de revestimento preto à superfície da folha de aço para formar um filme de revestimento preto. Nos campos descritos acima, folhas de aço galvanizadas, tal como por galvanização com Zn por imersão a quente, galvanização com Zn contendo Al por imersão a quente e galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente, são utilizadas em muitos casos sob o ponto de vista da resistência à corrosão. Estas folhas de aço galvanizadas, no entanto, apresentam uma superfície com brilho metálico com coloração cinza prata. Da mesma forma, de maneira a se obter a aparência preta com design de alta qualidade pela aplicação de um material de revestimento preto, é requerido um filme de revestimento espesso para apagar a cor da folha de aço galvanizada, aumentando assim os custos de revestimento. Além disto, o filme de revestimento espesso impede a soldadura de resistência, tal como soldadura por pontos, o que representa uma outra desvantagem.

[0003] Para a eliminação do brilho metálico e da coloração cinza prata de uma folha de aço galvanizada sem a formação de um filme de revestimento preto, é proposto um método para tornar preta uma camada de galvanização por si pela oxidação desta. O PTL 1, por exemplo, descreve um método para a formação de camada de óxido pela colocação de uma folha de aço galvanizada com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente (doravante, referida simplesmente por uma “folha de aço galvanizada”) em contato com vapor de água no interior de um vaso fechado de maneira a escurecer uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente (doravante referida simplesmente como uma “camada de galvanização”). Doravante, colocar uma folha de aço galvanizada em contato com vapor de água para escurecimento é também chamado de “tratamento com vapor de água” ou “tratar com vapor de água”.

[0004] O PTL 2 descreve um método para tratar folhas de aço galvanizadas com vapor de água pela disposição de um espaçador entre as folhas de aço galvanizadas. O método do PTL 2 é capaz de escurecer mais uniformemente a superfície da camada de galvanização, a disposição de um espaçador entre as folhas de aço galvanizadas possibilita que o vapor de água entre em contato com as folhas de aço galvanizadas em sua periferia e seu centro no mesmo grau.

Lista de Citações

[0005] Literatura Patentária PTL 1 Pedido de Patente Japonês Publicado n° 2013-241655 PTL 2 Pedido de Patente Japonês Publicado n° 2013-241676

Sumário da Invenção Problema Técnico

[0006] De maneira a tornar preta uma camada de galvanização mais uniformemente como descrito no PTL 2, é preferível se permitir que o vapor de água seja satisfatoriamente espalhado de maneira a cobrir toda a região a ser tornada preta na folha de aço galvanizada, desta forma tratando a região mais uniformemente com o vapor de água.

[0007] Os presentes inventores analisaram as condições do tratamento com vapor de água com mais detalhes para obter uma aparência mais agradável de uma folha de aço galvanizada permitindo que o vapor de água fosse mais satisfatoriamente espalhado de maneira a cobrir toda a região a ser tornada preta na folha de aço galvanizada para tornar mais uniformemente preta uma camada de galvanização.

[0008] A presente invenção é completada com base na análise acima e um propósito da presente invenção é o de prover um método para a produção de uma folha de aço galvanizada preta, na qual uma região a ser tornada preta na folha de aço galvanizada pode ser mais uniformemente escurecida e para prover um aparelho e um sistema utilizados em tal método.

Solução do Problema

[0009] A presente invenção refere-se a um método que, no interior de um vaso fechado, coloca uma folha de aço galvanizada incluindo uma folha de aço base e uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente formada na superfície da folha de aço base em contato com vapor de água para produzir uma folha de aço galvanizada preta. O método da presente invenção é conduzido na seguinte ordem de etapas 1 a 3: (etapa 1) aquecimento da folha de aço galvanizada disposta no interior do vaso fechado na presença de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada; (etapa 2) redução da pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos pela exaustão do gás atmosférico, que é aquecido, do interior do vaso fechado; e (etapa 3) escurecimento da camada de galvanização pela introdução de vapor de água no vaso fechado apresentando uma pressão de gás no interior de 70 kPa ou menos.

[0010] A presente invenção refere-se também a um aparelho para a produção de uma folha de aço galvanizada preta. O aparelho da presente invenção inclui um vaso fechado incluindo uma seção de disposição em que pode ser disposta uma folha de aço galvanizada incluindo uma folha de aço base e uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente formada na superfície da folha de aço base; uma seção de aquecimento para aquecer o interior do vaso fechado; uma seção de exaustão para a exaustão do gás atmosférico do interior do vaso fechado de maneira a reduzir a pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos; e uma seção de introdução de vapor de água para introduzir vapor de água no vaso fechado.

[0011] A presente invenção refere-se também a um sistema para a produção de uma folha de aço galvanizada preta. O sistema da presente invenção inclui o aparelho da presente invenção; e uma seção de controle para controlar a operação da seção de aquecimento, a seção de exaustão e a seção de introdução de vapor de água para colocar, no interior do vaso fechado, a folha de aço galvanizada (a seção de disposição do vaso fechado fica onde a folha de aço galvanizada está disposta) em contato com vapor de água, produzindo assim uma folha de aço galvanizada preta.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0012] A presente invenção provê um método para a produção de uma folha de aço galvanizada preta, na qual uma região a ser tornada preta em um folha de aço galvanizada pode ser mais uniformemente escurecida, e um aparelho e um sistema utilizados em tal método.

[0013] Breve Descrição dos Desenhos A FIG. 1 é um fluxograma de um modo de um método de acordo com a presente invenção para a produção de uma folha de aço galvanizada preta; A FIG. 2 é um fluxograma de um outro do método de acordo com a presente invenção para a produção de uma folha de aço galvanizada preta; A FIG. 3 é uma vista esquemática em seção transversal para ilustrar um exemplo de um aparelho de acordo com a presente invenção para a produção de uma folha de aço galvanizada preta; e A FIG. 4 ilustra um exemplo de uma parte principal de um sistema de controle em um sistema de acordo com a presente invenção para a produção de uma folha de aço galvanizada preta.

Descrição das Realizações

[0014] 1. Método para a produção de uma folha de aço galvanizada preta. Um método de acordo com a presente invenção para a produção de uma folha de aço galvanizada preta (doravante, referido simplesmente como um “método da presente invenção”) produz uma folha de aço galvanizada preta colocando, no interior de um vaso fechado, uma folha de aço galvanizada com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente que contém Al e Mg, em contato com vapor de água.

[0015] O método da presente invenção é conduzido como ilustrado na FIG. 1, na seguinte ordem de etapas 1 a 3: (etapa 1: S110) aquecimento de uma folha de aço galvanizada com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente disposta no interior de um vaso fechado na presença de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada (doravante, referido também simplesmente como um “gás de vapor de água baixo”); (etapa 2: S120) exaustão do gás atmosférico no interior do vaso fechado de maneira a reduzir a pressão de gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos; e (etapa 3: S130) introdução de vapor de água no vaso fechado para tornar preta uma camada de galvanização da folha de aço galvanizada. O método da presente invenção pode ser realizado adicionalmente como ilustrado na FIG. 2, após a etapa 3 (S130), na seguinte ordem de etapas 4 e 5: (etapa 4: S140) exaustão do gás atmosférico do interior do vaso fechado de maneira a reduzir a pressão de gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos; e (etapa 5: S150) introdução no vaso fechado de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada (“gás de vapor de água baixo”) para resfriar a folha de aço galvanizada. Um gás atmosférico refere-se a gases no interior de um vaso fechado, e a um ermo coletivo para ar, vapor de água, vapor de água contendo hidrogênio e um gás de vapor de água baixo que são descritos aqui.

[0016] A seguir, cada etapa será descrita com mais detalhes.

