BRPI0711621A2

BRPI0711621A2 - método para produção de um produto do aço plano revestido com um sistema de proteção à corrosão

Info

Publication number: BRPI0711621A2
Application number: BRPI0711621-7A
Authority: BR
Inventors: Carmen Ostwald; Manfred Meurer; Oliver Bendick; Michael Keller; Erich Nabbefeld-Arnold
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Ag
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2011-12-06
Also published as: CN101454474A; AU2007251551B2; PL1857567T3; JP5112422B2; CA2650719A1; KR20080109935A; US20100055344A1; EP1857567A1; AU2007251551A1; JP2009537698A; KR101154534B1; WO2007132008A1; CA2650719C; EP1857567B1; BRPI0711621B1; CN101454474B; ES2629109T3

Abstract

MéTODO PARA PRODUçãO DE UM PRODUTO DO AçO PLANO REVESTIDO COM UM SISTEMA DE PROTEçãO à CORROSãO. A presente invenção se refere a um método que permite a produção económica dos produtos de aço plano altamente resistente à corrosão com um sistema de proteção anti-corrosão, que ao mesmo tempo facilita o processamento posterior. As seguintes etapas do trabalho são aplicadas: - pré-aquecer um substrato de aço em um forno de pré-tratamento até a temperatura da tira de 720 a 850<198>C sob a atmosfera de gás inerte; - resfriar o substrato do aço até a temperatura de entrada da tira; - revestir por imersão a quente o substrato de aço em banho de zinco, de modo que sobre o substrato do aço seja formado um revestimento para proteção anti-corrosão que possui um teor máximo de AI de 0,5% em peso em uma camada intermediária; - ajustar a espessura do revestimento metálico para proteção anti-corrosão aplicada ao substrato do aço no banho de fusão até o valor de 3 -20 <109>m por lado raspando o excesso de material de revestimento; - resfriar o substrato do aço com um revestimento metálico para proteção anti-corrosão; e - aplicar o revestimento orgânico ao revestimento metálico para proteção anti-corrosão do substrato do aço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM PRODUTO DO AÇO PLANO REVESTIDO COM UM SISTEMA DE PROTEÇÃO À CORROSÃO".

A invenção se refere a um método para produção de um produto do aço plano revestido com um sistema de proteção anti-corrosão em que um revestimento a base de zinco é aplicado a um substrato de aço, como uma tira ou folha de aço por meio de um revestimento por imersão a quente, e em que um revestimento orgânico é aplicado ao revestimento a base de zinco.

Para aprimorar a resistência anti-corrosão, em particular em tiras ou folhas de aço, são aplicados revestimentos metálicos que, na maioria das aplicações, a base de zinco ou ligas de zinco. Os ditos revestimentos de zin- co ou ligas de zinco, em função de seu efeito protetor catódico e de barreira, fornecem boa proteção ao uso prático para a folha de aço revestida desta forma.

A resistência à corrosão do metal laminado revestido com zinco é ainda aprimorada aplicando-se revestimentos metálicos que de modo ge- ral, na prática, compreendem sistemas envernizadores construídos por di- versas camadas. Um método para aplicação do dito sistema envernizador a folhas de aço com revestimento de zinco, por exemplo, é descrito no docu- mento WO 98/24857. De acordo com este método conhecido, em primeiro lugar a superfície do substrato é limpa. Em seguida, se necessário um agen- te de pré-tratamento inorgânico e/ou orgânico é aplicado ao revestimento. A camada de revestimento preparada desta forma é revestida por uma deno- minada camada preparativa (pr/me/) como agente de promoção de adesão, sobre a qual é aplicada, por sua vez, empregando-se aspersão, imersão, raspagem, laminação ou pulverização, um verniz contendo uma resina epóxi de amina modificada e um agente de reticulação adequado à reticulação. Após a aplicação deste verniz, esse é cozido e onde necessário, uma pelícu- la permanente ou removível assentada sobre a película de verniz para pro- tegê-la de danos durante o transporte ou futuro processamento, ou para es- tabelecer propriedades de superfície específicas. A vantagem obtida por es- te método é que, com a preparação correspondente da superfície de reves- timento, a camada preparativa apresenta pouca ou nenhuma dilaceração da superfície, não ocorrendo problemas de adesão. Os substratos revestidos desta forma possuem uma qualidade de superfície boa e uniforme, e são caracterizadas por boa conformabilidade, durabilidade, resistência a subs- tâncias químicas, corrosão e desgaste pelo tempo.

