DE112015002553T5 - Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen, umfassend: Warmwalzen, nach Schruppen, Schlichten, Kühlen, Aufwickeln sowie Reduzieren der Temperatur beim Verlassen des Ofens und Erhöhen der Walzgeschwindigkeit wird die Dicke des Zunders reduziert, während die Abkühlungsgeschwindigkeit und die Aufwickeltemperatur nach dem Walzen kontrolliert werden; Kaltwalzen, durch eine Optimierung der Prozessparameter wie Walzdruck, Zug, Verformungsrate und Anzahl der Walzvorgänge sowie durch die Verwendung einer angemessenen Walzschmierflüssigkeit wird es ermöglicht, dass der Zunder während eines Kaltwalzprozesses gemeinsam mit dem Substrat eine gute plastische Verformung erfährt, ohne Abblättern, Rollenkleben und andere Phänomene auftreten zu lassen; Reduktionsglühen: Reduktion bei 500–1000°C für 60–300 s, Zuführen eines Reduktionsgases, um eine gründliche Reduktion des Zunders zu realisieren, und Kühlen auf eine Temperatur, die das Bandeisen beim Eintreten in den Zinktopf hat; und Schmelztauchen, nach Reduktionsglühen erfolgt ein direkter Eintritt in den Zinktopf, Verweilen für einige Sekunden, um die Feuerverzinkung abzuschließen. Mit der vorliegenden Erfindung können Beizen und andere einschlägige Schritte weggelassen werden, um eine umweltfreundliche Produktion feuermetallisierter Produkte mit einem kurzen Prozess, einer hohen Effizienz und niedrigen Kosten zu realisieren.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen der feuermetallisierten Produkte, insbesondere ein warmgewalztes beizenfreies Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen.
- STAND DER TECHNIK
- Seit langem werden die kaltgewalzten feuerverzinkten Produkte dadurch produziert: die warmgewalzte Platte läuft zuerst durch eine beizende Walzeinheit läuft, um den Zunder an der Oberfläche der warmgewalzten Platte zu entfernen, dabei erfolgt eine Kaltwalzverformung auf eine angemessene Dicke, beim Schmelztauchen erfolgen zuerst eine ätzende Entfettung und dann ein Reduktionsglühen, um die Feuerverzinkung abzuschließen. Das herkömmliche Produktionsverfahren der feuerverzinkten Produkt benötigt einen langen Prozess und hat eine niedrige Produktionseffizienz, darüber hinaus bewirkt der Beizarbeitsschritt ein schwerwiegendes Problem mit der Umweltverschmutzung, was ein größtes Hindernis bezüglich der Energiesparung und des Umweltschutzes für die Eisen- und Stahlunternehmen bildet. Darüber hinaus wird eine große Menge an Eisenoxiden während des Beizprozesses entfernt, was zu einer niedrigen Produktmaterialsausbeute führt, und die Anforderung der stark ätzenden Säure an die Produktanlagen sowie die Glieder der Abfallsäurebehandlung führen zu einer Erhöhung der Herstellungs- und Wartungskosten. Aufgrund dessen streben die Dünnbandhersteller immer danach, ein beizenfreies feuerverzinktes Produkts und ein Verfahren zum Herstellen zu entwickeln, nämlich wird der Beizarbeitsschritt weggelassen, was von großer Bedeutung für die nachhaltige Entwicklung der Eisen- und Stahlunternehmen ist.
- Die Patente mit der Patentnummer
US6258186B1 undKR100905653B1 - Hinsichtlich der Forschung der Performance des Zunders an der Oberfläche der warmgewalzten Platte offenbart das
japanische Patent 06-033449 chinesischen Patente mit der Patentnummer 201010235928.X 201010298939.2 200710010183.5 201010010116.5 201010209526.2 201010189410.7 200510047958.7 - INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, hinsichtlich der Mängel des herkömmlichen Verfahren der Feuerverzinkung ein warmgewalztes beizenfreies Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen zur Verfügung zu stellen, bei dem zuerst ein Warmwalzen und ein Kaltwalzen und danach eine unmittelbare Reduktion sowie ein Feuermetallisieren durchgeführt werden, so dass das Beizen und einschlägige Arbeitsschritte weggelassen werden können, um ein umweltfreundliches Herstellen der feuermetallisierten Produkte mit einem°C kurzen Prozess, einer hohen Effizienz und niedrigen Kosten zu realisieren. Die Struktur des Zunders an der Oberfläche besteht hauptsächlich aus Fe3O4 und FeO, wobei der Zunder eine relativ kleine Dicke hat, und wobei durch das Kaltwalzen im Falle mit dem Zunder ein Feuermetallisieren und einschlägige Prozessschritte durchgeführt werden. Ein warmgewalztes beizenfreies Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen gemäß der vorliegenden Erfindung, umfassend folgende Schritte:
- – Warmwalzen mit einer Warmwalzeinheit: nach Entphosphorung der Bramme wird die Dicke des Zunders durch folgende Schritte in Reihenfolge reduziert: Schruppen mit einer Vorwalzeinheit, Schlichten mit einer Fertigwalzeinheit, Kühlen durch eine Kühlvorrichtung, Aufwickeln durch eine Aufwickelmaschine sowie Reduzieren der Temperatur beim Verlassen des Ofens und Erhöhen der Walzgeschwindigkeit, während die Abkühlungsgeschwindigkeit und die Aufwickeltemperatur nach dem Walzen kontrolliert werden, um die Struktur des Zunders an der Oberfläche der warmgewalzten Platte zu steuern, so dass die Haftfestigkeit des Zunders verbessert und die Dicke des Zunders reduziert wird;
- – Kaltwalzen mit einer Kaltwalzeinheit: durch eine Optimierung der Prozessparameter wie Walzdruck, Zug, Verformungsrate und Anzahl der Walzvorgänge sowie durch die Verwendung einer Walzschmierflüssigkeit wird es ermöglicht, dass der Zunder während eines Kaltwalzprozesses gemeinsam mit dem Substrat eine gute plastische Verformung erfährt, um eine plattenförmige, mit Zunder versehene Platte mit einer hohen Oberflächenqualität zu erhalten;
- – Reduktionsglühen mit einem Reduktionsofen: Zuführen eines Reduktionsgases und Kontrollieren der Reduktionstemperatur und -zeit, um eine gründliche Reduktion des Zunders zu realisieren, und Kühlen auf eine Temperatur, die das Bandeisen beim Eintreten in den Zinktopf hat;
- – Schmelztauchen: nach Reduktionsglühen erfolgt ein direkter Eintritt in den Zinktopf, Verweilen für einige Sekunden, um das Feuermetallisieren abzuschließen.
- Im Warmwalzschritt beträgt die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1100–1250°C, die Fertigwalztemperatur 800–900°C, die Aufwickeltemperatur 550–600°C, die Walzgeschwindigkeit 8–20 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 7–30°C/s.
- Die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1150–1200°C, die Fertigwalztemperatur 840–870°C, die Aufwickeltemperatur 550–570°C, die Walzgeschwindigkeit 14–18 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit 15–20°C/s.
- Die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1170°C oder 1200°C, die Fertigwalztemperatur 850°C oder 860°C, die Aufwickeltemperatur 550°C oder 560°C, die Walzgeschwindigkeit 17 m/s oder 18 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit 19°C/s oder 20°C/s.
- Im Warmwalzschritt beträgt die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 1,0–6 mm, wobei der Zunder an der Oberfläche der warmgewalzten Platte eine durchschnittliche Dicke von 5–10 m hat und als Hauptkomponenten Fe3O4 und FeO enthält, wobei der Gewichtsgehalt von Fe3O4 über 50% beträgt.
- Die Dicke der warmgewalzten Platte beträgt 1,5–4 mm, wobei der Gehalt von Fe3O4 über 65% beträgt.
- Im Kaltwalzschritt wird das Walzen in 1 bis 2 Vorgängen abgeschlossen, wobei in jedem Vorgang die Verformungsrate auf 1,0%–90% kontrolliert wird.
- Das Walzen wird innerhalb eines Vorgangs abgeschlossen, wobei die Verformungsrate auf 50%–80% kontrolliert wird.
- Im Kaltwalzschritt wird entionisiertes Wasser oder Palmöl als Walzemulsion verwendet, wobei die Kaltwalzreduktionsrate 1,0%–90% beträgt.
- Die Kaltwalzreduktionsrate beträgt 50%–80%.
- Im Reduktionsglühschritt beträgt die Reduktionstemperatur 500–1000°C und die Reduktionszeit 60–300 s, wobei als Reduktionsgas eine Mischung von H2 oder CO mit einem Inertgas verwendet wird, und wobei die Konzentration von H2 oder CO nicht geringer als 3% ist.
- Die Reduktionstemperatur beträgt 750–950°C, die Verweilzeit 120–300 s und die Konzentration von H2 oder CO 10%–75%.
- Die Reduktionstemperatur beträgt 800°C, 850°C oder 900°C, die Verweilzeit 180 s, 240 s oder 300 s und die Konzentration von H2 oder CO 15%, 25% oder 30%.
- Im Reduktionsglühschritt wird das nicht an der Reaktion teilnehmende H2 oder CO recycelt.
- Im Schmelztauchschritt enthält das erhaltene feuermetallisierte Produkt ein feuermetallisiertes Reinzinkprodukt, ein feuermetallisiertes Zink-Aluminium-Magnesium-Produkt, ein feuermetallisiertes Aluminium-Zink-Produkt oder ein feuermetallisiertes Aluminium-Silizium-Produkt.
- Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wird beim warmgewalzten beizenfreien Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Beizeinheit weggelassen, dadurch wird ein Verfahren mit einem kürzeren Prozess und einer hohen Effizienz realisiert, wobei die Leistung die tatsächlichen Bedürfnisse erfüllt; im Vergleich zur herkömmlichen Verzinkungstechnik wird der Zunder nicht durch Beizen entfernt, dabei werden keine beizende Medien wie Salzsäure, Schwefelsäure betroffen, dadurch wird das durch Beizen verursachte Problem mit der Umweltverschmutzung gründlich gelöst; durch die vorliegende Erfindung können feuermetallisierte Produkte mit verschiedenen Dicken und Ausführungen erhalten werden, insbesondere feuerverzinkte Produkt mit einer größeren Dicke; darüber hinaus eignen sich die erhaltenen Produkte insbesondere zu den Situationen mit keinen hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität und bestimmten Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften, wie eine Vielzahl von Baustahl, Kraftanlagenstahl, Stahl für Autobahnen und verschiedene Brückengeländer sowie Lager und Fabrik und andere Bereiche.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt eine schematische Darstellung des technologischen Prozesses von einem warmgewalzten beizenfreien Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt ein metallographisches Schliffbild des Schnitts des Zunders nach 50% Kaltwalzen der in der ersten Ausführungsform erhaltenen warmgewalzten Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt ein morphologisches Bild der Oberfläche des Zunders nach 50% Kaltwalzen der in der ersten Ausführungsform erhaltenen warmgewalzten Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. -
4 zeigt ein Abtastbild des Schnitts der in der ersten Ausführungsform erhaltenen verzinkten Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. -
5 zeigt ein Bild der Oberfläche der Beschichtung nach 180°-Biegung der in der ersten Ausführungsform erhaltenen verzinkten Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. -
6 zeigt eine Schnittabtastung der in der zweiten Ausführungsform erhaltenen galvanisierten Zink-Aluminium-Magnesium-Platte gemäß der vorliegenden Erfindung. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Im Folgenden wird die ausführliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Figuren näher erläutert, damit das vorstehende Ziel, die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlicher und leichter zu verstehen sind. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgenden ausführlichen Ausführungsformen beschränkt ist. Der Fachmann auf diesem Gebiet soll vom Gedanken der nachfolgenden Ausführungsformen ausgehend die vorliegende Erfindung verstehen, auf der Essenz der vorliegenden Erfindung basierend können verschiedene technische Fachwörter im breitesten Bereich verstanden werden. In Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche Stellen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung des technologischen Prozesses von einem warmgewalzten beizenfreien Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts durch direktes Kaltwalzen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Figur dargestellt, umfasst das Verfahren zum Herstellen der verzinkten Produkte folgende Schritte. - (1) Warmwalzen mit einer Warmwalzeinheit: nach Entphosphorung der warmgewalzten Platte
1 wird die Dicke des Zunders durch folgende Schritte in Reihenfolge reduziert: Schruppen mit einer Vorwalzeinheit2 , Schlichten mit einer Fertigwalzeinheit3 , Kühlen durch eine Kühlvorrichtung4 , Aufwickeln durch eine Aufwickelmaschine5 sowie Reduzieren der Temperatur beim Verlassen des Ofens und Erhöhen der Walzgeschwindigkeit, während die Abkühlungsgeschwindigkeit und die Aufwickeltemperatur nach dem Walzen kontrolliert werden, um die Struktur des Zunders an der Oberfläche der warmgewalzten Platte zu steuern, so dass die Haftfestigkeit des Zunders verbessert wird, um eine relativ dünne warmgewalzte Platte mit einer bestimmten Zunderstruktur zu erhalten, dadurch ist es förderlich für Erhöhen der Reduktionsgeschwindigkeit, um eine gründliche Reduktion zu gewährleisten, darüber hinaus ist es weiter förderlich für Gewährleisten, dass der Zunder des warmgewalzten Plattenbandes beim Kaltwalzen nicht abblättern wird. - (2) Kaltwalzen mit einer Kaltwalzeinheit: die warmgewalzte Platte wird gemeinsam mit dem Zunder kaltgewalzt, nach Bedarf wird sie auf eine angemessene Dicke gewalzt, während des Walzprozesses werden Walzparameter eingestellt, durch eine Optimierung der Prozessparameter wie Walzdruck, Zug, Verformungsrate und Anzahl der Walzvorgänge sowie die Verwendung einer angemessenen Walzschmierflüssigkeit wird es sichergestellt, dass der Zunder während eines Kaltwalzprozesses gemeinsam mit dem Substrat eine gute plastische Verformung erfährt, um eine plattenförmige, mit Zunder versehene Platte mit einer hohen Oberflächenqualität zu erhalten, ohne Abblättern, Rollenkleben und andere Phänomene auftreten zu lassen, um eine plattenförmige, mit Zunder versehene Platte mit einer hohen Oberflächenqualität zu erhalten.