[0017] (Etapa 1) Na Etapa 1 (S110), uma folha de aço galvanizada disposta no interior de um vaso fechado é aquecida na presença de um gás de vapor de água baixo.

[0018] O vaso fechado inclui uma seção de disposição onde uma folha de aço galvanizada deve ser disposta, e apresenta resistência suficiente para resistir à redução de pressão do gás no interior devida à exaustão do gás atmosférico, introdução de vapor de água, aquecimento, resfriamento e semelhantes. O vaso fechado é configurado de tal forma que pode ficar tanto no estado fechado quanto no estado aberto. No estado fechado, é substancialmente impossível que um gás flua para dentro a partir do exterior do vaso fechado, ou flua para fora a partir do interior. No estado aberto, uma folha de aço galvanizada pode ser transportada do exterior para o interior do vaso fechado. O vaso fechado pode apresentar, na superfície da parede ou na superfície do fundo, aberturas que podem ser conectadas a uma tubulação de exaustão descrita abaixo, tubulação de suprimento de vapor de água, tubulação de introdução de gás, tubulação de drenagem e semelhantes. O interior do vaso fechado pode ser levado a um estado fechado pelo fechamento de válvulas providas nestas tubulações. O vaso fechado pode incluir uma seção de aquecimento descrita abaixo desde que o interior do vaso fechado possa ser levado para o estado fechado.

[0019] Uma folha de aço galvanizada inclui uma folha de aço base e uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente formada na superfície da folha de aço base.

[0020] Qualquer folha de aço pode ser utilizada como uma folha de aço base. Uma folha de aço feita de aço de baixo carbono, aço de médio carbono, aço de alto carbono, liga de aço ou semelhantes pode ser utilizada como a folha de aço base. Quando uma é requerida uma capacidade de formação de prensa satisfatória, uma folha de aço de estampagem profunda feita de aço com adição de Ti de baixo carbono, aço com Nb adicionado de baixo carbono ou semelhantes, é preferida como a folha de aço base. Uma folha de aço de alta resistência contendo P, Si, Mn ou semelhantes, pode também ser utilizada.

[0021] A camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente pode apresentar uma composição tal que a camada é tornada preta pelo contato com vapor de água. Embora o mecanismo no qual uma camada de galvanização é tornada preta pelo contato com vapor de água ainda permaneça não descrito, uma hipótese pode ser deduzida como se segue. Pelo contato com vapor de água, óxidos de Zn, Al e/ou Mg (por exemplo, ZnO1-x e Al2O3-x) que apresentam estruturas defeituosas deficientes em oxigênio são regenerados na superfície ou na camada de galvanização, desta forma tornando preta a camada de galvanização. Quando tais óxidos deficientes em oxigênio são gerados, luz é aprisionada em seus defeitos para conferir uma aparência preta aos óxidos.

[0022] Uma camada de galvanização, por exemplo, apresentando uma composição de 0.1% em massa ou mais e 60% em massa ou menos de Al, 0.01% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Mg, e o equilíbrio em Zn pode adequadamente escurecer pelo contato com vapor de água. Pelo ajuste do teor de Al ou Mg para o valor limite superior acima ou menos reduz a geração de escória durante o processo de galvanização, tornando assim a aparência da camada de galvanização mais agradável. Pelo ajuste do teor de Al para o limite inferior acima ou mais, entretanto, pode aumentar a adesão da camada de galvanização. Pelo ajuste do teor de Mg para o limite inferior acima ou mais pode reduzir o tempo para o escurecimento da camada de galvanização.

[0023] Aqui, o valor da quantidade de cada componente, expressa em percentagem, na camada de galvanização representa a massa de cada componente metálico contido na camada de galvanização dividida pela massa total de metais contidos na camada de galvanização. Isto é, a massa de oxigênio e hidrogênio contida nos óxidos e/ou óxidos hidratados gerados pelo tratamento com vapor de água não é incluída no teor do componente na camada de galvanização. Desta forma, a não ser que os componentes metálicos sejam eluídos durante o tratamento com vapor de água, o teor de cada componente na camada de galvanização não é alterado antes e depois do tratamento com vapor de água.

[0024] As folhas de aço galvanizadas com Zn contendo Mg por imersão a quente mais distribuídas contêm cerca de 6% em massa de Al e cerca de 3% em massa de Mg em sua camada de galvanização. No case de tal composição de galvanização, a estrutura metálica da camada de galvanização apresenta principalmente um cristal primário de fase de Al estrutura eutética ternária de Al/Zn/Zn2Mg misturada. As respectivas fases (fase de Al, fase de Zn e fase de Zn2Mg) que formam a estrutura eutética ternária Al/Zn/Zn2Mg cada uma apresenta um tamanho e formato irregulares e estão emaranhadas entre si. O cristal primário da fase de Al e a fase de Al na estrutura eutética ternária de Al/Zn/Zn2Mg são derivados de uma fase de Al” (solução sólida de Al que produz uma solução sólida de Zn e inclui uma pequena quantidade de Mg) a uma temperatura alta em um diagrama de equilíbrio ternário de Al-Zn-Mg. A fase de Al” a uma temperatura alta usualmente aparece como uma fase de Al fina e uma fase de Zn fina separadamente em temperatura normal. A fase de Zn na estrutura eutética ternária é uma solução sólida de Zn que produz uma solução sólida com uma pequena quantidade de Al e, em alguns casos, produz adicionalmente uma solução sólida com Mg. A fase de Zn2Mg na estrutura eutética ternária é uma fase composta intermetálica que está presente próxima ao ponto em que o Zn representa cerca de 84% em massa em um diagrama de equilíbrio binário.

[0025] De maneira a aumentar a adesão da camada de galvanização à folha de aço base, a camada de galvanização pode conter 0,005% em massa ou mais e 2,0% em massa ou menos de Si. Pelo ajuste do teor de Si na camada de galvanização para 0,005% em massa ou mais é possível se suprimir o crescimento de uma camada de liga de Al-Fe em uma interface da folha de aço base e da camada de galvanização, aumentando assim adicionalmente a adesão. Pelo ajuste do teor de Si na camada de galvanização para 2,0% em massa ou menos é possível se reduzir a geração de um óxido a base de Si na superfície da camada de galvanização, reduzindo assim a inibição do escurecimento por tal óxido a base de Si. Para suprimir uma influência adversa sobre a aparência e a resistência à corrosão causadas pela geração e crescimentos excessivos de uma fase de Zn11Mg2, a camada de galvanização pode conter uma liga de Ti, B, Ti-B, um composto contendo Ti ou um composto contendo B. O teor destes compostos na camada de galvanização é preferivelmente ajustado de tal forma que a quantidade de Ti é de 0,001% em massa ou mais e de 0,1% em massa ou menos, e a quantidade de B é de 0,0005% em massa ou mais e de 0,045% em massa ou menos. Pelo ajuste do teor de Ti e B na camada de galvanização para os limites inferiores acima ou mais é possível suprimir adicionalmente a geração e crescimento da fase Zn11Mg2. Pelo ajuste do teor de Ti e B na camada de galvanização para os limites superiores acima ou menos é possível reduzir a possibilidade de crescimento de um precipitado na camada de galvanização. A presença da liga de Ti, B, Ti-B, composto contendo Ti ou composto contendo B na camada de galvanização produz apenas uma influência desprezível sobre o escurecimento pelo tratamento com vapor de água.

