CN102046830A - 镀锌退火钢材料的方法 - Google Patents
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Abstract
镀锌退火钢材料(1)时用的方法，其中在第一步骤中将该材料(1)加热到第一处理温度并涂覆有液态合金金属(3)层，在第二步骤中将其进一步加热到第二、更高的处理温度，并且在第三步骤中将其保持在第二处理温度持续预定的时间以便使合金金属涂层至少部分地与钢材料(1)合金化。本发明的特征在于通过一个或多个DFI燃烧器(5)使得第二步的加热得以进行。
Description
本发明涉及镀锌退火(galvannealing)钢材料时使用的方法。
镀锌退火是钢材料在其中既镀锌又退火的过程。镀锌典型地通过将钢材料浸入液态锌浴中进行。可以使钢材料预热后浸入和/或可以通过与液态锌接触将其加热。
此后，将钢材料进一步加热，达到发生退火的温度。当材料保持在该较高的温度时，锌涂层在钢材料表面形成合金，该合金在耐腐蚀性等方面提供了具有吸引力的性能。
常规地，在这一过程中或者使用感应加热或者在空气炉中加热以进一步加热材料。这两种策略都涉及问题。
感应加热确实是高效率的，但其对被加热材料的尺寸和几何结构敏感。而且，锌不像钢那样得到加热，因此可能出现温度梯度。最后，感应加热的设备典型地非常昂贵。
在空气炉中加热不会导致任何与尺寸和材料几何相关的问题，但另一方面与感应加热相比其显著是较低效的。因为锌的低辐射因子，增加向材料的热传递也是困难的，因此生产率受限。
本发明解决上面描述的问题。
因此，本发明涉及镀锌退火钢材料时的方法，其中在第一步骤中将该材料预热到第一处理温度并使其涂覆有液态合金化金属层，在第二步骤中将其进一步加热到第二、更高的处理温度，并且在第三步骤中将其保持在第二处理温度持续预定的时间以便使合金化金属涂层至少部分地与钢材料合金化，并且，其特征在于通过一个或多个DFI燃烧器使得第二步骤的加热得以进行。
下面，将参考本发明的举例性实施方案以及附图详细地描述本发明，其中：
图1是横截面视图，显示了进行常规镀锌退火过程中所使用的各种部件。
图2是横截面视图，显示了根据本发明进行镀锌退火过程中所使用的各种部件。
在图1中，示出了在常规的、连续的镀锌退火过程中狭长带材形式的钢产品101如何沿着各种处理步骤运送。在第一步骤中，将钢产品传送通过浴102，其中存在液态锌形式的合金化金属103。因此，这样浸入的钢带材101涂覆有液态锌层。
在第二步骤中，使钢带材101运送通过一对气刀104，从带材101表面去除过多的锌。
在第三步骤中，使带材传送通过气体或感应炉105，其升高钢带材101的温度以便开始退火。
此后，通过使带材101运送通过保温炉106持续一段时间完成退火，在该炉中使钢材料101的温度保持恒定。
图2所示的过程与图1的过程类似。在第一步骤中，金属带1通过具有液态锌2的浴3，并且此后通过一对气刀4。
然而，替代炉105，在第二步骤中用一个或几个DFI燃烧器5以便进一步加热钢带材1至其退火温度。使DFI燃烧器5布置为离钢材料1这样的距离：使得它们各自的火焰冲击材料1的表面。这确保了非常好的热传递效率。
此后，在第三步骤中，使带1运送通过保温炉6持续预定时间，以允许退火完成。
通过采用DFI燃烧器5替代常规的炉或感应炉105以便进一步升高钢材料1的温度，获得了数个优势。
第一，用DFI燃烧器加热是快速并高效率的，并且比常规的加热炉显著更加高效。其原因是，锌具有低辐射因子，在常规炉中其在炉氛与锌涂覆的金属表面之间给出低的热传递率。用DFI燃烧器不出现该问题。
第二，用DFI燃烧器加热不像例如常规的感应加热器那样对材料1的尺寸及其机械和几何结构敏感。
第三，用DFI燃烧器加热是对感应加热器的更廉价的替代，与相应的DFI加热所需要的相比，后者需要更复杂的安装设施。
当离开锌浴2时，钢带材1的温度，以下称为“第一处理温度”，优选为350℃-450℃，根据优选的实施方案大于约420℃，在该温度下锌熔化。
如此强烈地优选使用DFI燃烧器5加热以便在几秒钟内获得钢材料1的最终温度，以下称为“第二处理温度”。这意味着参予与合金化金属的合金化过程的钢材料表面结构的那些部分，在几秒内基本上并以其整体具有至少达到第二处理温度的温度。第二处理温度优选比第一处理温度热50-150℃。
为了获得DFI燃烧器5的最大效率，优选用于燃料燃烧的氧化剂包含至少80％重量分数的氧。燃料可以是任何适合的燃料，如天然气或丙烷。
为了避免钢材料1表面过热，优选其相对于DFI燃烧器5连续移动。例如，这可以通过连续型的过程获得，在该连续型的过程中使钢材料1沿着生产线连续运送，并且此后相对于设置在生产线上的部件，特别是DFI燃烧器5，一直具有特定的速率。