Na técnica anterior descrita acima, existe regularmente a neces- sidade de um pré-tratamento de uma superfície de revestimento que possui como desvantagem, não apenas o custo associado, mas também, em parti- cular, que o agente de pré-tratamento é usualmente nocivo ao ambiente. Uma possibilidade para a aplicação de um sistema envernizador diretamente a uma superfície não tratada sem pré-tratamento especial é descrita na DE 103 00 751 A1. De acordo com o método descrito nesta publicação, pelo uso de uma composição adequada à proteção anti-corrosão descrita em mais detalhe na DE 103 00 751 A1, e enquanto observando espessuras específi- cas de camada e estabelecendo uma flexibilidade particular e resistência à adesão do revestimento, é possível produzir, em uma lâmina galvanizada sem pré-tratamento posterior, uma camada de revestimento de apenas 4 - 8 μm de espessura e que garanta uma elevada resistência à corrosão. No en- tanto, tais métodos, devido à complexidade das influências e dos parâmetros operacionais a serem ponderados em sua execução, são considerados labo- riosos e só podem ser implantados com dificuldade sob as condições opera- cionais brutas que normalmente predominam na prática.

O objeto da invenção é especificar um método que permita a produção econômica de produtos de aço plano altamente resistentes à cor- rosão, os quais, ao mesmo tempo, permitam o fácil processamento posterior.

Este objetivo é atingido usando-se um método para produção de um produto de aço plano revestido com um sistema de proteção anti- corrosão em que um revestimento a base de zinco é aplicado a um substrato de aço, como uma tira ou lâmina de aço por meio de revestimento por imer- são a quente, e em que um revestimento orgânico é aplicado ao revestimen- to a base de zinco, em que o dito método compreende as seguintes etapas de trabalho:

- pré-aquecer um substrato de aço em um forno de pré- tratamento até a temperatura da tira de 720 a 850°C sob a atmosfera de gás inerte;

- resfriar o substrato do aço até a temperatura de entrada da tira de 400 - 600°C;

- revestir por imersão a quente o substrato de aço sob exclusão do ar em banho de zinco que contém, além do zinco e das impurezas inevi- táveis, (em % de peso) 0,15 - 5% Al, 0,2 - 3% de Mg e, opcionalmente, o total máximo de 0,8% de um ou mais elementos do grupo Pb, Bi, Cd, Ti, B, Si, Cu, Ni, Co, Cr, Mn, Sn e das terras raras, e com temperatura de banho de 420-500°C, em que a diferença entre a temperatura de imersão da tira e a temperatura do banho varia na faixa de -20°C a +100°C, de modo que no substrato do aço seja formado um revestimento para proteção anti-corrosão (em % de peso) que contém 0,25 - 2,5% de Mg, 0,2 - 3,0% de Al, ≤ 4,0% de Fe e, opcionalmente, o total máximo de 0,8% de um ou mais elementos do grupo Pb, Bi, Cd, Ti, B, Si, Cu, Ni, Co, Cr, Mn, Sn e das terras raras, zinco residual e impurezas inevitáveis, e que possui um teor máximo de Al de 0,5% em peso em uma camada intermediária que se estende entre a cama- da da superfície diretamente adjacente à superfície do produto do aço plano e uma camada da borda adjacente ao substrato do aço e que possui uma espessura total de pelo menos 20% da espessura total do revestimento para proteção anti-corrosão;

- ajustar a espessura do revestimento metálico para proteção anti-corrosão aplicada ao substrato do aço no banho de fusão até o valor de 3 - 20 μm por lado raspando o excesso de material de revestimento;

- resfriar o substrato do aço com um revestimento metálico para proteção anti-corrosão; e

- aplicar o revestimento orgânico ao revestimento metálico para proteção anti-corrosão do substrato do aço.

De acordo com a invenção, o substrato do aço presente na for- ma de uma folha ou tira delgada de aço é submetida a um processo de re- vestimento, sendo que suas etapas de trabalho, com relação ao aspecto e- conômico da implantação em larga escala, são, de preferência, executados em passagem contínua. As velocidades contínuas ajustadas na prática po- dem, dependendo da eficiência e do tempo exigido para a etapa de proces- samento considerada, recair na faixa de 60- 150 m/min.

Como parte do método, De acordo com a invenção, em primeiro lugar o substrato do aço é pré-aquecido. O pré-aquecimento pode ser reali- zado, por exemplo, em um forno de pré-aquecimento do tipo DFF (Forno de Aquecimento por Chama Direta) ou RTF (Forno de Tubo Radiante). A fim de impedir a oxidação da superfície do substrato do aço no aquecimento, o re- cozimento considerado é executado sob gás inerte que, na forma conhecida, pode ter uma proporção de hidrogênio de ao menos 3,5% em volume a 75% em volume.

A fim de preparar o substrato do aço otimamente para uma eta- pa de revestimento subseqüente, a temperatura máxima de tira obtida, de- pendendo do tipo do aço, é ajustada para 720 a 850°C.

Após o aquecimento, o substrato do aço entra em banho de zin- co sob exclusão de ar. Isto pode ser atingido da forma conhecida, por exem- plo, introduzindo o substrato no banho de fusão através de um maçarico co- nectado ao interior do forno de recozimento e com sua abertura submergida no banho de fusão.