[0026] A camada de galvanização pode apresentar qualquer espessura que é preferivelmente de 3 μm ou mais e 100 μm ou menos. Uma camada de galvanização apresentando uma espessura de 3 μm ou mais muito possivelmente irá prevenir que o arranhão atinja a folha de aço base durante a manipulação da folha, aumentando assim a capacidade de manter a aparência preta e a resistência à corrosão. Uma camada de galvanização apresentando uma espessura de 100 μm ou menos, entretanto, é menos provável de se separar da folha de aço base em uma sua parte processada causada pela diferença de ductilidade entre a camada de galvanização e a folha de aço base quando submetida a compressão.

[0027] A folha de aço galvanizada pode apresentar qualquer formato desde que uma região a ser tornada preta pelo tratamento com vapor de água na folha de aço galvanizada possa ser posta em contato com vapor de água. Quanto ao formato da folha de aço galvanizada, a superfície galvanizada desta pode ser plano (por exemplo, um formato em placa plana) ou em formato curvo (por exemplo, um formato em bobina). O formato em bobina refere-se a um formato de uma fita metálica composta de uma folha de aço galvanizada que é enrolada e distanciada radialmente. O formato da folha de aço galvanizada é preferivelmente em um formato em bobina uma vez que é mais fácil de ser disposto no interior do vaso fechado, e mais fácil de ser transportado depois do tratamento. Para facilidade de introdução do vapor de água, o espaço da bobina é preferivelmente ajustado de tal forma que a distância mais curta entre as duas superfícies adjacentes na direção radial é de 0,05 mm ou mais.

[0028] O espaço entre as superfícies da folha de aço galvanizada em formato de bobina pode ser provido, por exemplo, pela disposição de um espaçador entre as superfícies da folha de aço galvanizada enrolada. O espaçador pode apresentar qualquer formato desde que possibilite ao vapor de água ser espalhado de maneira a cobrir toda a folha de aço galvanizada em formato de bobina, e talvez um espaçador linear ou um espaçador plano. O espaçador linear é um membro linear disposto em uma parte da superfície da folha de aço galvanizada. O espaçador plano é um membro em forma de placa plana disposto pelo menos em uma parte da superfície da folha de aço galvanizada. A área de uma região em que a folha de aço está em contato com o espaçador quanto menor melhor, e a área de contato em um ponto de contato é preferivelmente de 15 mm2 ou menos. Qualquer material pode ser utilizado como o espaçador desde que não significativamente se deteriore, entre em ignição ou cause fusão com uma folha de aço galvanizada durante o tratamento com vapor de água. Como material, é preferido um metal ou uma resina e um material permeável ao vapor de água é mais preferido.

[0029] Para formar uma parte a não ser tornada preta na superfície de uma folha de aço galvanizada, uma fita como máscara, tal como uma fita de alumínio ou uma fita de resina, que apresente um formato da parte a não ser tornada preta pode ser provida em uma parte da superfície.

[0030] Uma folha de aço galvanizada única ou folhas de aço galvanizadas empilhadas podem ser dispostas no interior do vaso fechado. A folha de aço galvanizada em formato de bobina pode ser disposta, por exemplo, para cima (vertical, vertical, com a extremidade da bobina voltada para cima). De maneira a tornar pretas duas ou mais folhas de aço galvanizadas em formato de bobina simultaneamente, as duas ou mais folhas de aço galvanizadas em formato de bobina cada uma pode ser disposta para cima no interior do vaso fechado, e podem ser empilhadas entre si. No caso acima, as folhas de aço galvanizadas são também dispostas preferivelmente empilhadas de tal forma que a distância mais curta entre duas superfícies adjacentes é de 0,5 mm ou mais para facilitar a introdução de vapor de água. O espaço entre as folhas de aço galvanizadas pode ser também provido, por exemplo, pela disposição de um espaçador entre as folhas de aço galvanizadas adjacentes. Alternativamente, uma folha de aço galvanizada processada para qualquer formato pode ser tornada preta e, em tal caso, a folha de aço galvanizada processada pode ser disposta em uma prateleira, funcionando como a seção de disposição, provida no interior do vaso fechado, ou pode ser suspensa da prateleira.

[0031] A folha de aço galvanizada é aquecida na presença de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada (gás de vapor de água baixo). Em outras palavras, o gás atmosférico presente no interior do vaso fechado é um gás de vapor de água baixo na presente etapa. Para facilidade da operação, o gás de vapor de água baixo é preferivelmente ar ou pode ser um gás inerte desde que seja possível o escurecimento. Exemplos de gases inertes incluem Ar, N2, He, Ne, Kr, H2, Xe, e misturas destes. São preferidos ar, N2, He e a mistura de N2 e H2 que estão disponíveis a baixo custo. O gás de vapor de água baixo pode ser introduzido no vaso fechado a partir de uma seção de introdução descrita abaixo.

[0032] A temperatura da folha de aço galvanizada antes do aquecimento é usualmente em torno da temperatura normal. Em adição, a capacidade térmica de uma folha de aço galvanizada é grande. Desta forma, quando uma folha de aço galvanizada é aquecida na presença de um gás apresentando um ponto de orvalho mais alto que a temperatura da folha de aço galvanizada, a saber um gás contendo uma alta quantidade de vapor de água, como em um método convencional, o gás atmosférico na periferia da superfície da folha de aço galvanizada é resfriado pela folha de aço galvanizada para condensar o vapor de água, possibilitando assim a geração de gotas de orvalho na superfície da folha de aço galvanizada. A geração das gotas de orvalho sobre a superfície da folha de aço galvanizada evita que o vapor de água entre em contato com as partes em que as gotas de orvalho são geradas, prevenindo assim o escurecimento, e, desta forma, a camada de galvanização não pode ser uniformemente tornada preta em alguns casos. Além disto, tais gotas de orvalho podem corroer a superfície da folha de aço galvanizada e destruir a aparência cobrindo a superfície com ferrugem branca. O método da presente invenção, por outro lado, aquece uma folha de aço galvanizada na presença de um gás de vapor de água baixo, e desta forma há menos possibilidade da geração de gotas de orvalho da condensação do vapor de água. O método da presente invenção, desta forma, pode tornar preta a camada de galvanização mais uniformemente e obter uma aparência mais agradável da folha de aço galvanizada. A partir do ponto de vista acima, na presente etapa, o ponto de orvalho do gás atmosférico é mais preferivelmente na temperatura normal ou abaixo, e o gás atmosférico pode ser, por exemplo, ar. Conforme a temperatura de uma folha de aço galvanizada aumenta durante o aquecimento, quando o ponto de orvalho do gás atmosférico no início do aquecimento é mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada, usualmente, o ponto de orvalho do gás atmosférico permanece mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada.

[0033] O aquecimento é mantido até que a temperatura superficial da camada de galvanização alcance uma temperatura na qual a camada de galvanização é satisfatoriamente escurecida (doravante, também simplesmente referida como uma “temperatura de tratamento de escurecimento”) pelo contato com o vapor de água. O aquecimento pode ser, por exemplo, realizado enquanto a temperatura superficial da camada de galvanização é medida utilizando-se um sensor de medição de temperatura disposto no interior de um vaso fechado, e finalizado quando a temperatura da camada de galvanização excede a temperatura de tratamento de escurecimento.

[0034] Uma vez que a capacidade térmica de uma folha de aço galvanizada é grande, a temperatura superficial não pode aumentar uniformemente, e se tornar desigual. Desta forma, preferivelmente, o aquecimento é realizado enquanto é medida a temperatura para uma pluralidade de pontos ou regiões na superfície da camada de galvanização, ou para toda a superfície, e mantido até que a temperatura do ponto ou região cuja temperatura medida é a mais baixa (doravante, também simplesmente referido como um “ponto de temperatura mais baixa”) alcance a temperatura do tratamento de escurecimento. Pelo acúmulo de dados medidos, a etapa de aquecimento pode ser finalizada apenas pela configuração das condições sem medição real da temperatura.

