DE2340413A1

DE2340413A1 - Kontinuierliches heisstauchgalvanisierverfahren fuer bandstahl

Info

Publication number: DE2340413A1
Application number: DE19732340413
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Fukuoka; Hiroshi Miwa
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-08-09
Publication date: 1974-02-28
Also published as: JPS4936538A; FR2195698B1; ZA735438B; AU5905273A; GB1430828A; BR7306124D0; FR2195698A1; JPS56503B2; PL92487B1

Description

Dr. F. Zurnsieln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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Kontinuierliches lieißtauchgalvanisierverf ahren für Bandstahl

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung für ein kontinuierliches Heißtauchgalvanisierverfahren für Bandstahl/ insbesondere eine Methode zum weitestgehenden Vermeiden von Schlackenbildung und zum Verhindern einer Verschlechterung des galvanisierten Films.

Es wurden verschiedene Methoder, für ein kontinuierliches Jieißtauchgalvanisierverfahren für Bandstahl vorgeschlagen, unter denen sich folgende Methoden befinden: Ariuco-Sendzimir-Verfahren/ Ständerbehandlungsverfahren, nichtcxydierende Ofenbauvei.--e und ähnliche. Allen diesen bekannten und in der Technik ausgeführten, früheren Verfahren ist gemeinsam, daß die Temperatur ues Lands bei seinem Einführen in das Zinkschmelzbad aus-

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nahmslos auf einer höheren Temperatur gehalten wurde als derjenigen des Bads. D.h., während die Badtemperatur 450 bis 460 C beträgt, wird die Temperatur des eingeführten Bands auf 460 bis 52O°C gehalten. Dies war vielleicht auf den thermischen Nutzeffekt zurückzuführen hinsichtlich des automatischen Aufrechterhaltens der Badtemperatur durch eine derartige Bandstahltemperatur. Ein weiterer, hierfür verantwortlicher Grund ist der, daß die Temperaturregelung des Bands in der Langsamkühlzone unmittelbar vor dessen Einführung in das Bad extrem schwierig ist. Wie in der Technik allgemein bekannt, besteht der Langsaruabkühlvorgang für in das Bad einzuführende Bänder üblicherweise aus der Strahlungsabkühlung oder natürlichen Abkühlung. Bei einem derartigen Vorgang ergibt es sich von selbst, daß eine Einführungstemperatur des Streifens in das Bad nur wenig auf einen optimalen Wert geregelt wird. Darüber hinaus gibt es als zugehörige Schwierigkeiten verschiedene Bandgrößen und eine sehr häufig geänderte Bandgeschwindigkeit. Bei den sich in der Weise ändernden Faktoren ist der obige Abkühlvorgang praktisch ohne Einfluß, weil das Band mit einer sehr hohen Geschwindigkeit bewegt wird. Dies ist der Grund, warum die Temperatur des langsam abgekühlten Bands, wie oben erwähnt, immer noch im höheren Bereich von 46O bis 52O°C bleibt.

Es wird bestätigt, daß die durch das Einführen des Bands in das Bad mit einer auf den höheren Bereich von 460 bis 520° verteilten Temperatur nicht außer Betracht gelassen werden kann. In diesen Bad kann z.B. eine sehr große Schlackenmenge gesehen werden. Die Schlacke nimmt schnell zu, wenn die Sandtemperatur über 475 C liegt.· Unglücklicherweise fördert die Neigung zur Verteilung im höheren Bereich von 460 bis 52O°C, wie oben erwähnt, die Erzeugung dieser Schlacke. Dies ergibt eine vergrößerte Häufigkeit für das Entfernen der Schlacke und bringt einen Produktivitätsabfall mit sich. Zweitens bringt diese Tendenz eine Verschlechterung des galvanisierten Films mit sich, die durch den Aufbau von Schlacke auf dem Film verursacht wird. Eine solche Erscheinung ist häufig zu sehen und wird nur v.enig

