DE10233343A1 - Release gas used in continuous hot-dip coating - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, oberhalb des Metallbandes eine Trenngasschicht, bspw. aus Argon, Butan, Krypton, Propan, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Xenon, Azetylen, Arsin, Bortrichlorid, Bortrifluorid, Buten, Dichlorsilan, Disilan, Ethylenoxid, Tetrafluormethan, Monochlordifluormethan, Trifluormethan, Hexafluorethan, Tetrafluorethen, Isobutan, Stickstoffdioxid, Stickstofftrifluorid, Stickstoffoxid, Phosphin, Propylen, Silan, Siliziumtetrafluorid, Siliziumtetrachlorid, Schwefelhexafluorid, Schwefeltetrafluorid, Wolframhexafluorid oder aus einer beliebigen Zusammensetzung der genannten Gase zu einem Gasgemisch mit oder ohne Argon vorzusehen, die eine schlechte Leitfähigkeit aufweisen und geeignet sind, Gasturbulenzen zu unterbinden.The invention relates to a method for suppressing zinc evaporation during hot dip coating of a steel strip with zinc or zinc alloys. For this purpose, it is proposed according to the invention to have a separating gas layer above the metal strip, for example made from argon, butane, krypton, propane, sulfur dioxide, hydrogen sulfide, xenon, acetylene, arsine, boron trichloride, boron trifluoride, butene, dichlorosilane, disilane, ethylene oxide, tetrafluoromethane, monochlorodifluoromethane, trichlorodifluoromethane, Hexafluoroethane, tetrafluoroethene, isobutane, nitrogen dioxide, nitrogen trifluoride, nitrogen oxide, phosphine, propylene, silane, silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride, sulfur hexafluoride, sulfur tetrafluoride, tungsten hexafluoride or from any composition of the above gases to provide a gas mixture with and without argon, with or without argon are suitable to prevent gas turbulence.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen.The invention relates to a method for oppression the zinc evaporation during hot dip coating of a steel strip with zinc or zinc alloys.

Bei der kontinuierlichen Schmelztauchveredelung und speziell der Feuerverzinkung von Metallbändern tritt der Effekt der Sublimation des Beschichtungsmetalls auf. Dies ist besonders kritisch, da die Sublimation auch im Ofenraum der vorgelagerten Bandglühung und Oberflächenaktivierung stattfindet. In diesem Aggregat liegt üblicherweise eine Wasserstoff-/Stickstoffatmosphäre vor. Das Sublimat dringt gegen den Bandlauf zurück und lagert sich an kälteren Stellen im Ofen ab. Dieser Effekt wird durch die Anwesenheit von Wasserstoff gefördert. Dieser Effekt ist bekannt und führt mit zunehmender Sublimatbildung zu Oberflächenfehler auf dem zu beschichtenden Metallband.For continuous hot dip coating and especially the hot-dip galvanizing of metal strips has the effect of Sublimation of the coating metal. This is particularly critical since the sublimation is also in the furnace area of the upstream strip annealing and surface activation takes place. A hydrogen / nitrogen atmosphere is usually present in this unit. The sublimate penetrates back against the belt run and settles in colder places in the oven. This effect is due to the presence of hydrogen promoted. This effect is known and leads with increasing sublimation to surface defects on the surface to be coated Metal band.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass durch eine Zugabe von Feuchte bzw. von Kohlenmonoxid/-dioxid der Sublimationseffekt nachhaltig gehemmt und sogar unterdrückt werden kann.It is known from the prior art that by adding moisture or carbon monoxide / dioxide the sublimation effect is permanently inhibited and even suppressed can.

Das Dokument DE 44 00 886 C2 beschreibt hierzu ein Verfahren zur Unterdrükkung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen, wobei sich das Stahlband in einem Einlaufbereich un ter einer Schutzgasatmosphäre aus einem Gemisch eines Inertgases mit Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid als reduzierenden Gasen und zusätzlich Kohlendioxid befindet. Die Schutzgasatmosphäre soll bis 20 Volumenprozent Wasserstoff und bis 10 Volumenprozent Kohlenmonoxid enthalten oder es soll der Schutzgasatmosphäre 0,05 bis 8 Volumenprozent Co2 zugemischt werden.The document DE 44 00 886 C2 describes a method for suppressing zinc evaporation during hot dip coating of a steel strip with zinc or zinc alloys, the steel strip being located in an inlet area under a protective gas atmosphere consisting of a mixture of an inert gas with hydrogen and / or carbon monoxide as reducing gases and additionally carbon dioxide. The protective gas atmosphere should contain up to 20 volume percent hydrogen and up to 10 volume percent carbon monoxide, or 0.05 to 8 volume percent Co 2 should be added to the protective gas atmosphere.