[0035] A temperatura do tratamento de escurecimento pode ser estabelecida para qualquer temperatura de acordo com a composição da camada de galvanização (por exemplo, as quantidades de Al e Mg na camada de galvanização), espessura desta, brilho requerido e/ou semelhantes e é preferivelmente de 50°C ou mais e de 350°C ou menos, e mais preferivelmente de 105°C ou mais e de 200°C ou menos. O ajuste da temperatura do tratamento de escurecimento para 105°C ou mais pode diminuir o tempo para o escurecimento. O ajuste da temperatura do tratamento de escurecimento para 350°C ou menos, entretanto, pode evitar que um aparelho de escurecimento se torne maior, e reduz o consumo de energia para o aquecimento do vapor de água, bem como facilita o controle do grau de escurecimento da camada de galvanização.

[0036] qualquer método de aquecimento pode ser empregado desde que a superfície de uma camada de galvanização possa alcançar a temperatura do tratamento de escurecimento. Por exemplo, o aquecimento pode ser realizado utilizando-se uma seção de aquecimento disposta entre uma cobertura interna e uma cobertura externa de um vaso fechado, ou pela introdução de ar quente no vaso fechado. De maneira a aquecer uniformemente a folha de aço galvanizada, o aquecimento pode ser realizado enquanto o gás atmosférico é agitado no interior do vaso fechado.

[0037] (Etapa 2) Na Etapa 2 (S120), o gás atmosférico no interior do vaso fechado é retirado de maneira a reduzir a pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos. A pressão do gás no interior do vaso fechado se torna um valor dentro da faia acima, por exemplo, pela exaustão do gás atmosférico no vaso fechado para retirar o gás do vaso fechado utilizando-se uma bomba de exaustão disposta fora do vaso fechado. Na presente etapa, a exaustão do gás atmosférico pode ser realizada uma vez ou, alternativamente, a exaustão do gás atmosférico e a introdução de um gás de vapor de água baixo podem se repetidas para adicionalmente reduzir a quantidade dos componentes gasosos restantes no interior do vaso fechado outros que não o vapor de água.

[0038] Na presente etapa, o método da presente invenção reduz a pressão do gás no interior do vaso fechado pela exaustão do gás atmosférico em seu interior, desta forma preenchendo satisfatoriamente os espaços vazios entre as folhas de aço galvanizadas com vapor de água introduzido na Etapa 3 (S130) descrita abaixo. Isto possibilita um tratamento com vapor de água mais uniforme por toda a camada de galvanização a ser tornada preta, e assim um escurecimento desigual é menos provável de ser gerado. Além disto, a exaustão na presente etapa pode reduzir a concentração de oxigênio no vaso fechado depois da introdução de vapor de água na Etapa 3 para 13% ou menos. A partir do ponto de vista acima, na presente etapa, a pressão do gás no interior do vaso fechado é preferivelmente reduzida para 70 kPa ou menos, e mais preferivelmente para 50 kPa ou menos.

[0039] (Etapa 3) Na Etapa 3 (S130), vapor de água é introduzido no interior do vaso fechado para tornar preta a camada de galvanização.

[0040] Para realizar uniformemente o escurecimento na presente etapa, quando um ponto ou região, cuja temperatura medida é a mais alta, é referido como um "ponto de temperatura mais alta", a Etapa 3 (S130) é preferivelmente realizada depois que uma diferença de temperatura entre o ponto de temperatura mais baixa e o ponto de temperatura mais alta, entre uma pluralidade de pontos ou regiões na superfície da camada de galvanização ou em toda sua superfície, se torna 30°C ou menos, preferivelmente 20°C ou menos e mais preferivelmente 10°C ou menos. A partir do ponto de vista acima, a Etapa 3 (S130) é mais preferivelmente realizada quando as temperaturas do ponto de temperatura mais alta e do ponto de temperatura mais baixa se tornam substancialmente as mesmas. De maneira a possibilitar que a diferença de temperatura caia dentro da faixa acima, uma etapa de uniformização de temperatura na qual uma folha de aço galvanizada é deixada em repouso para uniformizar a temperatura na superfície da camada de galvanização pode ser provida entre as Etapas 1 e 2 ou Etapas 2 e 3.

[0041] O interior do vaso fechado durante o tratamento com vapor de água preferivelmente apresenta uma temperatura atmosférica de 105°C ou mais, e uma umidade relativa de 80% ou mais e 100% ou menos. O ajuste da temperatura atmosférica para 105°C ou mais, e a umidade relativa para 80% ou mais pode reduzir o tempo para o escurecimento. Além disto, o ajuste da temperatura atmosférica para 105°C ou mais pode satisfatoriamente tornar preta a camada de galvanização para, por exemplo, abaixar o valor de claridade L* da camada de galvanização no espaço de cor L*a*b* para 60 ou menos, preferivelmente 40 ou menos, e mais preferivelmente 35 ou menos. A claridade (valor L*) da superfície da camada de galvanização é medida por um método de medição de reflexo espectral utilizando um medidor de diferença de cor espectroscópico. Pelo ajuste da temperatura atmosférica para 105°C ou mais, a umidade se torna menos possível de condensar, suprimindo assim a geração das gotas de orvalho no interior do vaso fechado ou na superfície da camada de galvanização. A temperatura atmosférica é mais preferivelmente 105°C ou mais e 350°C ou menos, e ainda mais preferivelmente 105°C ou mais e 200°C ou menos. É mais preferido que a umidade relativa seja substancialmente 100%. O interior do vaso fechado durante o tratamento com vapor de água preferivelmente apresenta uma concentração de oxigênio de 13% ou menos. O ajuste da concentração de oxigênio para 13% ou menos pode suprimir a geração de um escurecimento desigual.

[0042] Para a manutenção da temperatura atmosférica, o interior do vaso fechado pode ser aquecido na presente etapa. Qualquer método de aquecimento pode ser empregado desde que a temperatura e a umidade relativa no interior do vaso fechado estejam controladas para cair dentro das faixas acima. Por exemplo, o interior do vaso fechado pode ser aquecido pela ativação de uma seção de aquecimento descrita abaixo, ou aquecimento do vapor de água a ser introduzido.

[0043] Qualquer tecnologia atual encontra dificuldades em medir diretamente a umidade relativa, um ponto de orvalho e uma pressão parcial do vapor de água na atmosfera excedendo a 100°C. Na presente etapa, o interior do vaso fechado é preenchido substancialmente apenas com vapor de água uma vez iniciada a introdução de vapor de água. A umidade relativa no interior do vaso fechado pode então ser obtida pela divisão de um valor de manômetro que pode monitorar o interior do vaso fechado, pela pressão de um vapor de água saturado na temperatura no momento. Entretanto, uma vez que a camada de galvanização começa a se tornar preta, é gerado gás hidrogênio (vertical, subproduto reacional de um metal da camada de galvanização e vapor de água), e assim a pressão do gás medida no interior do vaso fechado utilizando-se o manômetro vem a ser as pressões parciais do vapor de água e hidrogênio no interior do vaso fechado. O gás hidrogênio misturado no gás atmosférico no interior do vaso fechado durante o tratamento com vapor de água pode reduzir a umidade relativa para fora da faixa preferida acima. Para a manutenção da umidade relativa, após a introdução de vapor de água no vaso fechado na presente etapa, pode ser retirada uma quantidade predeterminada do gás atmosférico do interior do vaso fechado, e mais vapor de água pode ser introduzido no vaso fechado. Na presente etapa, a retirada de uma quantidade predeterminada de gás atmosférico do interior do vaso fechado e introdução adicional de vapor de água no vaso fechado pode prevenir o aumento da concentração do gás hidrogênio no interior do vaso fechado, e assim a presente etapa pode ser realizada enquanto a umidade relativa permanece na faixa preferida acima. É preferido que a quantidade do vapor de água adicional introduzido seja a mesma quantidade de gás retirado. A retirada de gás atmosférico e a introdução de vapor de água pode ser mantida do início ao fim da presente etapa, realizada uma vez ou realizada mais de uma vez a intervalos regulares. Desde que uma camada de galvanização seja tornada preta para um grau desejado, a presente etapa pode ser realizada sem a retirada de gás atmosférico do interior do vaso fechado e introdução de vapor de água no vaso fechado.