O banho de fusão compreende uma fusão que, além do zinco e das impurezas usuais induzidas pela produção, possui teores de magnésio e alumínio. A composição da fusão é escolhida de modo que no substrato do aço, um revestimento para proteção metálica anti-corrosão contendo Zn-Mg- Al-Fe é formado. Devido à distribuição dos elementos da liga que contém, possui primeiramente uma adesão ótima ao substrato do aço e, em segundo lugar, uma composição de superfície que é adequada à aplicação direta de um revestimento orgânico sem um pré-tratamento complexo. Ao mesmo tempo, o revestimento possui uma soldabilidade excelente, o que torna os produtos de aço plano, de acordo com a invenção, particularmente adequa- dos à soldagem por pontos. Usando o método de acordo com a invenção, a estrutura da ca- mada do revestimento pode ser formada de modo que, em sua camada da borda da superfície diretamente adjacente à superfície, cuja espessura se limita no máximo a 10% da espessura total do revestimento, os elementos Mg e Al estão inicialmente presentes enriquecidos como óxidos. Além disso, o oxido de zinco está presente na superfície. A quantidade de enriquecimen- to de Al na superfície imediata é de, no máximo, cerca de 1% em peso. A camada de oxido formada no revestimento da liga de zinco passiva a super- fície e permite a adesão direta do verniz.

Quanto mais delgada a superfície da camada da borda, melhor a revestibilidade e soldabilidade do revestimento para proteção metálica anti- corrosão produzido no método de imersão a quente. Portanto, os parâmetros operacionais para o revestimento de imersão em zinco, de acordo com a invenção, são preferencialmente ajustados de modo que a espessura da camada da borda da superfície seja inferior a 5%, em particular, inferior a 1% da espessura total do revestimento do metal.

Próxima à camada da borda da superfície, até uma espessura inferior a 25% da espessura total de revestimento, está uma camada inter- mediária com teor de Al de no máximo 0,25% em peso. Em sua camada da borda adjacente primeiramente á camada intermediária, e em segundo lugar ao substrato do aço, o teor de Al então se eleva a 4,5% na borda do substra- to do aço. O enriquecimento com Mg na superfície imediata do revestimento é claramente maior do que o enriquecimento com Al. Aqui são atingidas pro- porções de Mg de até 10%. A partir de então, a proporção de Mg diminui na camada intermediária e, na profundidade de cerca de 25% da espessura total da camada do revestimento, totaliza 0,5% a 2%. Na camada da borda o teor de Mg se eleva na direção do substrato do aço. Na borda em relação ao substrato do aço, o teor de Mg é de até 3,5%. O baixo teor de Al na camada intermediária garante, particularmente, a boa soldabilidade e a formação uni- forme da superfície, ao mesmo tempo em que o Fe em liga na camada da borda assegura, particularmente, uma boa adesão do revestimento ao subs- trato do aço. O efeito excelente da proteção contra a corrosão do revesti- mento também obtido com as baixas espessuras de revestimento é assegu- rada pelo alto teor de Mg e Al na camada da borda.

Os dados aqui fornecidos e nas reivindicações sobre a estrutura do revestimento para proteção anti-corrosão e suas camadas individuais se referem a um perfil de camada determinado pela medição GDOS (espectro- metria de emissão óptica por descarga luminescente). O método de medição GDOS descrito, por exemplo, no Glossary of Material Technology, editado por Hubert Gràfen, VDI-VeIag GmbH, Düsseldorf, 1993 é um método padrão para a detecção rápida de um perfil de concentração de revestimentos.

Em particular as propriedades relacionadas acima são obtidas com um revestimento para proteção metálica anti-corrosão produzido de a - cordo com a invenção, se o teor de Al do banho de fusão for de 0,15 - 0,4% em peso. Descobriu-se que com os ditos teores de Al relativamente baixos de um banho de fusão usado no método para execução da invenção, o ajus- te adequado da imersão da tira e/ou temperatura de banho em si pode influ- enciar diretamente a estrutura do sistema de camada desejado de acordo com a invenção.

No método de acordo com a invenção, durante o revestimento por imersão a quente, os teores de Al e Mg são enriquecidos na camada da borda do revestimento metálico para proteção anti-corrosão adjacente ao substrato do aço, enquanto na camada intermediária, em particular, baixos teores de Al estão presentes. A diferença entre a temperatura da tira na i- mersão e a temperatura do banho de fusão possui uma significância particu- lar. Na medida em que estas diferenças variam na faixa de -20°C a 100°C, preferencialmente -10°C a 70°C, uma presença minimizada de Al de acordo com a invenção na camada intermediária pode ser ajustada de forma segura e segundo pretendido.

