CN105177573A - 钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组及其生产方法，所述联合机组由入口段、脱脂段、退火段、热镀锌段、镀后冷却段、连续PVD真空镀膜段、卷取段组成，并且所述联合机组沿钢带运行方向包括退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段、第二转向装置、钝化涂油装置、卷取装置以及连接在各个装置之间的传动装置，其中，经平整装置处理后的钢带被送入连续PVD真空镀膜段或钝化涂油装置。

Description

钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢板或钢带的深加工领域，具体地讲，涉及一种具有连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组及其生产方法。
背景技术
锌镁合金镀层板以其显著增强的耐蚀性、切边及镀层破损处良好的自愈能力以及优良的综合应用性能，受到广泛关注。在钢板上镀覆镁的工艺包括如下几种：热浸镀工艺，由于镁的化学性质/电化学性质非常活泼，使得镁的含量不能高于3wt％，否则镀锅内的镀液表面氧化严重，影响镀层的附着力，以致镀层中镁的有效含量难以控制；水溶液电镀工艺，由于镁的电极电位(-2.37SHE)低于氢，电镀过程析氢严重，导致镁无法沉积；熔融盐电镀工艺，耗能严重，沉积温度高，影响镀层钢板的力学性能，制约其在工业生产中的推广应用；物理气相沉积工艺，也即PVD工艺，由于环保、灵活和功能强大的特点，是钢板连续镀锌镁合金镀层的优选技术手段。
传统的热镀锌机组只能生产热镀锌产品，不能利用该传统机组上的相关设备生产其他产品，功能过于单一。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组。
本发明的另一目的在于提供钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组的生产方法。
根据本发明的一方面，提供一种能够生产镀锌板，锌镁合金镀层板的钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组，所述联合机组主要由入口段、脱脂段、退火段、热镀锌段、镀后冷却段、连续PVD真空镀膜段和卷取段组成。热镀锌机组由入口段、脱脂段、退火段、热镀锌段、镀后冷却段和卷取段组成。连续PVD真空镀膜段设置在镀后冷却段和卷取段之间，入口段、脱脂段、退火段、热镀锌段、镀后冷却段、连续PVD真空镀膜段和卷取段组成了镀锌镁合金镀层板机组。所述联合机组沿钢带运行方向包括退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段、第二转向装置、钝化涂油装置、卷取装置以及连接在各个装置之间的传动装置，其中，经平整装置处理后的钢带被送入连续PVD真空镀膜段或钝化涂油装置。
根据本发明的示例性实施例，所述连续PVD真空镀膜段沿钢带运行方向可以包括入口多级压差室、真空脱气装置、等离子清洁装置、溅射室、出口多级压差室、合金化炉和风冷装置。
根据本发明的示例性实施例，第一转向装置可以包括第一转向辊和第二转向辊，第一转向辊将置于其上的钢带送至第二转向辊，第二转向辊将钢带送至连续PVD真空镀膜段。
根据本发明的示例性实施例，第二转向装置可以包括第三转向辊和第四转向辊，第三转向辊将来自连续PVD真空镀膜段的钢带送至第四转向辊，第四转向辊将来自第三转向辊的钢带送至钝化涂油装置。
根据本发明的示例性实施例，传输装置可以设置在平整矫直装置和钝化涂油装置之间，以将置于平整矫直装置上的钢带直接送至钝化涂油装置，而不经过第一转向装置、连续PVD真空镀膜段和第二转向装置。
根据本发明的示例性实施例，张力辊可以设置在第一转向装置的第二辊和入口多级压差室之间。
根据本发明的示例性实施例，所述的连续PVD真空镀膜段可以包括PVD装置(即，物理气相沉积装置)。
根据本发明的另一方面，提供了一种钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组的生产方法，所述生产方法包括以下两种操作：第一操作，将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段、第二转向装置、钝化涂油装置和卷取装置；第二操作，将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、钝化涂油装置和卷取装置。