[0044] A Etapa é preferivelmente realizada em um estado fechado exceto pela introdução de vapor de água e retirada do gás atmosférico, para a manutenção da temperatura atmosférica e da umidade relativa.

[0045] Além disto, de maneira a permitir que todo o interior do vaso fechado apresente uma umidade relativa na faixa acima, prevenindo desta forma um escurecimento desigual, a presente etapa pode incluir a agitação do gás atmosférico no interior do vaso fechado durante o escurecimento da camada de galvanização após a introdução de vapor de água no vaso fechado.

[0046] O tratamento com vapor de água pode ser realizado por qualquer período de tempo de acordo com a composição da camada de galvanização (por exemplo, as quantidades de Al e Mg na camada de galvanização), espessura desta, brilho requerido e/ou semelhantes.

[0047] (Etapa 4) Na Etapa 4 (S140), o gás atmosférico no interior do vaso fechado é retirado de maneira a reduzir a pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos. A pressão no interior do vaso fechado pode ser reduzida, por exemplo, pela retirada do gás atmosférico no interior do vaso fechado utilizando-se uma bomba de exaustão disposta fora do vaso fechado, desta forma retirando o gás atmosférico.

[0048] Quando a folha de aço galvanizada é resfriada enquanto o vapor de água ainda permanece no interior do vaso fechado na Etapa 5 (S150) descrita abaixo, o vapor de água remanescente, por exemplo, nos espaços vazios entre as folhas de aço galvanizadas é resfriado e condensado, gerando desta forma gotas de orvalho na superfície da camada de galvanização ou no vaso fechado em alguns casos. A geração das gotas de orvalho na superfície da camada de galvanização na presente etapa resulta no depósito de umidade na superfície de uma folha de aço galvanizada preta, e desta forma o escurecimento da folha de aço galvanizada pode se tornar desigual. O método da presente invenção, por outro lado, resfria a folha de aço galvanizada após o gás atmosférico no interior do vaso fechado ter sido retirado e assim a quantidade de vapor de água no interior do vaso fechado é reduzida. Desta forma, há menos possibilidade de gotas de orvalho serem geradas. A partir do ponto de vista acima, na presente etapa, a pressão do gás no interior do vaso fechado é preferivelmente reduzida para 70 kPa ou menos, e mais preferivelmente para 30 kPa ou menos.

[0049] (Etapa 5) Na Etapa 5 (S150), um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada é introduzido no vaso fechado de maneira a resfriar a folha de aço galvanizada. O gás a ser introduzido na presente etapa é preferivelmente não aquecido, mas pode ser aquecido para uma temperatura mais baixa que a temperatura atmosférica no interior do vaso fechado conforme necessário.

[0050] O gás a ser introduzido na presente etapa pode ser, por exemplo, um gás inerte ou ar. O gás a ser introduzido na presente etapa pode ser o mesmo, ou diferente, do gás de vapor de água baixo na Etapa 1 acima. Para facilidade da operação, é preferido que o vaso fechado seja aberto ao ar para a introdução do ar em seu interior.

[0051] (Efeitos) O método da presente invenção possibilita o enchimento satisfatório dos espaços vazios entre as folhas de aço galvanizadas com vapor de água, bem como a redução da geração de gotas de orvalho na superfície das folhas de aço galvanizadas, e desta forma uma região a ser tornada preta nas folhas de aço galvanizadas pode ser uniformemente escurecida.

[0052] 2. Aparelho para a produção de folha de aço galvanizada preta (Configuração do Aparelho) O aparelho (100) de acordo com a presente invenção para a produção de folha de aço galvanizada preta (doravante, também simplesmente referido como um “aparelho da presente invenção”) inclui, como ilustrado na FIG. 3, a saber a vista esquemática em seção transversal ilustrando um exemplo, o vaso fechado (10) incluindo a seção de disposição (12) onde a folha de aço galvanizada (1) pode ser disposta de maneira removível, a seção de aquecimento (20) para o aquecimento do interior do vaso fechado, a seção de exaustão (30) para a exaustão do gás atmosférico no interior do vaso fechado, e a seção de introdução de vapor de água (40) para a introdução de vapor de água no vaso fechado. O aparelho (100) da presente invenção pode incluir adicionalmente uma seção de introdução de gás (50) para a introdução de um gás no vaso fechado, uma seção de medição de temperatura (60) para medir a temperatura superficial da folha de aço galvanizada (1), e/ou uma seção de agitação (70) para colocar em agitação do gás atmosférico no interior do vaso fechado (10). O aparelho (100) da presente invenção pode incluir adicionalmente, como ilustrado na FIG. 4, uma seção de controle (80) para o controle das operações da seção de aquecimento (20), seção de exaustão (30) e seção de introdução de vapor de água (40) de maneira a colocar em contato a folha de aço galvanizada (1) com o vapor de água no interior do vaso fechado, desta forma produzindo uma folha de aço galvanizada preta. Quando o aparelho (100) da presente invenção inclui uma seção de introdução de gás (50) ou seção de agitação (70), a seção de controle (80) pode controlar a operação da seção de introdução de gás (50) para resfriar a folha de aço galvanizada preta, ou a operação da seção de agitação (70) para colocar sob agitação o gás atmosférico no interior do vaso fechado (10). Quando o aparelho (100) da presente invenção inclui uma tubulação de drenagem (35) descrita abaixo e uma válvula de drenagem (36), a seção de controle (80) pode controlar a operação da válvula de drenagem (36) para a retirada de água do interior do aparelho para fora.

[0053] O aparelho (100) da presente invenção pode incluir adicionalmente uma seção de retirada de gás (não ilustrada) para a retirada de uma quantidade predeterminada de gás do interior do vaso fechado (10) durante o escurecimento de uma camada de galvanização depois da introdução de vapor de água no vaso fechado (10). A seção de exaustão (30) pode atuar também como a seção de retirada de gás. O aparelho (100) da presente invenção pode incluir adicionalmente uma tubulação de drenagem (35) e uma válvula de drenagem (36) para a retirada para o exterior do sistema a água em orvalho gerada da condensação de vapor de água no aparelho outro que não a folha de aço, após a introdução do vapor de água.

[0054] Doravante, será descrito um modo exemplificativo do aparelho (100) da presente invenção em detalhe com referência às FIGS. 3 e 4.

[0055] O vaso fechado (10) inclui uma armação de fundo (11), uma seção de disposição (12), um cobertura interna (13) e uma cobertura externa (14). A armação de fundo (11) é um membro constituindo o fundo do vaso fechado (10). A seção de disposição (12) é um membro apresentando formato e um tamanho que possibilitam a disposição da folha de aço galvanizada (1). A cobertura interna (13) é um membro que apresenta uma seção transversal substancialmente na forma de U e é disposta na armação de fundo (11) de maneira a cobrir a armação de fundo (11). A cobertura externa (14), maior que a cobertura interna (13), é um membro que apresenta uma seção transversal substancialmente na forma de U e é disposta na armação de fundo (11) de maneira a cobrir a superfície externa da cobertura interna (13). A colocação da cobertura interna (13) em uma ranhura provida na armação de fundo (11) veda um espaço fechado com a cobertura interna (13) e a armação de fundo (11) (doravante, também simplesmente referido como um “interior do vaso fechado (10)”). O vaso fechado (10) apresenta uma resistência suficiente para suportar a redução da pressão do gás interna devida à exaustão do gás atmosférico, a elevação da pressão interna é devida à introdução de vapor de água, aquecimento, resfriamento e semelhantes.

