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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines feuermetallisierten Bandmetalls. Genauer bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines feuermetallisierten
Bandmetalls, das eine Beschichtungschicht einer gleichmäßigen Dicke
besitzt, indem die Vibration des Bandmetalls, welches aus einem
Feuermetallisierungsbad gehoben wird, und sich vertikal bei einer ungefähr konstant
bleibenden Geschwindigkeit bewegt, reduziert wird.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Allgemein
wird Feuerverzinken an Oberflächen
eines Bandstahls bzw. Stahlbands unter Verwendung eines kontinuierlichen
Feuerverzinkungsapparats (auch als Anlage bezeichnet), wie im folgenden
beschrieben, angewendet.
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Zuerst
wird, wie in 2 gezeigt,
ein Stahlband 1 als zu beschichtendes Material in ein Feuerverzinkungsbad 2 eingebracht;
die Bewegungsrichtung des Stahlbands 1 wird durch eine
Senkwalze 3, die im Verzinkungsbad 2 angebracht
ist, nach oben umgelenkt; die Krümmung
des Stahlbands 1 wird durch ein Paar oberer und unterer
Trägerwalzen 4,
die im Verzinkungsbad 2 so angeordnet sind, dass sie beide
Oberflächen des
Stahlbands 1 einspannen, korrigiert, und dann wird das
Stahlband 1 vertikal aus dem Feuerverzinkungsbad 2 gehoben.
Während
dieser Zeit wird Zinkschmelze auf den Oberflächen des Stahlbands 1 abgelagert. Ein
Gas 6 (als Abstreifgas bezeichnet) wird auf die Oberflächen des
Stahlbands 1, auf dem das geschmolzene Zink abgelagert
wurde und welches sich nach oben bewegt, durch Düsen 5 (als Abstreifdüsen bezeichnet,
da sie das aufgetragene Metall abstreifen) geblasen, so dass die
Menge des geschmolzenen Metalls, das auf dem Stahlband abgelagert
ist, auf eine erwünschte
Menge eingestellt wird (so dass das geschmolzene Metall gleichmäßig auf
der ganzen Oberfläche
des Stahlbands 1 abgelagert werden kann). Ein Paar Berührungswalzen 7,
die ähnlich
wie die Trägerwalzen 4 die
Oberflächen
des Stahlbands 1 einspannen, sind über den Abstreifdüsen 5 angeordnet,
um die Bewegung des Stahlbands 1 zu stabilisieren. Das
Stahlband 1, welches durch die Berührungswalzen 7 hindurchpassiert
ist, kann einer Legierungsbehandlung unterzogen werden, indem es
durch einen Legierungsofen 8, der über den Berührungswalzen 7 angebracht
ist, bewegt wird, so dass die Beschichtungsschicht desselben, wenn
nötig,
legiert wird.
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Im übrigen ist
es vor kurzer Zeit sehr wichtig geworden, mit hoher Geschwindigkeit
ein feuerverzinktes Stahlband stabil herzustellen, welches ein niedriges
Beschichtungsgewicht (als leichte Beschichtung bezeichnet) besitzt.
In Übereinstimmung
mit dem erniedrigten Beschichtungsgewicht wurde eine Technologie
zur Herstellung eines feuerverzinkten Stahlbands, während die
Vibration desselben, die aufgrund eines vergrößerten Drucks des Abstreifgases 6 und ähnlichem
entsteht, verhindert wird, benötigt.
Dies liegt daran, dass das Beschichtungsgewicht der auf den Oberflächen des
Stahlbands abgelagerte Zinkschmelze durch eine Vergrößerung der
Vibration des Stahlbands stark variiert und sich die Qualität eines
Produkts dadurch verschlechtert.
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Gewöhnlich wird,
wenn das feuermetallisierte Bandmetall 1, welches ein besonders
niedriges Beschichtungsgewicht (das Beschichtungsgewicht pro eine
Seite ist 45 g/m2 oder weniger) besitzt,
mit hoher Geschwindigkeit hergestellt wird, das Stahlband 1 an
der Position, an der die Abstreifdüsen angeordnet sind, in einer
zu dessen Oberflächen
vertikalen Richtung in einer Gesamtvibrationsamplitude von 1–2 mm die
ganze Zeit vibriert.