- (3) Entfettung durch eine Entfettungswaschmaschine
6 : der während des Kaltwalzprozesses an der Oberfläche verbleibende Ölschmutz und Staub wird unter Verwendung eines alkalischen Entfettungsmittels entfernt, und dann erfolgen Spülen und Trocknen. Wenn im Kaltwalzprozess ein reines Wasser als Walzflüssigkeit verwendet wird, ist es in diesem Arbeitsschritt nicht notwendig, ein alkalisches Entfettungsmittel zu verwenden. - (4) Reduktionsglühen mit einem Reduktionsofen: Durchlaufen durch den Erwärmungsabschnitt
7 und Durchwärmungsabschnitt8 nach Eintreten in den Reduktionsofen, Zuführen eines Reduktionsgases, Reduktion für 60–300s bei 500–1000°C, unter Doppelkontrolle der Temperatur und Zeit wird eine gründliche Reduktion des Zunders realisiert, nach Durchlaufen durch den Kühlungsabschnitt9 erfolgt ein Kühlen auf eine Temperatur, die das Bandeisen beim Eintreten in den Zinktopf hat, in der Regel ungefähr 460°C. - (5) Eintreten in die Feuerverzinkungsrille
10 und Schmelztauchen: nach Reduktionsglühen erfolgt ein direkter Eintritt in die Feuerverzinkungsrille10 (nämlich Zinktopf), und Verweilen für einige Sekunden, um das Feuermetallisieren abzuschließen. - Nach mehrmaligen wiederholten Versuchen und Berechnungen wird die Temperatur beim Verlassen des Ofens im obigen Schritt (1) auf 1100–1250°C, die Fertigwalztemperatur auf 800–900°C, die Aufwickeltemperatur auf 550–600°C, die Walzgeschwindigkeit auf 8–20 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen auf 7–30°C/s kontrolliert. Bevorzugt beträgt die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1150–1200°C, die Fertigwalztemperatur 840–870°C, die Aufwickeltemperatur 550–570°C, die Walzgeschwindigkeit 14–18 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit 15–20°C/s. Bevorzugt beträgt die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1170°C oder 1200°C, die Fertigwalztemperatur 850°C oder 860°C, die Aufwickeltemperatur 550°C oder 560°C, die Walzgeschwindigkeit 17 m/s oder 18 m/s und die Abkühlungsgeschwindigkeit 19°C/s oder 20°C/s. Durch die obigen Kontrollen beträgt die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 1,0–6 mm, bevorzugt 1,5–4mm, wobei die Dicke viel kleiner als die aus dem Stand der Technik ist, und wobei der Zunder an der Oberfläche der warmgewalzten Platte eine durchschnittliche Dicke von 5–10 m hat(bei der durchschnittlichen Dicke des Zunders an der Oberfläche der warmgewalzten Platte handelt es sich darum, dass an jeder vertretenden Position der warmgewalzten Platte, wie Kopfabschnitt, Mittenabschnitt, Schwanzabschnitt und Seitenabschnitt mindestens drei Punkte genommen werden und die Summe der an jeweiligen Punkten gemessenen Dicken des Zunders durch die Gesamtanzahl der Messpunkte geteilt wird, und das erhaltene Ergebnis ist die durchschnittliche Dicke). Der Zunder enthält als Hauptkomponenten Fe3O4 und FeO, wobei der Gewichtsgehalt von Fe3O4 über 50% beträgt, bevorzugt über 65%. Dadurch hat der Zunder eine kleinere Dicke, was förderlich für die Reduktion ist, darüber hinaus besteht eine gute Haftfestigkeit, was förderlich für das Kaltwalzen gemeinsam mit dem Zunder.
- Im Schritt (2) wird entionisiertes Wasser oder Palmölmulsion als Walzemulsion verwendet, wobei die Kaltwalzreduktionsrate 1,0%–100% beträgt, bevorzugt beträgt die Kaltwalzreduktionsrate 50%–80%. Das Walzen wird in 1 bis 2 Vorgängen abgeschlossen, wobei in jedem Vorgang die Verformungsrate auf 1,0%–100% kontrolliert wird. Bevorzugt wird das Walzen wird innerhalb eines Vorgangs abgeschlossen, wobei die Verformungsrate auf 50%–80% kontrolliert wird.
- Unter Verwendung der Kaltwalzkontrolle kann es ermöglicht werden, dass der Zunder während eines Kaltwalzprozesses gemeinsam mit dem Substrat eine gute plastische Verformung erfährt, um eine plattenförmige, mit Zunder versehene Platte mit einer hohen Oberflächenqualität zu erhalten, ohne Abblättern, Rollenkleben und andere Phänomene auftreten zu lassen.
- Im Schritt (4) wird eine Mischung von H2 oder CO mit einem Inertgas als Reduktionsgas verwendet, wobei die Konzentration von H2 oder CO nicht geringer als 3% ist. Bevorzugt beträgt die Reduktionstemperatur 750–950°C, die Verweilzeit 120–300 s und die Konzentration von H2 oder CO 10%–75%. Bevorzugt beträgt die Reduktionstemperatur 800°C, 850°C oder 900°C, die Verweilzeit 180 s, 240 s oder 300 s und die Konzentration von H2 oder CO 15%, 25% oder 30%.