Para sustentar adicionalmente a formação da estrutura de ca- mada do revestimento para proteção metálica anti-corrosão a ser ajustada de acordo com a invenção, o teor de Mg do banho de fusão pode ser limita- do a 0,2 a 2,0% em peso, em particular, 0,5 a 1,5% em peso. Os elementos do grupo Pb, Bi, Cd, Ti, B, Si, Cu, Ni, Co, Cr, Mn, Sn e das terras raras po- dem estar presentes em um revestimento para proteção anti-corrosão pro- duzido, de acordo com a invenção, até o teor total de 0,8% em peso do re- vestimento, de acordo com a invenção. O Público, Bi e Cd servem para for- mar uma estrutura de cristal de maior porte (flor de zinco), Ti, B, Si para au- mentar a conformabilidade, Cu, Ni, Co, Cr, Mn para influenciar as reações da camada da borda, Sn para influenciar a oxidação da superfície, e as terras raras, em particular Iantano e cério, para aumentar o comportamento do flu- xo da fusão. As impurezas que podem estar contidas no revestimento para proteção anti-corrosão, de acordo com a invenção, incluem os constituintes que penetram no revestimento da superfície do substrato do aço, como re- sultado do revestimento por imersão a quente, em quantidades que não in- fluenciam as propriedades do revestimento da superfície.

Após atravessar a parte galvanizada, no método de acordo com a invenção, a espessura do revestimento da superfície é ajustada para 3 - μm, que corresponde a uma massa de revestimento do revestimento para proteção metálica anti-corrosão de 20- 140 g/m2 por lado. O efeito excelente de proteção anti-corrosão dos revestimentos formados de acordo com a in- venção permite a limitação da espessura do revestimento a valores de 4 - 12 μm, o que corresponde a uma massa de revestimento de 30 - 85 g/m2 por lado. Os substratos do aço dotados dos ditos revestimentos finos podem ser futuramente processados de forma bastante adequada.

A raspagem do excesso do material de revestimento da superfí- cie para ajustar a espessura do revestimento pode, por exemplo, ser obtida da forma conhecida por meio de jatos de gás aplicados por um sistema ras- pador de bocal. O gás para os jatos de gás é, preferencialmente, nitrogênio a fim de limitar ao máximo qualquer oxidação da superfície do revestimento.

Depois que a tira de aço com revestimento para proteção metáli- ca anti-corrosão contendo Mg e Al ter sido guiada para fora do banho de zin- co, é resfriada da forma pretendida. A temperatura final alcançada tipica- mente corresponde à temperatura ambiente.

Em seguida o substrato do aço com o revestimento para prote- ção metálica anti-corrosão pode ser submetido à laminação de encruamento a fim de obter uma texturização da superfície adequada otimamente ao re- vestimento subseqüente. Tanto o resfriamento controlado quanto a amina- ção de encruamento executados são realizados preferencialmente, com re- lação ao aspecto econômico e a eficiência, alinhados e em uma passagem contínua com o processo de galvanização.

Finalmente, o substrato do aço revestido segundo a invenção é revestido organicamente, o que pode ocorrer em uma fábrica separada para revestimento da tira ou também em linha diretamente em seguida ao resfri- amento e/ou qualquer têmpera adicional que se faça necessária. Um pro- cesso que persiste continuamente após a etapa de trabalho precedente é favorável aqui, porque o revestimento pode ser aplicado diretamente à su- perfície metálica recém produzida com resultados de trabalho particularmen- te bons. Em particular, quando o revestimento orgânico ocorre após a etapa de trabalho precedente em linha, evita que o revestimento metálico seja mo- dificado pelo envelhecimento, lubrificação e desengraxamento.

No entanto, em princípio, também é concebível que o revesti- mento orgânico a ser aplicado de forma conhecida, descontinuamente, atra- vés de uma fábrica separada de pintura em bobina (coil coating). Até este ponto, o substrato do aço ajustado ao revestimento pode, após a galvaniza- ção, resfriamento ou laminação, ser primeiramente lubrificado para garantir uma proteção anti-corrosão temporária.

Uma variante adicional é a "selagem" do substrato e a galvani- zação. Para este fim, uma camada de aproximadamente 2 μηι de espessura feita de poliacrilato ou poliéster é aplicada como uma proteção anti-corrosão simples e como um subsídio posterior ao processamento que, entre outros, pode ser aplicado com endurecimento por UV ou térmico.

De modo surpreendente, notou-se que a superfície presente i- mediatamente após a etapa de galvanização sem limpeza e pré-tratamento, e não influenciada pelas etapas adicionais de processamento, é particular- mente adequada para a aplicação direta do revestimento orgânico. No ponto do método de acordo com a invenção em que for executada a limpeza da superfície do revestimento, uma limpeza suave mostrou-se adequada, de modo que a camada de oxido nativa existente no revestimento metálico é submetida a um ataque mínimo. A expressão "limpeza suave" neste contex- to se refere à limpeza em que a superfície do revestimento metálico de pro- teção anti-corrosão é tratado com um agente de limpeza alcalino suave (va- Ior de pH 9 - 10, alcalinidade livre até 14), ou um agente alcalino forte (valor de pH 12 - 12,5, alcalinidade livre de 5), porém um agente de limpeza de baixa concentração. Os agentes de alcalinidade adequados para este fim são, por exemplo, fluidos a base de solução de sódio ou de potássio conten- do fosfato, cujas temperaturas tipicamente residem na faixa de 40 - 70°C.