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vermieden. Drittens neigt die oben erwähnte Bandtemperatur dazu, die Eisen-Zink-Legierungsschicht des Bands wachsen zu lassen. Es erübrigt sich zu sagen, daß die Formbarkeit dieses galvanisierten Stahls durch das oben genannte Wachsen verschlechtert wird. Während somit viele Nachteile in der Technik aufgezeigt wurden, hat man derartige Fehler als unvermeidbare Erscheinungen hingenommen·, die das bekannte, kontinuierliche Heißtauchgalvanisierverfahren begleiten.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt zur Verhütung derartiger Fehler durch Verbessern der Grundlagen des bekannten, kontinuierlichen Ileißtauchgalvanisierverfahrens. Die Besonderheiten der vorliegenden Erfindung liegen im abschließenden, schnellen Abkühlen unmittelbar bevor ein sich bewegendes Eand in das kinksclm.elzbad eingeführt wird. D.h.,. das sich bewegende Band wird schnell unterhalb die Eadtenperatur abgekühlt, nämlich meistens auf 46O°C, vorzugsweise bei 380 bis 42O°C.

Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues, kontinuierliches heißtauchgalvanisierverfahren zu schaffen, in üein nur wenig Schlacke erzeugt wird.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Eeißtauchgalvanisierstanl mit einem unversehrten, galvanisierten FiIw zu schaffen, auf dem keine Schlacke aufgebaut wird.

Es ist ein weiteres Ziel eier vorliegenden Erfindung, einen heißtauchgalvanisierten Stahl mit guter Formbarkeit zu schaffen, bei den. nämlich kein unnötiges V/achsen der Eisen-Zink-Legierungsschicht auf dem Stahl zu erkennen ist.

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefaßt ein kontinuierliches ileißtauchgalvanisierverf ahren, bei dem die Temperatur eines sich bev.egcncien Stahlbanüs unmittelbar vor dessen Einführen in ein Zinkschh.elzbad unterhalb der Badternperatur eingeregelt wird, vorzugsweise auf 380 bis 4 2O°C, zum Vermeiden von Schlackenbildung und zui;. Verhindern einer Verschlechterung des galvanisierten Films,

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V/eitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt die einzige Figur ein Beispiel eines typischen Erhitzungskreislaufs auf der Basis der vorliegenden Erfindung. '

Ein Beispiel eines Verfahrens, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, wird durch den folgenden, schematischen Ablauf gegeben:

Vorheizen - Heizen und Durchglühen - schnelles Abkühlen langsames Abkühlen - endgültiges, schnelles Abkühlen - Heißtauchgalvanisieren.

Bei dem oben erwähnten Verfahren können die .Schritte vom Vorheizen zum langsamen Abkühlen in der üblichen, bereits erwähnten Weise durchgeführt werden. Der oben erwähnte, schematische Ablauf folgt einem nichtoxydierenden Verfahren, bei dem das Stahlband zuerst in die Vorheizzone der ununterbrochenen Reihe eintritt und auf etwa 75O°C erhitzt wird. Es tritt dann in die Heizzone ein, in der es auf etwa 800 C erhitzt wird. Das Band tritt dann in die Schnellabkühlungszone ein und wird auf etwa 52O°C abgekühlt, und tritt dann in die Langsamabkühlzone ein, in der das Band in die Mähe einer Temperatur des Zinkschmelzbads von etwa 46O°C abgekühlt wird.

Das oben erwähnte Verfahren vom Vorheizen bis zum Langsamabkühlen, d.h. ein nichtoxydierendes Verfahren, kann leicht durch ein anderes Verfahren ersetzt werden. D.h., wenn ein Ersatzverfahren das bekannte ARi¹ICO-Sendzircir-Verfahren ist, enthält es einen Oxyöationsofen, einen Reduktionsofen, einen Glühofen und eine Kühlzone, während der Erhitzungszyklus bekannte Eigenschaften auf v/eisen kann. Wenn das bekannte US-STEEL-Ver fahren angewendet werden soll, dann können das Verfahren und der Erhitzungszyklus verwendet v/erden, die dieses Verfahren kennzeichnen. Es können auch andere Systeme, etwa das Wheeling-Steel-Verfahren

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oder SELAS-STEEL-Verfahren ohne jede Änderung verwendet werden.