根据本发明的示例性实施例，连续PVD真空镀膜段沿钢带运行方向可以包括入口多级压差室、真空脱气装置、等离子清洁装置、溅射室、出口多级压差室、合金化炉和风冷装置。
入口多级压差装置中的压力可以以1×105Pa向3×10-3Pa逐级梯度下降，出口多级压力装置中的压力以3×10-3Pa向1×105Pa逐级梯度升高。
根据本发明的示例性实施例，入口多级压差装置中的压力可以以1×105Pa向3×10-3Pa逐级梯度下降，出口多级压力装置中的压力可以以3×10-3Pa向1×105Pa逐级梯度升高。
根据本发明的示例性实施例，合金化装置的合金化温度可以为415℃±3℃，合金化时间控制在10s-20s，镀层厚度为400nm±20nm。
根据本发明的以上方面，提供了一种钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组及其生产方法。该联合机组能够对钢板/钢带执行镀锌和镀锌镁合金镀层处理，在最大限度地利用原有联合机组的基础上，以及在节约设备投资成本的同时，既满足了镀锌的工艺需要，又满足了镀锌镁合金的工艺要求。此外，还提高了机组的作业率，使得机组作业更加灵活，有利于快速响应市场的需求。
附图说明
通过结合附图的示例性实施例的以下描述，本发明的各方面将变得更加容易理解，在附图中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组的示意性简图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组的连续PVD真空镀膜段的示意性简图。
具体实施方式
在下文中，将通过参考附图对示例性实施例进行解释来详细描述本发明构思。然而，本发明构思可以按照多种不同形式具体实施，而不应当解释为限制为本文所阐述的各实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本公开是清楚且完整的，并且将向本领域普通技术人员充分地传达本发明构思。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，各个元件和区域是示意性示出的。因而，本发明构思不限于图中所示出的相对尺寸或距离。将要理解的是，尽管在这里会使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分，而没有背离本发明构思的教导。
以下，将结合附图来详细描述本发明的具体示例。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组的示意性简图。图2是示出根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组的连续PVD真空镀膜段11的示意性简图。在下面，将参照图1和图2来描述根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组。
根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组，所述联合机组沿钢带运行方向包括退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段11、第二转向装置、钝化涂油装置、卷取装置以及连接在各个装置之间的传动装置，其中，经平整装置处理后的钢带被送入连续PVD真空镀膜段11或钝化涂油装置。
具体地讲，如图1所示，根据本发明的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组可以包括入口段(未示出)、脱脂段(未示出)、退火段、热镀锌段、镀后冷却段、连续PVD真空镀膜段11和卷取段。
开卷段可以包括诸如开卷机的开卷装置，并且可以设置在联合机组的起始位置处，以将带钢钢卷打开。
清洗段可以设置在开卷段之后，以被设置为使用诸如物理或化学的方法将诸如带钢表面的氧化层或者油污等去除，从而使镀层能够更稳固地附着。
退火段可以包括诸如退火炉1的退火装置，以对经过清洗段处理的带钢表面执行退火处理。
热镀锌段可以包括诸如锌锅的镀锌装置2，以将金属锌镀覆在已经过退火处理的带钢的表面上。