还可沿着生产线设置几个连续的DFI燃烧器，以便当经过每一个DFI燃烧器时，钢材料1的表面获得热脉冲，并且之后在通过下一个DFI燃烧器前有时间稍微冷却并在下一个DFI燃烧器处接受附加的热能。以这种方式，在从DFI接收的热脉冲之间，热量有时间通过热传导从钢材料1的表面传递到钢材料1的中央部分。优选地，在这种情况下，将DFI燃烧器设置为彼此之间具有这样的距离：使得在两个连续的DFI燃烧器之间钢材料1的表面有时间冷却到当经过下一个DFI燃烧器时其将不被加热到大于某一预定温度的程度。该预定的温度是适合的温度，在该温度下材料劣化的风险不可接受的高，最优选最高为560℃。
还可以相对应的方式设置两组或几组DFI燃烧器，其中每组DFI燃烧器从不同的侧面同时加热钢材料1。
优选在炉6中使钢材料1保持在退火温度下所持续的预定时间为至少数秒，然而可使该时间自然地适应本发明的前提条件，所用的钢材料及合金化金属，等等。优选地，将钢材料1保持在基本上恒定的温度持续一段时间内，该段时间足够长以便允许在合金化金属3与钢材料1之间至少部分合金化。
以上，已经描述了优选的实施方案。然而，可以对所描述的实施方案进行多种修改而不偏离本发明的精神。
因而，除了锌的其它合金化金属可以以液态形式用于涂覆钢材料1的表面。这类金属的例子是铝及铝和锌的混合物。在这些情况下，还意识到可使第一处理温度适于当前所用的合金化金属的熔点或任何其它的基本材料性能。
当然，也可以其它方式而非通过浸入来将液态合金化金属3施加到钢材料1上，只要机械地进行该施加并且只要合金化金属是液态形式。
此外，钢材料1不必是狭长的钢带材的形式。本方法对其它的狭长的钢产品如线材和棒材也是有用的。
而且，在某些应用中气刀4可以用来自DFI燃烧器5的喷吹作用替代。换句话说，DFI燃烧器5可通过使用火焰冲击钢材料1的表面去除过多的合金化金属，由此气刀4不再必要。
因此，本发明不受所描述的实施方案的限制，而可以在所附的权利要求的框架内变化。
Claims (13)
1.镀锌退火钢材料(1)时使用的方法，其中在第一步骤中将该材料(1)预热到第一处理温度并使其涂覆有液态合金化金属(3)层，在第二步骤中将其进一步加热到第二、更高的处理温度，并且在第三步骤中将其保持在第二处理温度持续预定的时间以便使合金化金属涂层至少部分地与钢材料(1)合金化，其特征在于通过一个或多个DFI燃烧器(5)使得第二步骤的加热得以进行。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于使第一处理温度为350-450℃。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于使第二处理温度比第一处理温度热50-200℃。
4.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于使至少一个DFI燃烧器(5)用含有至少80重量％氧的氧化剂驱动。
5.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于在第二步骤中使钢材料(1)相对于每一个DFI燃烧器(5)保持连续移动。
6.根据权利要求6的方法，其特征在于钢材料(1)是狭长的钢产品。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于钢材料(1)是钢带材。
8.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于预定的时间为至少数秒。
9.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于使附加的加热如此强以至于仅进行几秒后便达到第二处理温度。
10.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于使来自至少一个DFI燃烧器(5)的火焰从材料(1)的表面去除任何过多的合金化金属。
11.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于合金化金属(3)包含锌。
12.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于合金化金属(3)包含铝。
13.根据前述任一权利要求的方法，其特征在于使沿着材料移动的方向设置的几个连续的DFI燃烧器(5)按照它们连续的顺序加热钢材料(1)，以便使钢材料(1)的表面在两个连续的DFI燃烧器(5)之间有时间冷却到当通过下一个DFI燃烧器时其表面不被加热到大于预定温度的程度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110504 |