[0056] Aa armação de fundo (11) ou cobertura interna (13) podem incluir, em sua superfície do fundo ou sua superfície da parede, uma abertura capaz de se conectar à tubulação de exaustão descrita abaixo (31), à tubulação de suprimento de vapor de água (41), à tubulação de introdução de gás (51) e/ou semelhantes. Em tal caso, o interior do vaso fechado pode alcançar um estado fechado pelo fechamento de uma válvula provida na tubulação.

[0057] A seção de disposição (12) pode apresentar qualquer formato desde que a disposição da folha de aço galvanizada (1) seja possível e pode ser uma base disposta na armação de fundo (11) como ilustrado na FIG. 3, ou em um membro em forma de prateleira no qual uma folha de aço galvanizada pode ser disposta ou a partir da qual a folha de aço galvanizada pode ser suspensa.

[0058] A seção de disposição (12) é uma seção em que é disposta a folha de aço galvanizada (1). Por exemplo, a folha de aço galvanizada (1) em formato de bobina pode ser disposta na seção de disposição (12) de tal forma que o eixo da bobina fique ao longo da direção vertical (para cima). As folhas de aço galvanizadas (1) podem ser empilhadas com um espaçador (2) entre elas. Alternativamente, uma folha de aço galvanizada processada em qualquer formato dado pode ser disposta no membro em forma de prateleira ou suspensa a partir do membro em forma de prateleira.

[0059] A folha de aço galvanizada (1) apresentando uma parte que não deve ser tornada preta, se houver, é preferivelmente disposta na seção de disposição (12) de tal forma que a superfície incluindo a parte que não deve ser tornada preta esteja em contato com a seção de disposição (12).

[0060] Na superfície da seção de disposição (12) onde é disposta a folha de aço galvanizada (1), orifícios vazados são formados de tal forma que os espaços vazios entre as fitas metálicas da folha de aço galvanizada (1) se comunicam com o interior da seção de disposição (12). O interior da seção de disposição (12) é formado em um estado oco de tal forma que os orifícios vazados se comunicam com a parte externa da seção de disposição (12). Na FIG. 3, por exemplo, a seção de disposição (12) é composta de uma base superior e uma base inferior. A base superior inclui uma rota de fluxo para soprar para a periferia do impulsor (71) o gás atmosférico que flui da parte de baixo da folha de aço galvanizada (1) para o interior da seção de disposição (12), e a base inferior inclui orifícios vazados que se comunicam com a base superior. Tal configuração é preferida uma vez que o gás no interior do vaso fechado (10) é circulado através dos espaços vazios entre as fitas metálicas da folha de aço galvanizada (1) e agitado, desta forma colocando a folha de aço galvanizada (1) em contato com o gás atmosférico apresentando uma umidade relativa mais uniforme.

[0061] A seção de aquecimento (20) é um meio para o aquecimento do interior do vaso fechado (10). A seção de aquecimento (20) é, por exemplo, composta de sopradores que são dispostos a intervalos ao longo da direção circunferencial da cobertura externa (14). Cada soprador é configurado para ser capaz de soprar ar quente para dentro de um espaço formado entre a cobertura externa (14) e a cobertura interna (13). O meio para o aquecimento do interior do vaso fechado (10) não é limitado à seção de aquecimento (20), e pode ser um método que aquece uma folha de aço galvanizada pela introdução direta de ar aquecido na cobertura interna (13), ou um método no qual um aquecedor IH é instalado sob uma folha de aço galvanizada para aquecer a folha de aço, bem como a atmosfera interna da cobertura interna (13).

[0062] A seção de exaustão (30) inclui uma tubulação de exaustão (31), uma válvula de exaustão (32) e uma bomba de exaustão (33). A tubulação de exaustão (31) é uma tubulação provida de forma a atravessar a armação de fundo (11) e permitir a comunicação entre o interior e o exterior do vaso fechado (10). Por exemplo, o gás de vapor de água baixo no interior vaso fechado (10), ou o gás atmosférico no interior do vaso fechado (10) após o tratamento com vapor de água ter sido retirado para fora através da tubulação de exaustão (31). A tubulação de exaustão (31) se comunica com a bomba de exaustão (33) por meio da válvula de exaustão (32). A seção de exaustão (30) é configurada para ser capaz de reduzir a pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos pela exaustão do gás atmosférico. Enquanto a exaustão não é realizada, a válvula de exaustão (32) fica fechada e o fluxo de gás entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de exaustão (31) é cortado.

[0063] A tubulação de drenagem (35) é uma tubulação provida para atravessar a armação de fundo (11) e permitir a comunicação entre o interior e o exterior do vaso fechado (10). Líquido (por exemplo, água em orvalho) no interior do vaso fechado é retirado para fora através da tubulação de drenagem (35). De maneira a facilitar a retirada de uma grande quantidade de líquido, a abertura da tubulação de drenagem é preferivelmente provida em uma posição que é a mesma ou inferior à da armação de fundo (11). A tubulação de drenagem (35) se comunica com o exterior do vaso fechado por meio da válvula de drenagem (36). Enquanto não é realizada a retirada do líquido, a válvula de drenagem (36) fica fechada e o fluxo de líquido entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de drenagem (35) é cortado.

[0064] A seção de introdução de vapor de água (40) inclui uma tubulação de suprimento de vapor de água (41) e uma válvula de suprimento de vapor de água (42), e opcionalmente um aquecedor de vapor de água (44) e uma fonte de suprimento de vapor de água (43) composta de um tanque de armazenamento de água e um aquecedor. A tubulação de suprimento de vapor de água (41) permite, por exemplo, a comunicação entre a fonte de suprimento de vapor de água (43) e o interior do vaso fechado (10) por meio da válvula de suprimento de vapor de água (42). O aquecedor de vapor de água (44) aquece o vapor de água de tal forma que a temperatura do vapor de água a ser introduzido alcança a temperatura atmosférica no interior vaso fechado (10) durante o tratamento com vapor de água. Enquanto o suprimento de vapor não é realizado, a válvula de suprimento de vapor de água (42) fica fechada e a introdução de vapor de água no vaso fechado (10) através da tubulação de suprimento de vapor de água (41) é cortada. Quando da utilização do vapor de água produzido com um outro aparelho, a pressão do vapor de água suprido pode ser controlada utilizando-se a válvula de suprimento de vapor de água (42) de tal forma que o interior do vaso fechado apresenta uma predeterminada umidade relativa.

[0065] A seção de introdução de gás (50) inclui uma tubulação de introdução de gás (51) e uma válvula de introdução de gás (52). A tubulação de introdução de gás (51) é uma tubulação provida de tal forma que atravessa a armação de fundo (11) e permite que o interior do vaso fechado (10) se comunique com o exterior do vaso fechado (10) ou uma fonte de suprimento de gás (não ilustrada). A abertura da válvula de introdução de gás (52) introduz no vaso fechado (10) através da tubulação de introdução de gás (51) um gás, suprido a partir da fonte de suprimento de gás, apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada, ou ar externo ao vaso fechado (10). Enquanto a introdução de gás não é realizada, a válvula de introdução de gás (52) fica fechada e o fluxo de gás entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de introdução de gás (51) é cortado.