- Im obigen Schritt (4) wird der Zunder zu reinem Eisen reduziert, dadurch wird die Metallausbeute erhöht werden, gleichzeitig wird das Reduktionsgas H2 oder CO zu H2O oder CO2 oxydiert, dadurch wird keine Sekundärverschmutzung für die Umwelt verursacht, und das nicht an der Reaktion teilnehmende H2 oder CO kann recycelt werden.
- Im Schritt (5) enthält das erhaltene feuermetallisierte Produkt ein feuermetallisiertes Reinzinkprodukt, ein feuermetallisiertes Zink-Aluminium-Magnesium-Produkt, ein feuermetallisiertes Aluminium-Zink-Produkt, ein feuermetallisiertes Aluminium-Silizium-Produkt und andere feuermetallisierte Legierungsprodukte.
- Im Folgenden wird das beizenfreie Feuerverzinkungsverfahren zur Reduktion einer warmgewalzten Platte durch direktes Kaltwalzen im Zusammenhang mit Ausführungsformen und Figuren näher erläutert.
- Erste Ausführungsform
- Die Bramme wird auf 1200°C erwärmt, Verweilen im Ofen für 180min, die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1100°C, Entphosphorung mit Hochdruckswasser, nach Entphosphorung erfolgt ein Schruppen, Sekundärentphosphorung mit Hochdruckswasser, dann erfolgt Schlichten, Walzanfangstemperatur beim Schlichten beträgt 980°C, die Fertigwalztemperatur beträgt 870°C, die Aufwickeltemperatur 600°C, die Walzgeschwindigkeit 20m/s, die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 8°C/s, die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 3,6mm, die durchschnittliche Dicke des Zunders an der Oberfläche etwa 8 m, der Gehalt von Fe3O4 beträgt mindestens 50%. Ein Emulsion oder reines Wasser wird als Schmierstoff verwendet, ein Kaltwalzen wird für die warmgewalzte Platte gemeinsam mit dem Zunder durchgeführt, Kaltwalzen auf eine Dicke von 1,8mm, die Verformungsrate beträgt 50%, Reinigung unter Verwendung von der Lauge (wenn reines Wasser zum Schmieren beim Walzen verwendet wird, ist keine alkalische Reinigung benötigt, dabei ist nur eine Reinigung mit warmem Wasser notwendig), dann erfolgen Föhnen und Eintreten in einen Reduktionsofen, die Reduktionstemperatur beträgt 1000°C, die Zeit, die Konzentration des Wasserstoffgases 20%, Kühlen auf etwa 460°C, Eintreten in den Zinktopf, Verweilen für 3s, um ein Feuerverzinken abzuschließen, dabei wird ein feuerverzinktes Produkt mit einer Dicke von etwa 1,8 mm erhalten.
- Ein metallographisches Schliffbild des Schnitts des Zunders nach 50% Kaltwalzen der in der ersten Ausführungsform erhaltenen warmgewalzten Platte ist wie in
2 dargestellt, wobei die Dicke des Zunders wird reduziert, und der Zunder wird unkontinuierlich, aber kein deutliches Phänomen des Abblätterns des Zunders oder Einpressens ins Substrat ist vorhanden. Ein morphologisches Bild der Oberfläche des Zunders ist wie in3 dargestellt, nämlich sind die Oxide (nämlich Zunder) entlang der Walzrichtung streifenförmig verteilt, wobei eine unkontinuierliche Verteilung fängt an; ein Abtastbild des Schnitts der in der ersten Ausführungsform erhaltenen verzinkten Platte ist wie in4 dargestellt, dabei wird der Zunder im Wesentlichen gründlich reduziert, kein erheblicher Rest des Zunders ist vorhanden; ein Bild der Oberfläche der Beschichtung nach 180° Grad-Biegung der erhaltenen verzinkten Platte ist wie in5 dargestellt, dabei hat die Beschichtung eine gute Haftigkeit, kein deutliches Phänomen mit Rissen oder Abblättern der Zinkschicht ist vorhanden. Kkukdyfghxiliuh hhjvc - Zweite Ausführungsform
- Die Bramme wird auf 1230°C erwärmt, Verweilen im Ofen für Zeit 210min, die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1170°C, Entphosphorung mit Hochdruckswasser, nach Entphosphorung erfolgt ein Schruppen, Sekundärentphosphorung mit Hochdruckswasser, dann erfolgt Schlichten, Walzanfangstemperatur beim Schlichten beträgt 930°C, die Fertigwalztemperatur beträgt 850°C, die Aufwickeltemperatur 560°C, die Walzgeschwindigkeit 12m/s, die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 20°C/s, die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 3,05mm und die durchschnittliche Dicke des Zunders an der Oberfläche etwa 7 m, der Gehalt von Fe3O4 beträgt mindestens 65%. Ein Emulsion oder reines Wasser wird als Schmierstoff verwendet, ein Kaltwalzen wird für die warmgewalzte Platte gemeinsam mit dem Zunder durchgeführt, Kaltwalzen