镀后冷却段可以包括诸如镀后冷却装置3和水淬槽4的第一冷却装置，以对处于高温状态下的其上镀覆有锌的钢带执行冷却和/或淬火处理，以降低带钢表面温度，并提高镀层的附着力。
第一表面处理段可以设置在镀后冷却段之后。第一表面处理段可以包括烘干装置5以及诸如光整机6和拉矫机7的平整矫直装置，以将经冷却处理后的镀锌钢带的表面烘干，并对其表面进行平整以及对钢带进行矫直。
连续PVD真空镀膜段11可以包括PVD装置，以将金属镁沉积在钢带的锌镀层上。
第二表面处理段可以设置在连续PVD真空镀膜段11之后，并且可以包括诸如钝化辊涂机14和涂油机16的钝化涂油装置，以对经过镀锌和/或镀锌镁合金处理的钢带表面进行钝化涂油处理；此外，出口活套15可以设置在诸如钝化辊涂机14和涂油机16之间，以适应带钢的连续化生产。
第一转向装置和第二转向装置可以设置在连续PVD真空镀膜段11的两侧。也就是说，第一转向装置可以设置在第一表面处理段与镀锌镁合金段之间，以使来自第一表面处理段的钢带被第一转向装置传送至连续PVD真空镀膜段11，并且第二转向装置可以设置在包括连续PVD真空镀膜段11和第二表面处理段之间，以将经连续PVD真空镀膜段11处理的钢带传送至第二表面处理段。
卷取段可以包括诸如卷取机17的卷取装置，以将经过表面处理的钢带卷取。
传动装置，设置在各个段中或各个段中的各个装置之间，以在各个装置之间传递钢带，钢带的布置位置和布置数量可以根据具体实际情况来确定。
根据本发明的示例性实施例，包括PVD装置的连续PVD真空镀膜段11沿钢带运行方向可以包括：入口多级压差室、真空脱气装置、等离子清洁装置、溅射室、出口多级压差室、合金化炉和风冷装置。
具体地讲，如图2所示，根据本发明的钢带热镀锌和镀锌镁合金的联合机组中的连续PVD真空镀膜段11包括：入口多级压差室18，可以实现从1x105Pa的大气压向真空镀锌镁合金镀层(例如，PVD真空镀锌镁合金镀层)所需的3x10-3Pa的本底真空度的梯度压力下降；真空脱气装置19，可以在极短的时间内迅速加热钢带表层，实现运行钢带表面的加热及气体脱附；等离子清洁装置20，可以实现钢带表面的深度物理清洁和晶格活化，为良好的膜-基结合力打下基础；溅射室21，真空镀锌镁合金镀层采用直流磁控溅射来实现；出口多级压差室22，可以实现从镀室(例如，PVD镀室)所需本底真空度(3x10-3Pa)向大气压力(1x105Pa)的逐级梯度升高；合金化炉23，具有大气气氛，最佳合金化炉温度为415℃，合金化时间控制在10s-15s，实现锌镁之间的合金化，以生成锌镁(或锌铁)合金相；风冷装置24，由多台冷却装置组成，冷却装置配有合适风量的风机，以连续向风箱输送大流量冷风，冷风由风箱的狭缝喷射至连续运行的钢带表面，迅速带走钢带的热量，为钢带降温。
根据本发明的示例性实施例，第一转向装置可以包括第一转向辊8和第二转向辊9，第一转向辊8可以将置于其上的钢带送至第二转向辊9，第二转向辊9可以将钢带送至连续PVD真空镀膜段。
根据本发明的示例性实施例，第二转向装置可以包括第三转向辊12和第四转向辊13，第三转向辊12可以将来自连续PVD真空镀膜段的钢带送至第四转向辊13，第四转向辊13可以将来自第三转向辊12的钢带送至钝化涂油装置。
根据本发明的示例性实施例，传输装置(未示出)可以设置在平整矫直装置和钝化涂油装置之间，以将置于平整矫直装置上的钢带直接送至钝化涂油装置，而可以不经过第一转向装置、连续PVD真空镀膜段11和第二转向装置。
根据本发明的示例性实施例，张力辊可以设置在第一转向装置和入口多级压差装置之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组的生产方法，所述方法包括以下两种操作：
第一操作，将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段11、第二转向装置、钝化涂油装置和卷取装置；
第二操作，将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、钝化涂油装置和卷取装置。