[0066] A seção de medição de temperatura (60) é composta de uma pluralidade de sensores de temperatura respectivamente fixados em diferentes regiões na superfície de uma folha de aço galvanizada. A seção de medição de temperatura (60) pode ser, por exemplo, termopares. A seção de medição de temperatura (60) mede a temperatura superficial da folha de aço galvanizada. Pela utilização de uma folha de aço galvanizada em formato de bobina, o termopar pode ser inserido entre as folhas da bobina.

[0067] A seção de agitação (70) inclui um impulsor (71) disposto no interior da cobertura interna (13), e um motor de acionamento (72) para acionar de forma rotativa o impulsor (71). Quando o motor de acionamento (72) gira o impulsor (71), como ilustrado pelas setas na FIG. 3, o gás atmosférico no interior do vaso fechado (10) durante o tratamento com vapor de água é circulado no interior do vaso fechado (10) de maneira tal que o gás atmosférico flui para dentro do espaço livre entre superfície periférica externa da seção de disposição (12) e a superfície da parede interna da cobertura interna (13) a partir do lado da seção de disposição (12), passa através do espaço livre entre superfície periférica externa da folha de aço galvanizada (1) e a superfície da parede interna da cobertura interna (13), flui para os espaços vazios entre as fitas metálicas da folha de aço galvanizada (1) a partir de sua parte superior, flui a partir do lado inferior da folha de aço galvanizada (1) para o interior da seção de disposição (12), e flui novamente para o espaço livre entre a superfície periférica externa da seção de disposição (12) e a superfície da parede interna da cobertura interna (13) a partir do lado da seção de disposição (12). O gás atmosférico no interior do vaso fechado (10) durante o tratamento com vapor de água é assim posto em agitação pela circulação.

[0068] O gás atmosférico no interior do vaso fechado (10) pode ser posto sob agitação pela seção de agitação (70) durante o aquecimento de uma folha de aço galvanizada utilizando a seção de aquecimento (20).

[0069] A seção de controle (80) controla a operação do aparelho (100) da presente invenção como descrito abaixo.

[0070] 3. Sistema para a produção de folha de aço galvanizada preta Doravante, uma operação exemplificativa do aparelho (100) da presente invenção e um sistema para a produção de uma folha de aço galvanizada preta serão descritos em detalhe com referência às FIGS. 3 e 4.

[0071] Após a disposição da folha de aço galvanizada (1) na seção de disposição (12) e a vedação do vaso fechado (100) pela fixação da cobertura interna (13) e da cobertura externa (14) à armação de fundo (11), a seção de controle (80) controla as operações da seção de aquecimento (20), seção de exaustão (30), seção de introdução de vapor de água (40), seção de introdução de gás (50) e seção de agitação (70) como se segue.

[0072] A seção de aquecimento (20) sopra ar quente para dentro de um espaço formado entre a cobertura externa (14) e a cobertura interna (13) de maneira a aquecer o interior do vaso fechado na presença de um gás de vapor de água baixo, aquecendo desta forma a folha de aço galvanizada (1). Durante o aquecimento, a seção de controle (80) refere-se a uma temperatura predeterminada para o tratamento com vapor de água da folha de aço galvanizada e controla a seção de aquecimento (20) para operar até que a temperatura da camada de galvanização (preferivelmente do ponto de temperatura mais baixa) medida utilizando-se a seção de medição de temperatura (60) se torne a temperatura do tratamento de escurecimento descrita acima ou mais. Conforme necessário, a seção de agitação (70) pode agitar e circular o gás atmosférico no interior da cobertura interna (13) ativando o motor de acionamento (72) parra girar o impulsor (71) durante o aquecimento utilizando a seção de aquecimento (20).

[0073] Subsequentemente, a seção de exaustão (30) abre a válvula de exaustão (32) e ativa a bomba de exaustão (33), desta forma retirando o gás atmosférico no interior vaso fechado (10) através da tubulação de exaustão (31). Esta operação reduz a pressão do gás no interior vaso fechado (10) para 70 kPa ou menos (primeira exaustão). A seção de exaustão (30) então fecha a válvula de exaustão (32) de maneira a cortar o fluxo de gás entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de exaustão (31).

[0074] Subsequentemente, a seção de introdução de vapor de água (40) abre a válvula de suprimento de vapor de água (42) para permitir o suprimento de vapor de água proveniente da fonte de suprimento de vapor de água (43). Esta operação introduz vapor de água proveniente da fonte de suprimento de vapor de água (43) no vaso fechado (10) através da tubulação de suprimento de vapor de água (41). A seção de introdução de vapor de água (40) preferivelmente abre a válvula de suprimento de vapor de água (42) após a seção de controle (80) ter reconhecido que a diferença entre as temperaturas do ponto de temperatura mais alta e do ponto de temperatura mais baixa medida utilizando- se a seção de medição de temperatura (60) é reduzida para ficar dentro da faixa predeterminada. O aquecedor de vapor de água (44) pode aquecer o vapor de água a ser introduzido.

[0075] A seção de introdução de vapor de água (40) pode conter o vapor de água a ser introduzido no vaso fechado (10) aquecido utilizando-se o aquecedor de vapor de água (44), conforme necessário. A seção de agitação (70) pode circular e agitar o gás atmosférico no interior do vaso fechado (10) pela ativação do motor de acionamento (72) para girar o impulsor (71), conforme necessário.

[0076] A seção de retirada de gás (não ilustrada) ou a seção de exaustão (30) podem expelir apenas uma quantidade predeterminada do gás atmosférico no interior vaso fechado (10), conforme necessário. Durante a operação, a válvula de suprimento de vapor de água (42) é aberta de tal forma que vapor de água é introduzido no vaso fechado (10) na mesma quantidade do gás atmosférico retirado.

[0077] Uma vez passado tempo suficiente para o tratamento de escurecimento depois da introdução de vapor de água, a seção de introdução de vapor de água (40) fecha a válvula de suprimento de vapor de água (42) para cortar o fluxo de gás entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de suprimento de vapor de água (41). Subsequentemente, a seção de exaustão (30) abre a válvula de exaustão (32) para permitir que a bomba de exaustão (33) retire o gás atmosférico no interior vaso fechado (10), conforme necessário. Esta operação reduz a pressão do gás no interior do vaso fechado para 70 kPa ou menos (segunda exaustão). A seção de exaustão (30) então fecha a válvula de exaustão (32) para cortar o fluxo de gás entre o interior e o exterior do vaso fechado (10) através da tubulação de exaustão (31).

[0078] Subsequentemente, a seção de introdução de gás (50) abre a válvula de introdução de gás (52). Esta operação introduz no vaso fechado (10) através da tubulação de introdução de gás (51) um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada. O gás introduzido resfria a folha de aço galvanizada (1).

[0079] Durante as operações, líquido pode ser retirado do interior para o exterior do aparelho pelo controle da operação da válvula de drenagem (36) a qualquer tempo dado. O controle da operação da válvula de drenagem (36) pode ser realizado uma vez ou mais de uma vez durante a operação do aparelho (100) da presente invenção. Desde que uma camada de galvanização esteja escurecida a um grau desejado, entretanto, a válvula de drenagem (36) pode ser mantida fechada por todas as operações.

[0080] (Efeitos) O aparelho e o sistema da presente invenção possibilitam o enchimento dos espaços vazios entre as folhas de aço galvanizadas com vapor de água, bem como a redução da geração de gotas de orvalho na superfície das folhas de aço galvanizadas, e assim uma região a ser tornada preta nas folhas de aço galvanizadas pode ser mais uniformemente escurecida.