auf eine Dicke von 2,9mm, die Verformungsrate beträgt 5%, Reinigung unter Verwendung von der Lauge (wenn reines Wasser zum Schmieren beim Walzen verwendet wird, ist keine alkalische Reinigung benötigt, dabei ist nur eine Reinigung mit warmem Wasser notwendig), dann erfolgen Föhnen und Eintreten in einen Reduktionsofen, die Reduktionstemperatur beträgt 800°C, die Zeit 180s, die Konzentration des Wasserstoffgases 50%, Kühlen auf etwa 470°C, Eintreten in den Zinktopf, Verweilen für 5s, um ein Zink-Aluminium-Magnesium-Feuermetallisieren abzuschließen, dabei wird ein mit Zink-Aluminium-Magnesium feuermetallisiertes Produkt mit einer Dicke von etwa 2,90 mm erhalten. Ein Schnittabtastbild der erhaltenen galvanisierten Zink-Aluminium-Magnesium-Platte wird dargestellt, die Beschichtung ist kontinuierlich und vollständig, der Zunder wird gründlich reduziert, und die Energiespektrum-Analyse ist wie in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Energiespektrum-Analyse
Energiespektrum Nr, Datenstatistik C Fe Zn Total Energiespektrum 1 Ja 6,22 90,52 3,26 100,00 Energiespektrum 2 Ja 5,05 93,04 1,91 100,00 Mittelwert 5,64 91,78 2,58 100,00 Standardabweichung 0,83 1,78 0,95 Maximalwert 6,22 93,04 3,26 Minimalwert 5,05 90,52 1,91 - Dritte Ausführungsform
- Die Bramme wird auf 1180°C erwärmt, Verweilen im Ofen für 250min, die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1200°C, Entphosphorung mit Hochdruckswasser, nach Entphosphorung erfolgt ein Schruppen, Sekundärentphosphorung mit Hochdruckswasser, dann erfolgt Schlichten, Walzanfangstemperatur beim Schlichten beträgt 950°C, die Fertigwalztemperatur beträgt 800°C, die Aufwickeltemperatur 550°C, die Walzgeschwindigkeit 10m/s, die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 30°C/s, die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 4 mm und die durchschnittliche Dicke des Zunders an der Oberfläche etwa 5 m, der Gehalt von Fe3O4 beträgt mindestens 70%. Ein Emulsion oder reines Wasser wird als Schmierstoff verwendet, ein Kaltwalzen wird für die warmgewalzte Platte gemeinsam mit dem Zunder durchgeführt, die Verformungsrate beträgt 70%, Reinigung unter Verwendung von der Lauge (wenn Wasser verwendet wird, ist keine alkalische Reinigung benötigt), dann erfolgen Föhnen und Eintreten in einen Reduktionsofen, die Reduktionstemperatur beträgt 600°C, die Zeit 300s, die Konzentration des Wasserstoffgases 20%, Kühlen auf etwa 465°C, Eintreten in den Zinktopf, Verweilen für 3s, um ein Feuerverzinken abzuschließen, die Verzinkungsflüssigkeit hat eine Komponente von 1,2Al wt%-Zn, dabei wird ein mit Aluminium-Zink feuermetallisertes Produkt mit einer Dicke von etwa 2,9mm erhalten.
- Vierte Ausführungsform
- Die Bramme wird auf 1200°C erwärmt, Verweilen im Ofen für 200min, die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1250°C, Entphosphorung mit Hochdruckswasser, nach Entphosphorung erfolgt ein Schruppen, Sekundärentphosphorung mit Hochdruckswasser, dann erfolgt Schlichten, Walzanfangstemperatur beim Schlichten beträgt 980°C, die Fertigwalztemperatur beträgt 880°C, die Aufwickeltemperatur 570°C, die Walzgeschwindigkeit 18m/s, die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 12°C/s, die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 3,6mm und die durchschnittliche Dicke des Zunders an der Oberfläche etwa 8 m, und der Gehalt von Fe3O4 beträgt mindestens 50%. Ein Emulsion oder reines Wasser wird als Schmierstoff verwendet, ein Kaltwalzen wird für die warmgewalzte Platte gemeinsam mit dem Zunder durchgeführt, Kaltwalzen auf eine Dicke von 1,5mm, die Verformungsrate beträgt 58%, Reinigung unter Verwendung von der Lauge (wenn reines Wasser zum Schmieren beim Walzen verwendet wird, ist keine alkalische Reinigung benötigt, dabei ist nur eine Reinigung mit warmem Wasser notwendig), dann erfolgen Föhnen und Eintreten in einen Reduktionsofen, die Reduktionstemperatur beträgt 900°C, die Zeit 120s, die Konzentration des Wasserstoffgases 20%, Kühlen auf etwa 460°C, Eintreten in den Zinktopf, Verweilen für 3s, um ein Feuerverzinken abzuschließen. Die Verzinkungsflüssigkeit hat eine Komponente von 1.6Al wt%-1.6Mg-Zn%. Dabei wird ein mit Aluminium-Silizium feuermetallisiertes Produkt mit einer Dicke von etwa 1,2 mm erhalten.