In dem Dokument EP 0 172 681 B1 wird ein Verfahren zur Unterdrückung der Entwicklung von Zinkdämpfen in einem kontinuierlichen Verfahren zur Heißtauchbeschichtung eines auf Eisen basierenden Metallbandes mit Zink- oder Zinklegierungen beschrieben, bei welchem das Band in einem Einlassbereich eingeschlossen ist. Dabei wird Wasserdampf in diesen Einlassbereich eingeleitet, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten, die die Zinkdämpfe oxidiert, jedoch das Eisenband nicht oxidiert und die mindestens 264 ppm Wasserdampf und mindestens 1 Volumenprozent Wasserstoff enthält. Bevorzugt soll die Atmosphäre innerhalb des Einlaufbereichs 1 bis 8 Volumenprozent Wasserstoff und 300 – 4500 Volumen-ppm Wasserdampf enthalten, wobei der Abgleich mit einem inerten Gas bspw. Stickstoff erfolgt.In the document EP 0 172 681 B1 describes a method for suppressing the development of zinc fumes in a continuous process for hot dip coating an iron-based metal strip with zinc or zinc alloys, in which the strip is enclosed in an inlet area. Water vapor is introduced into this inlet area to maintain an atmosphere that oxidizes the zinc vapors but does not oxidize the iron band and that contains at least 264 ppm water vapor and at least 1 volume percent hydrogen. The atmosphere within the inlet area should preferably contain 1 to 8 volume percent hydrogen and 300-4500 volume ppm water vapor, the adjustment being carried out with an inert gas, for example nitrogen.

Die im Stand der Technik verwendeten Gase oder Gasgemische führen aber auch zu einer Oxidation der Metallbandoberfläche, die eine fehlerfreie Beschichtung erschwert. Auch diese Problematik, insbesondere bei der Feuchte, ist bei der Produktion von feuerverzinkten Metallbändern hinlänglich bekannt.The used in the prior art Lead gases or gas mixtures but also to an oxidation of the metal strip surface, the a faultless coating is difficult. This problem, in particular humidity, is well known in the production of hot-dip galvanized metal strips.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in die Menge der Sublimatbildung die Turbulenz des Gases über der Oberfläche des Metallbades und dessen Wärmeleitfähigkeit eingeht. Es gilt daher, ein Gas zu finden, dass sich über dem Metallbad ansammelt und damit eine Turbulenz unterbindet und eine schlechte Leitfähigkeit aufweist.The invention is based on the knowledge based on the fact that the turbulence of the Gases over the surface of the metal bath and its thermal conductivity received. It is therefore important to find a gas that is above the Metal bath accumulates and thus prevents turbulence and bad conductivity having.

Auf dem Hintergrund dieser Erkenntnis hat die vorliegende Erfindung sich zur Aufgabe gemacht, die Bildung von Sublimat zu unterdrücken und unabhängig von der zugeführten Menge an Sublimat vermeidendem Gas die fehlerfreie Beschichtung sicherzustellen.Against the background of this knowledge the present invention has set itself the task of education to suppress sublimate and independent from the fed Amount of sublimate avoiding gas the flawless coating sure.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass sich oberhalb des Metallbades ein Gas oder ein Gasgemisch als Trenngas befindet, das eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Eigenschaft beinhaltet, Turbulenzen des Gases bzw. Gasgemisches über der Oberfläche des Metallbades zu reduzieren bzw. zu unterbinden. Hierzu bietet sich neben den o. g. Gasen wie Kohlendioxid und Wasserdampf (Feuchte) ein Edelgas als Trenngas, bspw. Argon, an, das beide Eigenschaften aufweist. Der Vorteil von Argon liegt darin, dass es sowohl eine hohe Dichte (geringe Turbulenz) aufweist als auch eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als der sonst verwendete Stickstoff. Zudem wirkt es als Edelgas nicht oxidierend. Weiterhin sind folgende Gase als Trenngas denkbar: Butan, Krypton, Propan, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Xenon und andere Gase wie Azetylen, Arsin, Bortrichlorid, Bortrifluorid, Buten, Dichlorsilan, Disilan, Ethylenoxid, Tetrafluormethan, Monochlordifluormethan, Trifluormethan, Hexafluorethan, Tetrafluorethen, Isobutan, Stickstoffdioxid, Stickstofftrifluorid, Stickstoffoxid, Phoshpin, Propylen, Silan, Siliziumtetrafluorid, Siliziumtetrachlorid, Schwefelhexafluorid, Schwefeltetrafluorid, Wolframhexafluorid. Es kann als Trenngas auch eine beliebige Zusammensetzung der zuvor genannten Gase zu einem Gasgemisch mit oder ohne Argon verwendet werden, sobald diese Gasmischung den Bedingungen der Erfindung genügt.To solve the above task it is proposed that a gas or a gas mixture is located as the separation gas, which has poor thermal conductivity has and includes the property, turbulence of the gas or gas mixture over the surface to reduce or prevent the metal bath. To do this offers next to the above Gases such as carbon dioxide and water vapor (moisture) an inert gas as separation gas, for example argon, which has both properties having. The advantage of argon is that it is both high Density (low turbulence) also has poorer thermal conductivity than the otherwise used nitrogen. In addition, it does not act as an inert gas oxidizing. The following gases are also conceivable as separation gas: butane, Krypton, propane, sulfur dioxide, hydrogen sulfide, xenon and other gases such as acetylene, arsine, boron trichloride, boron trifluoride, butene, Dichlorosilane, disilane, ethylene oxide, tetrafluoromethane, monochlorodifluoromethane, Trifluoromethane, hexafluoroethane, tetrafluoroethene, isobutane, nitrogen dioxide, Nitrogen trifluoride, nitrogen oxide, phoshpin, propylene, silane, Silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride, sulfur hexafluoride, Sulfur tetrafluoride, tungsten hexafluoride. It can also act as a separation gas any combination of the aforementioned gases into one Gas mixture with or without argon can be used once this gas mixture the conditions of the invention are sufficient.