Antes da aplicação do revestimento orgânico por meio de asper- são, imersão ou através do uso de um revestidor de cilindro, o pré- tratamento pode ser aplicado a uma superfície da tira que passiva a superfí- cie metálica e garante a adesão entre o revestimento metálico e o verniz. Este pré-tratamento é, preferencialmente, um sistema livre de Crvi1 preferen- cialmente um pré-tratamento totalmente livre de Cr, que, por exemplo, é pro- duzido a base de Ti, Zr, P e/ou Si. Enquanto as camadas de óxido nativas, as quais são criadas no substrato do aço que ostenta o revestimento, já ga- rantem a excelente passivação da superfície, em muitas aplicações impor- tantes na prática, entretanto, o dito pré-tratamento pode ser omitido por completo e o verniz aplicado diretamente ao substrato metálico que foi ape- nas desengraxado.

O mrevestimento orgânico pode ser aplicado na forma conhecida de ao menos uma camada (verniz e, onde aplicável, película) por meio de revestidores de cilindro, aspersão, imersão, etc. Desta forma é possível for- mar uma única camada ou uma estrutura de camadas múltiplas em que as camadas seguintes ou sistemas de camadas são implantados e, onde apli- cável, podem ser combinados:

1 - Verniz

2 - Verniz - película

3 - Verniz - película - verniz

4 - Verniz (com ou sem adesivo)

Em seguida é promovido o endurecimento do revestimento por meio do fornecimento de calor ou radiação. Com relação ao aspecto econô- mico do processo, o endurecimento por radiação, em particular a radiação térmica, é vantajoso. O endurecimento por radiação não exige pós- combustão térmica de solventes liberados. Ainda, um sistema para endure- cimento por UV pode ser implantado em um comprimento de construção substancialmente mais curto do que o comprimento que seria necessário para um forno de ar circulante exigido para a secagem térmica.

Os produtos metálicos planos produzidos de acordo com a in- venção com um revestimento metálico e orgânico possuem, com reduzida espessura do revestimento, proteção de superfície de corte aberto, o que é substancialmente melhor do que os substratos de aço revestidos de modo convencional, e melhores propriedades de migração em arranhões e bordos cortados.

Onde o pré-tratamento correspondente for necessário, com o método de acordo com a invenção que usa agentes de pré-tratamento isen- tos de CrVI, as propriedades de proteção anti-corrosão obtidas são pelo me- nos tão boas quanto nos produtos que são pré-tratados de acordo com a técnica anterior que usa agentes contendo CrVI.

A invenção agora é explicada em mais detalhe com referência aos exemplos da modalidade nos desenhos. Esses mostram:

Diagrama 1 uma seqüência de etapas de trabalho de uma pri- meira variante de um método para construção de um produto de aço plano revestido com um sistema de proteção anti-corrosão;

Diagrama 2 uma seqüência de etapas de trabalho de uma se- gunda variante de um método para construção de um produto de aço plano revestido com um sistema de proteção anti-corrosão;

Diagrama 3 uma representação gráfica da distribuição determi- nada pela medição GDOS de teores de Zn, Mg, Al, e Fe ao longo da espes- sura de um primeiro revestimento para proteção anti-corrosão aplicado a um substrato de aço;

Diagrama 4 uma representação gráfica da distribuição determi- nada pela medição GDOS de teores de Zn, Mg, Al, e Fe ao longo da espes- sura de um segundo revestimento para proteção anti-corrosão aplicado a um substrato de aço;

As Figuras 1 a 4 estruturas da camada dos produtos de aço pla- no com um revestimento para proteção anti-corrosão.

Duas possíveis seqüências no arcabouço da invenção das eta- pas de trabalho individuais do método de acordo com a invenção são repre- sentadas graficamente como exemplos nos diagramas 1 e 2.

Na variante mostrada no diagrama 1, todas as etapas do traba- lho são executadas em passagem contínua. O substrato do aço considerado (tira ou folha de aço) é primeiramente pré-aquecido, em seguida galvanizado por imersão a quente e, após o ajuste da espessura do revestimento metáli- co produzido no substrato, laminado de modo a formar uma estrutura de su- perfície otimizada com um baixo grau de deformação. Em seguida um siste- ma de revestimento orgânico formado a partir de uma camada preparativa e um verniz é aplicado tanto diretamente sobre o revestimento para proteção anti-corrosão metálico apenas após a limpeza e, onde aplicável, o pré- tratamento em seguida à laminação.

Na seqüência mostrada no diagrama 2, as etapas do trabalho de "pré-aquecimento", "galvanização", "ajuste da espessura" e "laminação" são executadas em passagem contínua, como no método mostrado no diagrama 1. Então, o substrato do aço obtido após a laminação, e revestido com o re- vestimento para proteção anti-corrosão, é primeiramente armazenado antes de forma temporária - após a limpeza de sua superfície a ser fornecida com o revestimento orgânico - que é revestido em uma fábrica de revestimento separada com o sistema de revestimento orgânico formado a partir da ca- mada preparativa e do verniz. A fim de proteger contra a corrosão durante o tempo de espera, a superfície do revestimento para proteção metálica anti- corrosão que deve ser revestido organicamente, o revestimento para prote- ção metálica anti-corrosão pode ser Iubrificado ou "selado" após a Iamina- ção.