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Da
das Abstreifen, wenn diese Vibration stattfindet, nicht glatt durchgeführt werden
kann, ist zur Zeit die Standardabweichung σ der Abweichung der Beschichtungsgewichte
auf den Oberflächen
eines Stahlbands auf einen großen
Wert von 2–4
g/m2 (σ =
2–4 g/m2) in Bezug zu dem Beschichtungsgewicht pro
eine Seite von 45 g/m2 festgesetzt. Da es
jedoch gewöhnlicherweise
von den Kunden gefordert wird, die untere Grenze des Beschichtungsgewichts
zu garantieren, wird, wenn die Garantie für die untere Grenze eingehalten wird,
Zinkschmelze übermäßig abgelagert.
Das bedeutet, dass eine große
Menge Zink aus Sicht der Hersteller verschwenderisch verbraucht
wird.
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Wenn
ein feuerverzinktes Stahlband hergestellt wird, führt die
große
Abweichung des Beschichtungsgewichts direkt zu der Abweichung des
Beschichtungsgewichts der Feuerverzinkung. Wenn das Stahlband 1 hergestellt
wird, bröckelt
die Beschichtung daher oft in pulvriger Form (als Pulverbildung
bezeichnet) von einem Teil des Stahlbands 1, an dem Zink
dick abgelagert ist, unerwünscht
ab; überdies
ist es wahrscheinlich, dass ein Defekt, wie ungleichmäßiges Legieren
und ähnliches,
bei der Herstellung des Stahlbands 1 auftritt.
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Technologien
zur Verhinderung der Vibration wurden energisch entwickelt, und
viele von ihnen wurden publiziert. Zum Beispiel offenbaren die veröffentlichten,
ungeprüften,
japanischen Patentanmeldungen Nr. 5-320847 und 5-078806 Techno logien
zur Anordnung eines statischen Druckklotzes, wobei der Druck eines Gases,
welches zu Abstreifdüsen
mit konstantem Druck geblasen wird, aufrechtgehalten wird. Des weiteren offenbart
die veröffentlichte,
ungeprüfte,
japanische Patentanmeldung Nr. 6-322503 eine Technologie, um getrennt
Düsen zum
Blasen eines Schutzgases über
Abstreifdüsen
anzuordnen und zwischen den Schutzgas blasenden Düsen und
den Abstreifdüsen
Gasschutzplatten anzuordnen.
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Die
Technologien zur Verhinderung der Vibration eines Stahlbands mittels
des statischen Druckklotzes, oder indem ein anderes Gas geblasen
wird, sind jedoch nicht in praktischer Verwendung, da hohe Energie spezifisch
geliefert werden muss, um einen erwünschten Druck und eine erwünschte Strömungsrate
des Gases zu erzeugen, wie auch die Wirkung der Technologien, wenn
das Stahlband eine relativ große
Dicke besitzt, erniedrigt ist.
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Weiter
offenbaren die veröffentlichten,
ungeprüften,
japanischen Patentanmeldungen Nr. 52-113330, 6-179956 und 6-287736 Technologien
zur Verhinderung der Vibration eines Stahlbands unter Verwendung
magnetischer Kraft oder elektromagnetischer Kraft. Diese Technologien
sind jedoch noch nicht in praktischer Verwendung, da sie nicht nur
getrennt einen teuren Magnetkraftgenerator benötigen und die Durchführung kompliziert
wird, sondern auch die Wirkung der Technologien bei einem Stahlband
mit einer relativ großen
Dicke erniedrigt wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im
Hinblick auf die oben genannten Umstände ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Methode zur Herstellung eines feuermetallisierten
Bandmetalls, welche das Metallband mit einer stabilen Qualität durch
Erniedrigung der Abweichung des Beschichtungsgewichts des geschmolzenen
Metalls, das auf den Oberflächen
des Metallbands abgelagert werden soll, auch wenn die Verfahrenskonditionen
zur Feuermetallisierung verändert
werden, ausstatten kann, sowie die Beschichtungskosten durch Verhinderung
von übermäßigem Ablagern
des geschmolzenen Metalls stark senken kann, zu liefern.