- Fünfte Ausführungsform
- Die Temperatur beim Verlassen des Ofens wird beträgt 1230°C, Verweilen im Ofen für 200min, die Temperatur beim Verlassen des Ofens beträgt 1190°C, Entphosphorung mit Hochdruckswasser, nach Entphosphorung erfolgt ein Schruppen, Sekundärentphosphorung mit Hochdruckswasser, dann erfolgt Schlichten, Walzanfangstemperatur beim Schlichten beträgt 950°C, die Fertigwalztemperatur beträgt 900°C, die Aufwickeltemperatur 550°C, die Walzgeschwindigkeit 21m/s, die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 15°C/s, die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 3,6mm und die durchschnittliche Dicke des Zunders an der Oberfläche etwa 8 m, und der Gehalt von Fe3O4 beträgt mindestens über 50%. Ein Emulsion oder reines Wasser wird als Schmierstoff verwendet, ein Kaltwalzen wird für die warmgewalzte Platte gemeinsam mit dem Zunder durchgeführt, Kaltwalzen auf eine Dicke von 1,8mm, die Verformungsrate beträgt 58%, Reinigung unter Verwendung von der Lauge (wenn reines Wasser zum Schmieren beim Walzen verwendet wird, ist keine alkalische Reinigung benötigt, dabei ist nur eine Reinigung mit warmem Wasser notwendig), dann erfolgen Föhnen und Eintreten in einen Reduktionsofen, die Reduktionstemperatur beträgt 900°C, die Zeit, die Konzentration des Wasserstoffgases 20%, Kühlen auf etwa 680°C, Eintreten in den Zinktopf, Verweilen für 3s, um ein Feuerverzinken abzuschließen, die Verzinkungsflüssigkeit hat eine Komponente von 11Si wt%-Al%, dabei wird ein mit Aluminium-Silizium feuermetallisiertes Produkt mit einer Dicke von etwa 1,2 mm erhalten.
- Die Praxis beweist, dass gleich wie mit der ersten Ausführungsform, mit den Ausführungsformen 2 bis 5 ein die Erwartung erfüllendes feuermetallisiertes Produkt erhalten werden kann, dabei bestehen keine deutliche Phänomene mit Beschichtungslücke oder Abblättern der Beschichtung.
- Zusammenfassend gesagt, kontrolliert die vorliegende Erfindung über ein Einstellen des Warmwalzprozesses die Zunderstruktur an der Oberfläche der warmgewalzten Platte, um ein Kaltwalzen der mit dem Zunder gesehenen warmgewalzten Platte durchzuführen, dann wird Eisen mittels der Reaktion zwischen dem Reduktionsgas (CO oder H2) und dem Zunder generiert, um eine Feuerverzinkung schließlich durchzuführen. Im Vergleich zu herkömmlichen Feuerverzinkungsverfahren werden bei diesem Verfahren das Beizen und einschlägige Arbeitsschritte weggelassen, da die Notwendigkeit nicht besteht, durch das Beizen den Zunder zu entfernen, werden keine beizende Medien wie Salzsäure, Schwefelsäure betroffen, dadurch wird das durch Beizen verursachte Problem mit der Umweltverschmutzung gründlich gelöst; das ist ein umweltfreundliches Verfahren zum Herstellen der feuerverzinkten Produkte mit einem kurzen Prozess, einer hohen Effizienz und niedrigen Kosten.
- Mit dem warmgewalzten beizenfreien Herstellungsverfahren zum Reduktionsglühen eines feuermetallisierten Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung können feuermetallisierte Produkte mit verschiedenen Dicken und Ausführungen erhalten werden, insbesondere feuerverzinkte Produkt mit einer größeren Dicke; darüber hinaus eignen sich die erhaltenen Produkte insbesondere zu den Situationen mit keinen hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität und bestimmten Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften, wie eine Vielzahl von Baustahl, Kraftanlagenstahl, Stahl für Autobahnen und verschiedene Brückengeländer sowie Lager und Fabrik und andere Bereiche.
- Es sollte darauf hingewiesen werden, dass oben nur ausführliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschildert werden, offensichtlich ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, dabei ist eine Vielzahl von ähnlichen Varianten vorhanden. Wenn ein Fachmann auf diesem Gebiet auf der Offenbarung der vorliegenden Erfindung basierend verschiedene Varianten herleitet oder kombiniert, sollen sie als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass nach dem Lesen der Offenbarung der vorliegenden Erfindung ein Fachmann auf diesem Gebiet verschiedene Änderungen oder Modifikationen für die vorliegende Erfindung durchführen kann, und die äquivalenten Ausführungsformen sollen ebenfalls in den durch die Ansprüche definierten Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.