Para testar o método de acordo com a invenção, testes opera- cionais B1 - B8 foram realizados em que as tiras de aço que compreendem um aço de grau elevado foram usadas como substratos do aço. A composi- ção das tiras de aço é fornecida na tabela 1.

Tabela 1

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Os parâmetros operacionais ajustados durante os testes opera- cionais, a respectiva composição do banho de fusão e uma análise da ca- mada de proteção anti-corrosão resultando no substrato do aço são forneci- dos na tabela 2.

A espessura da camada da borda da superfície que absorve a oxidação superficial nas amostras testadas foi de no máximo 0,2 μηι e, com relação ao perfil da camada determinado pela medição GDOS, está na faixa de até 2,7% da espessura total da camada. A quantidade de enriquecimento de Al na superfície direta é de, no máximo, cerca de 1% em peso. Isto é a- companhado até uma espessura de ao menos 25% da espessura total do revestimento pela camada intermediária com um baixo teor de Al de no má- ximo 0,25% em peso. Na camada da borda o teor de Al se eleva a até 4,5% na borda até o substrato do aço. O enriquecimento com Mg na superfície imediata do revestimento é claramente maior do que o enriquecimento com Al. Aqui são obtidas proporções de Mg de até 20%. A partir deste ponto, a proporção de Mg diminui ao longo da camada intermediária, e a uma profun- didade de cerca de 25% da espessura total da camada do revestimento tota- liza 0,5 a 2%. Ao longo da camada da borda também existe uma elevação do teor de Mg na direção do substrato do aço. Na borda para o substrato do aço o teor de Mg totaliza até 3,5%.

Uma distribuição correspondente ao longo da espessura D (su- perfície D = O μm) é representada graficamente como um exemplo nos dia- gramas 3 e 4 que mostram o resultado de uma medição de GDOS de duas estruturas em camadas típicas de revestimentos para proteção metálica anti- corrosão produzido em um substrato do aço de acordo com a invenção.

Os diagramas 3 e 4 mostram que na superfície do revestimento considerado, é formada uma camada da borda da superfície dotada de um alto teor de Al como conseqüência da oxidação. A espessura desta camada da borda da superfície é de, no máximo, 0,2 μm e, portanto, é facilmente rompida em soldagem a laser ou a ponto sem a deterioração da qualidade do resultado da soldagem.

A camada da borda da superfície é acompanhada de uma ca- mada intermediária com cerca de 2,5 μηη de espessura com um teor de Al abaixo de 0,2%. A espessura da camada intermediária é, portanto, cerca de 36% da espessura total da camada do revestimento para proteção anti- corrosão de 7 μm.

A camada intermediária se transforma em uma camada da borda adjacente ao substrato do aço em que os teores de Al, Mg e Fe se elevaram claramente ao longo dos teores correspondentes da camada intermediária.

A Figura 1 mostra, fora de escala, uma seção transversal de par- te de um produto plano de aço produzido e composto de acordo com a in- venção. Segundo esta premissa, no lado A que reside na parte externa e em uso e exposta particularmente e de modo severo ao ataque corrosivo, de um substrato do aço S presente como lâmina de aço, em primeiro lugar um re- vestimento para proteção anti-corrosão metálico K de cerca de 7,5 μm de espessura é aplicado, o qual essencialmente compreende Zn, Al, Mg e Fe.

Aplicado diretamente sobre a superfície do revestimento para proteção anti-corrosão K, isto é, sem um pré-tratamento posterior, está uma camada preparativa Ρ. A espessura da camada preparativa P com produtos convencionais para a camada preparativa é de cerca de 5 μm. Se a denomi- nada "camada preparativa espessa" for usada, a espessura da camada pre- parativa P pode ser de até 20 μm.

Uma camada de verniz L com uma espessura de cerca de 20 μm é aplicada sobre a camada preparativa P. Na preparação para a aplica- ção do verniz e buscando encurtar o tempo total de secagem, a camada preparativa P pode ser pré-tratada por meio de radiação UV.

Sobre a camada de verniz L é finalmente aplicado um revesti- mento de verniz de cobertura D que possui até 17 μm de espessura. A ca- mada preparativa P, a camada de verniz Lea camada de verniz de cobertu- ra D juntas formam um revestimento orgânico que, combinado com o reves- timento de proteção anti-corrosão K, apesar da omissão do pré-tratamento da superfície do revestimento de proteção anti-corrosão K, protege, de forma particularmente satisfatória, o substrato do aço S contra a corrosão.