Die Erfindung wird in einer 1 schematisch dargestellt. Anhand der Zeichnung ist erkennbar, dass eines der zuvor genannten Gase bspw. Argon in der Weise verwendet wird, dass beim normalen Betrieb keine hohen Gasmengen zur Eindüsung in den Ofenrüssel 1 erforderlich sind. In das im Behälter 6 befindliche Metallbad 2 taucht schräg der Ofenrüssel 1 ein, durch den das zu beschichtende Metallband 3 geführt ist. Das Metallband 3 taucht in das Metallbad bzw. Beschichtungsbad 2 ein, wird von der Umlenkrolle 7 umgelenkt und tritt bei 8 aus dem Metallbad aus. Oberhalb der Austrittsstelle sind Abstreifdüsen 9 angeordnet. In dem Ofenrüssel 1 befindet sich oberhalb des Metallbades eine Trenngasschicht bspw. Argon 4 als Trenngas zwischen der Oberfläche des Metallbades 2 und dem üblicherweise verwendeten Gasgemisch 5, bestehend aus Stickstoff und Wasserstoff. Mit dem Einsatz eines Trenngases wird die Zinksublimation bei der kontinuierlichen Schmelztauchveredelung zumindest weitgehend reduziert bis hin zur Vermeidung der Zinksublimation.The invention is in a 1 shown schematically. It can be seen from the drawing that one of the gases mentioned above, for example argon, is used in such a way that, during normal operation, no large amounts of gas are injected into the furnace trunk 1 required are. In the in the container 6 located metal bath 2 the furnace trunk dips diagonally 1 through which the metal to be coated tape 3 is led. The metal band 3 dips into the metal bath or coating bath 2 one is from the pulley 7 deflected and exits the metal bath at 8. Scraper nozzles are located above the exit point 9 arranged. In the oven trunk 1 there is a separating gas layer above the metal bath, for example argon 4 as a separation gas between the surface of the metal bath 2 and the gas mixture commonly used 5 consisting of nitrogen and hydrogen. With the use of a separating gas, the zinc sublimation in the continuous hot-dip coating process is at least largely reduced up to the avoidance of the zinc sublimation.

Claims (4)

Verfahren zur Unterdrückung der Zinkverdampfung beim Schmelztauchbeschichten eines Stahlbandes mit Zink oder Zinklegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass sich oberhalb des Metallbades ein Gas oder ein Gasgemisch als Trenngas befindet, das eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Eigenschaft beinhaltet, Turbulenzen des Gases bzw. Gasgemisches über der Oberfläche des Metallbades zu reduzieren bzw. zu unterbinden.Process for suppressing zinc evaporation during hot dip coating of a steel strip with zinc or zinc alloys, characterized in that there is a gas or a gas mixture as separation gas above the metal bath, which has poor thermal conductivity and contains the property of turbulence of the gas or gas mixture above the surface to reduce or prevent the metal bath. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Trenngasschicht sich eine Wasserstoff-/Stickstoffatmosphäre befindet.A method according to claim 1, characterized in that above there is a hydrogen / nitrogen atmosphere in the separation gas layer. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trenngas Argon verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that argon is used as separation gas. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trenngas Butan, Krypton, Propan, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Xenon, Azetylen, Arsin, Bortrichlorid, Bortrifluorid, Buten, Dichlorsilan, Disilan, Ethylenoxid, Tetrafluormethan, Monochlordifluormethan, Trif luormethan, Hexafluorethan, Tetrafluorethen, Isobutan, Stickstoffdioxid, Stickstofftrifluorid, Stickstoffoxid, Phoshpin, Propylen, Silan, Siliziumtetrafluorid, Siliziumtetrachlorid, Schwefelhexafluorid, Schwefeltetrafluorid, Wolframhexafluorid oder eine beliebige Zusammensetzung der genannten Gase zu einem Gasgemisch mit oder ohne Argon verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that as separation gas butane, krypton, propane, sulfur dioxide, hydrogen sulfide, Xenon, acetylene, arsine, boron trichloride, boron trifluoride, butene, dichlorosilane, Disilane, ethylene oxide, tetrafluoromethane, monochlorodifluoromethane, Trifluoromethane, hexafluoroethane, tetrafluoroethene, isobutane, nitrogen dioxide, Nitrogen trifluoride, nitrogen oxide, phoshpin, propylene, silane, Silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride, sulfur hexafluoride, Sulfur tetrafluoride, tungsten hexafluoride or any composition of the mentioned gases to a gas mixture with or without argon used becomes.
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