Claims (16)
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: – Warmwalzen mit einer Warmwalzeinheit: nach Entphosphorung der Bramme wird die Dicke des Zunders durch folgende Schritte in Reihenfolge reduziert: Schruppen mit einer Vorwalzeinheit, Schlichten mit einer Fertigwalzeinheit, Kühlen durch eine Kühlvorrichtung, Aufwickeln durch eine Aufwickelmaschine sowie Reduzieren der Temperatur beim Verlassen des Ofens und Erhöhen der Walzgeschwindigkeit, während die Abkühlungsgeschwindigkeit und die Aufwickeltemperatur nach dem Walzen kontrolliert werden, um die Struktur des Zunders an der Oberfläche der warmgewalzten Platte zu steuern, so dass die Haftfestigkeit des Zunders verbessert und die Dicke des Zunders reduziert wird; – Kaltwalzen mit einer Kaltwalzeinheit: durch eine Optimierung der Prozessparameter wie Walzdruck, Zug, Verformungsrate und Anzahl der Walzvorgänge sowie durch die Verwendung einer Walzschmierflüssigkeit wird es ermöglicht, dass der Zunder während eines Kaltwalzprozesses gemeinsam mit dem Substrat eine gute plastische Verformung erfährt, um eine plattenförmige, mit Zunder versehene Platte mit einer hohen Oberflächenqualität zu erhalten; – Reduktionsglühen mit einem Reduktionsofen: Zuführen eines Reduktionsgases und Kontrollieren der Reduktionstemperatur und -zeit, um eine gründliche Reduktion des Zunders zu realisieren, und Kühlen auf eine Temperatur, die das Bandeisen beim Eintreten in den Zinktopf hat; – Schmelztauchen: nach Reduktionsglühen erfolgt ein direkter Eintritt in den Zinktopf, Verweilen für einige Sekunden, um das Feuermetallisieren abzuschließen.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter einen Entfettungsschritt nach dem Kaltwalzschritt umfasst: in einer Entfettungswaschmaschine werden der während des Kaltwalzprozesses an der Oberfläche verbleibende Ölschmutz und Staub unter Verwendung eines alkalischen Entfettungsmittels entfernt, und dann erfolgen Spülen und Trocknen.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Warmwalzschritt die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1100–1250°C beträgt, die Fertigwalztemperatur 800–900°C beträgt, die Aufwickeltemperatur 550–600°C beträgt, die Walzgeschwindigkeit 8–20 m/s beträgt und die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Walzen 7–30°C/s beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1150–1200°C beträgt, die Fertigwalztemperatur 840–870°C beträgt, die Aufwickeltemperatur 550–570°C beträgt, die Walzgeschwindigkeit 14–18 m/s beträgt und die Abkühlungsgeschwindigkeit 15–20°C/s beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur beim Verlassen des Ofens 1170°C oder 1200°C beträgt, die Fertigwalztemperatur 850°C oder 860°C beträgt, die Aufwickeltemperatur 550°C oder 560°C beträgt, die Walzgeschwindigkeit 17 m/s oder 18 m/s beträgt und die Abkühlungsgeschwindigkeit 19°C/s oder 20°C/s beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Warmwalzschritt die Dicke der erhaltenen warmgewalzten Platte 1,0–6 mm beträgt, wobei der Zunder an der Oberfläche der warmgewalzten Platte eine durchschnittliche Dicke von 5–10 m hat und als Hauptkomponenten Fe3O4 und FeO enthält, wobei der Gewichtsgehalt von Fe3O4 über 50% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der warmgewalzten Platte 1,5–4 mm beträgt, wobei der Gehalt von Fe3O4 über 65% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaltwalzschritt das Walzen in 1 bis 2 Vorgängen abgeschlossen wird, wobei in jedem Vorgang die Verformungsrate auf 1,0%–90% kontrolliert wird.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen innerhalb eines Vorgangs abgeschlossen wird, wobei die Verformungsrate auf 50%–80% kontrolliert wird.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaltwalzschritt entionisiertes Wasser oder Palmöl als Walzemulsion verwendet wird, wobei die Kaltwalzreduktionsrate 1,0%–90% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwalzreduktionsrate 50%–80% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reduktionsglühschritt die Reduktionstemperatur 500–1000°C beträgt und die Reduktionszeit 60–300 s beträgt, und dass als Reduktionsgas eine Mischung von H2 oder CO mit einem Inertgas verwendet wird, wobei die Konzentration von H2 oder CO nicht geringer als 3% ist.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionstemperatur 750–950°C beträgt, die Verweilzeit 120–300 s beträgt und die Konzentration von H2 oder CO 10%–75% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionstemperatur 800°C, 850°C oder 900°C beträgt, die Verweilzeit 180 s, 240 s oder 300 s beträgt und die Konzentration von H2 oder CO 15%, 25% oder 30% beträgt.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Reduktionsglühschritt das nicht an der Reaktion teilnehmende H2 oder CO recycelt wird.
- Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten Produkts durch Warmwalzen ohne Beizen, direktes Kaltwalzen und Reduktionsglühen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmelztauchschritt das erhaltene feuermetallisierte Produkt ein feuermetallisiertes Reinzinkprodukt, ein feuermetallisiertes Zink-Aluminium-Magnesium-Produkt, ein feuermetallisiertes Aluminium-Zink-Produkt oder ein feuermetallisiertes Aluminium-Silizium-Produkt enthält.
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