Na parte interna I no uso prático, que é menos severamente ata- cada pela corrosão, do substrato do aço S também é primeiramente aplicado um revestimento metálico de proteção anti-corrosiva Ki de cerca de 7,5 μm de espessura, que compreende essencialmente Zn, Al, Mg e Fe. Diretamen- te sobre a superfície do revestimento para proteção anti-corrosão Ki é apli- cada uma camada de verniz Li de espessura 5 a 10 μm.

Os produtos de aço plano do tipo mostrado na Figura 1 são par- ticularmente adequados para uso no campo de construção de veículos.

A Figura 2 mostra, fora de escala, uma seção transversal de par- te de um segundo produto de aço plano produzido e composto de acordo com a invenção e particularmente adequado também para uso no campo da construção de veículos. De acordo com este aspecto, na parte externa em uso, que é particularmente exposto ao ataque corrosivo, do substrato do aço S presente como lâmina de aço, é primeiramente aplicado um revestimento metálico de proteção anti-corrosão K de cerca de 5 μm que essencialmente compreende Zn, Al, Mg e Fe.

A superfície do revestimento metálico para proteção anti- corrosão K neste caso foi submetida ao pré-tratamento em que um revesti- mento fino de pré-tratamento permanece no revestimento de proteção K. Sobre o revestimento de pré-tratamento V é aplicada uma camada prepara- tiva P1 de cerca de 8 μm de espessura.

A camada preparativa P1 porta uma camada de adesivo E de cerca de 5 μm de espessura colocada na camada adesiva E. Na parte ex- terna da película laminada F é aplicada uma camada preparativa P2 adicio- nal, que novamente porta uma camada de verniz de cobertura D de cerca de μm de espessura. A camada de verniz de cobertura D forma a termina- ção externa do sistema de revestimento orgânico formado a partir da cama- da preparativa P1, a camada adesiva E, a película laminada F, a camada preparativa P2 e a camada de verniz de cobertura D.

Na parte interna no uso prático, que é menos severamente ata- cada pela corrosão, do substrato do aço S também é primeiramente aplicado um revestimento metálico de proteção anti-corrosiva Ki de cerca de 5 μιτι de espessura, que compreende essencialmente Zn, Al, Mg e Fe. A superfície do revestimento para proteção anti-corrosão Ki neste caso é primeiramente pré- tratada formando uma camada fina de pré-tratamento Vi. Em seguida, sobre a camada de pré-tratamento V é aplicada uma camada de verniz Li que pos- sui tipicamente 5 μm de espessura.

A Figura 3 mostra, fora de escala, uma seção transversal de par- te de um terceiro produto de aço plano produzido e composto de acordo com a invenção e particularmente adequado também para aplicações em cons- trução externa em geral. De acordo com este aspecto, na parte externa em uso, que está particularmente exposta ao ataque corrosivo, do substrato do aço S presente como lâmina de aço, é primeiramente aplicado um revesti- mento metálico de proteção anti-corrosão K de cerca de 10 μm de espessu- ra que essencialmente compreende Zn, Al, Mg e Fe. Também neste caso, a superfície do revestimento para proteção anti-corrosão K foi submetida ao pré-tratamento em que uma camada fina de pré-tratamento V permaneceu sobre o revestimento de proteção K.

Sobre a camada de pré-tratamento V é aplicada uma camada de proteção P de cerca de 5 μm de espessura, que por sua vez porta uma ca- mada de verniz de cobertura D de cerca de 20 μm.

A camada de verniz de cobertura D em si porta em sua parte externa uma película de proteção removível U que protege o produto de aço plano durante o transporte e armazenamento.

A película protetora U pode, entretanto também ser designada como uma película de aderência permanente a fim de aperfeiçoar as propri- edades da superfície.

Na parte interna no uso prático, que é menos severamente ata- cada pela corrosão, do substrato do aço S também é primeiramente aplicado um revestimento metálico de proteção anti-corrosiva Ki de cerca de 10 μm de espessura, que compreende essencialmente Zn, Al, Mg e Fe. A superfície do revestimento para proteção anti-corrosão Ki neste caso também é primei- ramente pré-tratada formando uma camada fina de pré-tratamento V. Em seguida, sobre a camada de pré-tratamento V é aplicada uma camada de verniz Li que possui tipicamente 7 a 15 μm de espessura.

A Figura 4 mostra, fora de escala, uma seção transversal de par- te de um quarto produto de aço plano produzido e composto de acordo com a invenção e particularmente adequado também para a construção de fer- ramenta doméstica. De acordo com este aspecto, na parte externa em uso, que está particularmente exposta ao ataque corrosivo, de um substrato do aço S presente como lâmina de aço, é primeiramente aplicado um revesti- mento metálico de proteção anti-corrosão K de cerca de 4 a 5 μm de espes- sura que essencialmente compreende Zn, Al, Mg e Fe.

Diretamente sobre a superfície do revestimento para proteção anti-corrosão K, isto é, sem pré-tratamento posterior, é aplicada uma cama- da preparativa P de cerca de 8 μm de espessura. A camada preparativa u- sada aqui é uma denominada "camada preparativa de estrutura" que forma uma superfície estruturada com protusões e recessos.