[0081] Este pedido reivindica a prioridade baseada no Pedido de Patente Japonês n° 2016-038848, depositado em 1° de março de 2016, o conteúdo completo do qual, incluindo as reivindicações, o relatório e os desenhos, é aqui incorporado como referência.

Aplicabilidade Industrial

[0082] O método da presente invenção é capaz de suprimir a geração de gotas de orvalho durante o aquecimento de uma folha de aço galvanizada, e tornar preta uma camada de galvanização mais uniformemente de maneira a produzir uma folha de aço galvanizada preta com uma aparência mais agradável. Desta forma, espera-se que o método da presente invenção contribua para uma mais ampla difusão de folhas de aço galvanizadas pretas.

[0083] Lista de Sinais de Referência 1 Folha de aço galvanizada 10 Vaso fechado 11 Armação de fundo 12 Seção de disposição 13 Cobertura interna 14 Cobertura externa 20 Seção de aquecimento 30 Seção de exaustão 31 Tubulação de exaustão 32 Válvula de exaustão 33 Bomba de exaustão 35 Tubulação de drenagem 36 Válvula de drenagem 40 Seção de introdução de vapor de água 41 Tubulação de suprimento de vapor de água 42 Válvula de suprimento de vapor de água 43 Fonte de suprimento de vapor de água 44 Aquecedor de vapor de água 50 Seção de introdução de gás 51 Tubulação de introdução de gás 52 Válvula de introdução de gás 60 Seção de medição de temperatura 70 Seção de agitação 71 Impulsor 72 Motor de acionamento 80 Seção de controle

Claims (17)

1. Método para a produção de uma folha de aço galvanizada (1) preta pelo contato de uma folha de aço galvanizada (1) com vapor de água em um vaso fechado (10), a folha de aço galvanizada (1) incluindo uma folha de aço base e uma camada de galvanização, a camada de galvanização incluindo uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente formada em uma superfície da folha de aço base, caracterizado pelo fato de compreender: o aquecimento da folha de aço galvanizada (1) disposta no vaso fechado (10) na presença de um primeiro gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que uma temperatura da folha de aço galvanizada (1); depois do aquecimento da folha de aço galvanizada (1), a redução de uma pressão do gás no vaso fechado (10) para 70 kPa ou menos pela exaustão de um primeiro gás atmosférico aquecido no vaso fechado (10); depois da redução da pressão do gás pela exaustão do primeiro gás atmosférico, o escurecimento da camada de galvanização pela introdução de vapor de água no vaso fechado (10); depois do escurecimento da camada de galvanização, a redução da pressão do gás no vaso fechado (10) para 70 kPa ou menos pela exaustão de um segundo gás atmosférico no vaso fechado (10) onde a folha de aço galvanizada (1) preta apresentando a camada de galvanização tornada preta é disposta; e depois da redução da pressão do gás pela exaustão do segundo gás atmosférico, o resfriamento da folha de aço galvanizada (1) pela introdução de um segundo gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada (1) no vaso fechado (10).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da folha de aço galvanizada (1) ser uma folha de aço galvanizada (1) no formato de bobina.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da folha de aço galvanizada (1) em formato de bobina ser disposta com o centro na vertical no vaso fechado (10).

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de duas ou mais das folhas de aço galvanizadas em formato de bobina serem cara uma disposta com os centros na vertical no vaso fechado (10), e das folhas de aço galvanizadas em formato de bobina serem empilhadas.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da folha de aço galvanizada (1) ser uma folha de aço galvanizada (1) processada.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de, no aquecimento, o primeiro gás ser ar.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de, no aquecimento, a folha de aço galvanizada (1) ser aquecida enquanto o primeiro gás é posto sob agitação no vaso fechado (10).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de, no escurecimento, o interior do vaso fechado (10) apresentar uma temperatura atmosférica de 105°C ou mais, e uma umidade relativa de 80% ou mais.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de, no escurecimento, o interior do vaso fechado (10) ser aquecido.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de, no escurecimento, após a introdução do vapor de água no vaso fechado (10), uma quantidade predeterminada do primeiro gás atmosférico ser retirada do interior do vaso fechado (10), e um outro vapor de água ser adicionalmente introduzido no vaso fechado (10).

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de, no escurecimento, após a introdução do vapor de água no vaso fechado (10), o primeiro gás atmosférico no vaso fechado (10) ser posto em agitação.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato da camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente conter 0,1% em massa ou mais e 60% em massa ou menos de Al e 0,01% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Mg.

13. Aparelho (100) para a produção de uma folha de aço galvanizada (1) preta, caracterizado pelo fato de compreender: um vaso fechado (10) incluindo uma seção de disposição (12) onde uma folha de aço galvanizada (1) deve ser disposta, a folha de aço galvanizada (1) incluindo uma folha de aço base e uma camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente formada em uma superfície da folha de aço base; uma seção de aquecimento (20) para aquecer o interior do vaso fechado (10); uma seção de exaustão (30) para a exaustão de um gás atmosférico no vaso fechado (10) de maneira a reduzir uma pressão do gás no vaso fechado (10) para 70 kPa ou menos; uma seção de introdução de vapor de água (40) para introduzir vapor de água no vaso fechado (10); e uma seção de introdução de gás (50) para introduzir um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que uma temperatura da folha de aço galvanizada (1) no vaso fechado (10).

14. Aparelho (100) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma seção de agitação (70) para agitar o gás atmosférico no vaso fechado (10).

15. Sistema para a produção de uma folha de aço galvanizada (1) preta, caracterizado pelo fato de compreender: o aparelho (100) de acordo com a reivindicação 13 ou 14; e uma seção de controle (80) para a produção da folha de aço galvanizada (1) preta pelo controle das operações da seção de aquecimento (20), da seção de exaustão (30) e da seção de introdução de vapor de água (40), desta forma colocando, no vaso fechado (10), a folha de aço galvanizada (1) em contato com o vapor de água; onde a seção de controle (80) controla a operação da seção de aquecimento (20), desta forma a seção de aquecimento (20) aquece um interior do vaso fechado (10) sobre a presença de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que uma temperatura da folha de aço galvanizada (1); a seção de controle (80) controla a operação da seção de exaustão (30) desta forma a seção de exaustão (30) reduz a pressão do gás no vaso fechado (10) aquecido para 70 kPa ou menos pela exaustão do gás atmosférico, que é aquecido, no interior do vaso fechado (10); a seção de controle (80) controla a operação da seção de introdução de vapor de água (40) desta forma a seção de introdução de vapor de água (40) introduz vapor de água no vaso fechado (10); a seção de controle (80) controla a operação da seção de exaustão (30) desta forma a seção de exaustão (30) reduz a pressão do gás no vaso fechado (10) no qual uma folha de aço galvanizada (1) preta tendo a camada de galvanização escurecida sendo disposta a 70 kPa ou menos pela exaustão do gás atmosférico, que é aquecido, do interior do vaso fechado (10); e a seção de controle (80) controla a operação da seção de introdução de gás (50) desta forma a seção de introdução de gás (50) resfria a folha de aço galvanizada (1) preta tendo a camada de galvanização escurecida pela introdução de um gás apresentando um ponto de orvalho que é sempre mais baixo que a temperatura da folha de aço galvanizada (1) no vaso fechado (10).

16. Sistema para a produção de uma folha de aço galvanizada (1) preta de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender a seção de controle (80) controla adicionalmente a operação de uma seção de agitação (70) para agitar o gás atmosférico no vaso fechado (10), desta forma agitando o gás atmosférico no vaso fechado (10)

17. Sistema de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato da camada de galvanização com Zn contendo Al e Mg por imersão a quente conter 0,1% em massa ou mais e 60% em massa ou menos de Al, e 0,01% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Mg.

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