具体地讲，在图1中分别示出有实线、虚线和点划线，其中实线部分意指公共流程部分，虚线部分意指连续热镀锌和镀锌镁合金的流程部分、点划线意指镀锌的流程部分。也就是说，根据本发明的示例性实施例的连续钢带热镀锌和镀锌镁合金的联合机组可以对钢带执行连续热镀锌和镀锌镁合金两者，或者可以对钢带只执行镀锌。当对钢带执行热镀锌和镀锌镁合金时，可以将已完成第一表面处理装置(5、6、7)处理的钢带通过第一辊8和第二辊9传送至连续PVD真空镀膜段11，然后再通过第三辊12和第四辊13传送至第二表面处理段(14、16)。此外，当根据本发明的示例性实施例的连续钢带热镀锌和镀锌镁合金的联合机组仅对钢带执行镀锌而不进行镀锌镁合金时，可以通过第一辊8将经第一表面处理后的钢带直接传送至第四辊，而不经过连续PVD真空镀膜段11。或者可以在第一表面处理段和第二表面处理段之间设置另外的传动牵引装置，以将经第一表面处理段处理的钢带直接送至第二表面处理段。
根据本发明的示例性实施例，连续PVD真空镀膜段11沿钢带运行方向可以包括入口多级压差装置18、真空脱气装置19、等离子清洁装置20、溅射区21、出口多级压差装置22、合金化装置23和第二冷却装置24。其中，入口多级压差装置中的压力可以以1×105Pa向3×10-3Pa逐级梯度下降，出口多级压力装置中的压力可以以3×10-3Pa向1×105Pa逐级梯度升高。
根据本发明的示例性实施例，合金化装置的合金化温度可以为415℃±3℃，合金化时间控制在10s-15s，镀层厚度可以为400nm±20mm。
以上描述了根据本发明的示例性实施例的钢带连续热镀锌和镀锌镁合金的联合机组及其生产方法，通过对镀锌系统和镀锌镁合金系统的整合配置，使得最大限度地利用了原有生产线，在节约成本的同时，既可以满足镀锌的工艺需要，还可以满足镀锌镁合金的工艺要求。此外，还提高了机组的作业率，使得在一条机组上可以生产多种产品，使生产变得更加灵活，从而能够快速地响应市场需求。
虽然参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组，所述联合机组由入口段、脱脂段、退火段、热镀锌段、镀后冷却段、连续PVD真空镀膜段和卷取段组成，其中，所述联合机组沿钢带运行方向包括退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段、第二转向装置、钝化涂油装置、卷取装置以及连接在各个装置之间的传动装置，其中，经平整装置处理后的钢带被送入连续PVD真空镀膜段或钝化涂油装置。
2.如权利要求1所述的联合机组，其特征在于，所述连续PVD真空镀膜段沿钢带运行方向包括入口多级压差室、真空脱气装置、等离子清洁装置、溅射室、出口多级压差室、合金化炉和风冷装置。
3.如权利要求1所述的联合机组，其特征在于，第一转向装置包括第一转向辊和第二转向辊，第一转向辊将置于其上的钢带送至第二转向辊，第二转向辊将钢带送至连续PVD真空镀膜段。
4.如权利要求1所述的联合机组，其特征在于，第二转向装置包括第三转向辊和第四转向辊，第三转向辊将来自连续PVD真空镀膜段的钢带送至第四转向辊，第四转向辊将来自第三转向辊的钢带送至钝化涂油装置。
5.如权利要求1所述的联合机组，其特征在于，传输装置设置在平整矫直装置和钝化涂油装置之间，以将置于平整矫直装置上的钢带直接送至钝化涂油装置，而不经过第一转向装置、连续PVD真空镀膜段和第二转向装置。
6.如权利要求2所述的联合机组，其特征在于，张力辊设置在第一转向装置的第二辊和入口多级压差室之间。
7.一种钢带连续热镀锌与镀锌镁合金的联合机组的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下两种操作：
第一操作：将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、第一转向装置、连续PVD真空镀膜段、第二转向装置、钝化涂油装置和卷取装置，或者
第二操作：将钢带置于联合机组的入口段，并且通过连接在各个装置之间的传动装置，使钢带被传动经过退火炉、镀锌装置、镀后冷却装置、平整矫直装置、钝化涂油装置和卷取装置。
8.如权利要求7所述的生产方法，其特征在于，连续PVD真空镀膜段沿钢带运行方向包括入口多级压差室、真空脱气装置、等离子清洁装置、溅射室、出口多级压差室、合金化炉和风冷装置。
9.如权利要求8所述的生产方法，其特征在于，入口多级压差装置中的压力以1×105Pa向3×10-3Pa逐级梯度下降，出口多级压力装置中的压力以3×10-3Pa向1×105Pa逐级梯度升高。
10.如权利要求8所述的生产方法，其特征在于，合金化装置的合金化温度为415℃±3℃，合金化时间控制在10s-20s，镀层厚度为400nm±20nm。
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