Sobre a camada preparativa P é então aplicada uma camada de verniz L com uma espessura de cerca de 20 μm.

Onde aplicável, sobre a camada de verniz, também pode ser aplicada, por exemplo, uma camada protetora de aderência permanente que se presta, dentre outras coisas, a aprimorar as propriedades das superfícies.

Na parte interna do substrato do aço S que é menos severamen- te atacada pela corrosão, também é primeiramente aplicado um revestimen- to metálico para proteção anti-corrosão de 4 a 5 μm de espessura que com- preende essencialmente Zn, Al, Mg e Fe. Diretamente sobre a superfície do revestimento para proteção anti-corrosão Ki é aplicada uma camada de ver- niz Li com uma espessura de 7 a 10 μm. <table>table see original document page 18</column></row><table>

Tabela 2

Claims

1. Método para produção de um produto do aço plano revestido com um sistema de proteção anti-corrosão em que um revestimento a base de zinco é aplicado a um substrato de aço, como uma tira ou folha de aço por meio de um revestimento por imersão a quente, e em que um revesti- mento orgânico é aplicado ao revestimento a base de zinco, compreendendo as seguintes etapas: - pré-aquecer um substrato de aço em um forno de pré- tratamento até a temperatura da tira de 720 a 850°C sob a atmosfera de gás inerte; - resfriar o substrato do aço até a temperatura de entrada da tira de 400 - 600°C; - revestir por imersão a quente o substrato de aço sob exclusão do ar em banho de zinco que contém, além do zinco e das impurezas inevi- táveis, (em % de peso) 0,15 - 5% Al, 0,2 - 3% de Mg e, opcionalmente, o total máximo de 0,8% de um ou mais elementos do grupo Pb, Bi, Cd, Ti, B, Si, Cu, Ni, Co, Cr, Mn, Sn e das terras raras, e com temperatura de banho de 420-500°C, em que a diferença entre a temperatura de imersão da tira e a temperatura do banho varia na faixa de -20°C a +100°C, de modo que so- bre o substrato do aço seja formado um revestimento para proteção anti- corrosão (em % de peso) que contém 0,25 - 2,5% de Mg, 0,2 - 3,0% de Al, < 4,0% de Fe e, opcionalmente, o total máximo de 0,8% de um ou mais ele- mentos do grupo Pb, Bi, Cd, Ti, B, Si, Cu, Ni, Co, Cr, Mn, Sn e das terras raras, zinco residual e impurezas inevitáveis, e que possui um teor máximo de Al de 0,5% em peso em uma camada intermediária que se estende entre a camada da superfície diretamente adjacente à superfície do produto do aço plano e uma camada da borda adjacente ao substrato do aço e que possui uma espessura total de pelo menos 20% da espessura total do reves- timento para proteção anti-corrosão; - ajustar a espessura do revestimento metálico para proteção anti-corrosão aplicado ao substrato do aço no banho de fusão até o valor de -3 - 20 μm por lado raspando o excesso de material de revestimento; - resfriar o substrato do aço com um revestimento metálico para proteção anti-corrosão; e - aplicar o revestimento orgânico ao revestimento metálico para proteção anti-corrosão do substrato do aço.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as etapas de trabalho podem ser executadas em passagem con- tínua.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a velocidade com a qual o aço atravessa as etapas de trabalho está na faixa de 60 a 150 m/min.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que a diferença entre a temperatura de imersão da tira e a temperatura do banho varia na faixa de -10°C a +70°C.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que o teor de Al do banho de zinco é de 0,15 a 0,4% em peso.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que o teor de Mg do banho de zinco é de 0,2% a 2,0% em peso.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que o teor de Mg do banho de zinco é de 0,5% a 1,5% em peso.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que a raspagem do material do revesti- mento em excesso para produzir a espessura do revestimento de Zn-Mg-Al ocorre por meio de jatos de gás.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o gás usado para os jatos de gás é nitrogênio.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o substrato do aço com o revesti- mento de Zn-Mg-Al é submetido à laminação de encruamento.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura do revestimento de Zn-Mg-Al é ajustada para 4 a 12 μm.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -11, caracterizado pelo fato de que o revestimento orgânico é aplicado dire- tamente à superfície do revestimento de Zn-Mg-Al que não foi previamente limpo ou pré-tratado, e que é aplicado ao substrato do aço.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -11, caracterizado pelo fato de que a superfície do revestimento de Zn-Mg-Al aplicado ao substrato do aço é limpo antes da aplicação do revestimento orgânico.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -11 ou 13, caracterizado pelo fato de que, antes da aplicação do revestimento orgânico, um pré-tratamento químico é executado na superfície do revesti- mento de Zn-Mg-Al aplicado à superfície do substrato do aço, com um agen- te de pré-tratamento isento de CrVI.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o agente de pré-tratamento é isento de Cr.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o revestimento orgânico é endure- cido por meio de radiação UV.