Gegenüber diesen Verfahren liegt die Verbesserung der vorliegenden Erfindung in der Anordnung einer Schnellabkühlzone am Ende, in der das sich bewegende Band unter die Badteraperatur abgekühlt wird, nämlich auf 300 bis 46O⁰C, vorzugsweise 380 bis 42O°C. Es wurde oben beschrieben, daß die übliche Praxis darin besteht, daß die Badtemperatur des Zinkschmelzbads ununterbrochen auf etwa 46O°C gehalten wird. Der Grund, warum die obere Temperaturgrenze des in das Bad eingeführten Bands auf etwa 460 C festgesetzt wurde, ist der, daß die Bandtemperatur oberhalb dieses Werts eine Schlackenerzeugung aufgrund einer gegenüber der Eadteiuperatur höheren Temperatur bewirkt und eine schlechte Qualität des galvanisierten Films sowie eine schlechte Formbarkeit des Stahls erzeugt. Es ist jedoch äußerst wünschenswert, das Band schließlich auf etwa 38O bis 42O°C schnell abzukühlen. Auf diese Weise sieht die vorliegende Erfindung ein beschleunigtes Abkühlen in der Schnellabkühlzone am Ende in Anschluß an die übliche Langsamabkühlzone vor, um die Temperatur des Bands ununterbrochen unterhalb die Eadtemperatur abzusenken. Beim üblichen Verfahren wird die Badtemperatur durch das eingeführte Band aufrechterhalten, dessen Temperatur stets höher als diejenige des Bads ist. Im Gegensatz hierzu wird das in das Bad gemäß der vorliegenden Erfindung eingeführte Band durch die Badtemperatur erhitzt. .Demnach benötigt das Zinkschmelzbad eine zwangsläufige Erhitzung, um dessen Temperatur auf einem gewünschten Wert zu halten. Dieser bestiiwi.t die Schnellabkühltemperatur des Bands am Ende, d.h. bestir.Jtit die untere Grenze zu 300⁰C. Wenn auf unterhalb 300°C schnellabgekühlt werden sollte, dann schreitet die Abkühlung des Zinkschnelzbads fort und vergrößert die Belastung der äußeren Heilquelle, was einen Arbeits- und Kostenverlust irit sich bringt. In iiinLlick darauf wird die untere Grenze mit 38O°C empfohlen. Sor.iit sollte die Temperatur des in das Bad eingeführten Bands auf etwa 300 bis GOO⁰C, insbesondere auf 3&0 bis 42ü°C_# einge- . regelt werden.

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Wie oben besprochen, wird die optimale Temperatur für das Stahlband in der abschließenden Schnellabkühlzone festgelegt. Es kann jede Art von Schnellabkühleinrichtung verwendet werden. Durch eigene Versuche wird bestätigt, daß diese in der Sciinellabkühlzone -verwendete Einrichtung bei jedem herkömmlicher. Vorfahren diesen Zweck ausreichend erfüllt. Hit anderen Worten, . eine Kombination eines Kühlers und eines Ventilators genügt für diesen Zweck. Vienn sich die Handgroße oder die Liniengeschwindigkeit: ändert, kann der durch den Kühler fließende Luftstrom oder die Drehzahl des Ventilators geregelt v/erden, um die Temperaturregelung des Bands zu erleichtern. Es ist natürlich möglich, durch getrenntes Vorsehen eines Anfeuchters oder dergl. eine Regelung zu erzielen. Abweichend von der oben genannten Langsamkühlzone kann die Temperaturregelung des Bands in der abschließenden Schnellkühlzone ganz sicher ausgeführt werden, und es ist ganz leicht, die Bandtemperatur vor dem Eintreten des Bands in das Bad anzuzeigen und automatisch den durch den Kühler fließenden Luftstrom, die Drehzahl des Ventilators und den öffnungswinkel des Anfeuchters weiter zu regeln. Kurz zusammengefaßt wiro die Regelung Δ J in der abschließenden Schnellkühlzone erhalten durch T_JQ - T 9(T <T ). Hierin ist die Bandtemperatur des in die abschließende Kühlzone eintretenüen Bands T__o, die Temperatur des Zinkschmelzbads T , eine optimale Temperatur des die abschließende Schnellabkühlzone verlassenden Bands T . Diese Regelung Δ J wird ohne Fehler gemäß der in der Technik üblichen Praxis erzielt.

Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung in Anwendung bei einem nichtoxydierenden Ofen. Dieses Beispiel gibt einen Ileizzyklus an, in den. die Einführungstenpera tur 4^Tc.) des Lands in das Bad 4OO°C beträgt. Gemäß diesen Zyklus beträgt die 3andter;neratur (Τ..-.) an der Lintrittsseite der abschließenden Schnellabkühlzone 460 C, während die Badtemperatur (T ) 460 C beträgt,so darß die Regelung U in der abschließenden

ο
Schnellabkühlzone 60 beträgt. Dies wird in etwa 4 Sekunden

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durch die oben genannte Kühleinrichtung bewirkt. Sogar wenn Tj₀ aus irgendeinem Grund instabil war, wird deren Regelung durch Anzeigen von T_ ganz leicht und der vorgegebene Wert von

T = 4OO°C kann ohne Fehler aufrechterhalten werden. Das Band s

tritt in das Bad mit 40O⁰C ein, durchläuft dieses Ead von 460° in etwa 5 Sekunden, wird auf etwa 450 C erhitzt und bewegt sich dann zur nächsten Stufe weiter.

Wie besprochen, wird das Stahlband ohne Fehler in einem Bereich

von 460⁰OT > 3OO°C, insbesondere von 400⁰C >T > 38O°C gehalten. s s

Somit stellt eine konstante Temperatur des Bands an der-Eintrittsseite des Zinkschmelzbads einen großen Vorteil für die vorliegende Erfindung dar. Als erstes wurde eine bemerkenswerte Abnahme der Schlacke festgestellt. Bei der herkömmlichen Technik betrug die am Boden des Bads angesammelte Schlacke. 100 bis 120 t gegenüber einer Produktionsmenge von 70.000 t. Demgegenüber war bei der vorliegenden Erfindung überraschend klein oder betrug nur 2 oder 3 t je gleicher Produktionsmenge. Es wird somit klar, warum die Schlacke zunimmt, wenn die Bandtemperatur höher wird. Der Effekt einer solch bemerkenswerten Schlackenqualität des galvanisierten Films ist wahrlich groß und es wurde kein einziger Fall von hierdurch auf dem Film erzeugten Fehlstellen gefunden. Solche Fehler auf dem Film betrugen bei der herkömmlichen Technik 7OO bis 800 t je produzierten 10.000 t. Daß dies auf Null'vernindert werden sollte, spricht beredt und klar.für die Güte des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß ein stabiler Film erzielt wird, da die Temperatur des in das Bad eingeführten Bands geringer ist als diejenige des Bads und stets konstant sowie optimal ist. Es gibt auch kein Wachsen der Eisen-Zink-Legierungsschicht auf^Iem Stahl, was eine stabile Formbarkeit des galvanisierten Stahls ergibt.

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Claims

Patentansprüche

Kontinuierliches Heißtauchgalvanisierverfahren für ein sich bewegendes Stahlband, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungstemperatur des sich bewegenden Bands in ein Zinkschmelzbad auf die Badtenperatur oder darunter eingeregelt wird, wodurch dem galvanisierten Stahl eine hervorragende Qualität gegeben v/ird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des in das Bad eingeführten Bands durch ein einem langsamen Abkühlen folgendes, abschließendes, schnelles Abkühlen erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des in das Bad eingeführten Bands im Bereich von 460 Lis 300°C, vorzugsweise 4 20 bis 30O⁰C, liegt,
4. Verfahren hach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Band unmittelbar vor der. Zinkschir.elzbad abschließend auf einen Bereich von 460 bis 300⁰C, vorzugsweise 420 bis 38O°C, schnell abgekühlt wird.

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BAD ORIGINAL