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Um
den oben genannten Zweck zu erreichen, haben die Erfinder die Einflüsse von
Zugspannung eines sich bewegenden Metallbands, angestrebtem Beschichtungsgewicht,
Transportgeschwindigkeit des Metallbands, Druck eines Abstreifgases,
Abstand zwischen einer Berührungswalze,
die über
den Abstreifdüsen
angebracht ist, und einer Trägerwalze,
die in einem Bad angebracht ist, und ähnlichem auf die Vibration
des Metallbands an einer Gasabstreifposition in vielen Testverfahren
untersucht. Dann vervollständigten
die Erfinder die vorliegende Erfindung aufgrund eines Wissens, welches
sie durch die Analyse von Daten, die durch die Untersuchung erhalten
wurden, entdeckt haben, dass nämlich
die Vibration eines Metallbands stark reduziert werden kann, wenn
das Verfahren unter Festsetzen des Abstands zwischen der Berührungswalze
und der Trägerwalze,
die im Bad angeordnet sind, innerhalb eines bestimmten Bereichs
durchgeführt
wird.
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Das
heißt,
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zur Herstellung
eines feuermetallisierten Bandmetalls bereitgestellt, welche die
Schritte Ablagerung von geschmolzenem Metall auf den Oberflächen des
Metallbands durch kontinuierliches Eintauchen des Metallbands in
ein Feuermetallisierungsbad, Herausheben des Metallbands mit einer
konstanten Geschwindigkeit, während
es mit einem Paar oberer und unterer Trägerwalzen zum Einspannen der
Oberflächen
des Metallbands in dem Beschichtungsbad unter stützt wird, Einstellen der Beschichtungsgewichte
des geschmolzenen Metalls, das auf den Oberflächen des Metallbands abgelagert
ist, indem das geschmolzene Metall mit Gasen aus Gasabstreifdüsen, die über der Oberfläche des
Beschichtungsbads angeordnet sind, abgestreift wird, und Weiterführen des
Metallbands, während
es mit einem Paar oberer und unterer Berührungswalzen, die außerhalb
des Beschichtungsbads zum Einspannen von dessen Oberflächen angeordnet
sind, unterstützt
wird, wobei das Metallband durch Festsetzen des Abstands L zwischen
der oberen Trägerwalze,
die im Beschichtungsbad angebracht ist, und der unteren Berührungswalze,
die außerhalb
des Beschichtungsbads angebracht ist, innerhalb des Bereichs, der durch
die folgende Formel: L ≤ 0,00815 × T × W2/Vbestimmt
ist, wobei:
L: der Abstand zwischen der oberen Trägerwalze
im Beschichtungsbad und der unteren Berührungswalze außerhalb
des Beschichtungsbads (mm);
V: die Transportgeschwindigkeit
des Bandmetalls (m/min);
T: die am Bandmetall angelegte Zugspannung
(kPa), und
W: das angestrebte Beschichtungsgewicht pro eine
Seite des Bandmetalls (g/m2) ist, weitergeführt wird,
umfasst.
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Des
weiteren ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung bevorzugt,
dass das Metallband aus einem Stahlband besteht und dass die geschmolzene
Metallbeschichtungslösung
in dem Feuermetallisierungsbad eine Zinkschmelze ist. Darüber hinaus
ist es bevorzugt, dass das Metallband einer Legierungsbehandlung flussabwärts von
der oberen Berührungswalze
unterzogen wird.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird die Gesamtamplitude der Vibration
des Metallbands, welches das geschmolzene Metall auf dessen Oberflächen abgelagert
hat, an den Gasabstreifpositionen im Vergleich mit einer herkömmlichen
Gesamtamplitude der Vibration stark reduziert und Beschichtungsgewichte können glatt
und ideal angepasst werden. Im Ergebnis kann ein Metallband, welches
geschmolzenes Metall auf all seinen Oberflächen abgelagert hat, stabil
mit einem gleichmäßigen Beschichtungsgewicht
hergestellt werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, die
zeigt, wie Trägerwalzen
und Berührungswalzen
innerhalb bzw. außerhalb eines
Bads angebracht sind, und wie ein Stahlband in Vibrationen versetzt
wird;
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2 ist eine Ansicht, die
einen gewöhnlichen,
kontinuierlichen Feuerverzinkungsapparat zeigt;
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3 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen dem Abstand L zwischen einer oberen Trägerwalze
im Bad und einer unteren Berührungswalze
außerhalb
des Bads und der Gesamtamplitude der Vibration eines Stahlbands
zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen dem Druck eines Gases, der aus Gasabstreifdüsen ausgestoßen wird,
und der Gesamtamplitude der Vibration eines Stahlbands zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen der Zugspannung eines Stahlbands und der Gesamtamplitude
der Vibration desselben zeigt;
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6 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen dem Druck eines aus den Gasabstreifdüsen ausgestoßenen Gases
und des Beschichtungsgewichts pro eine Seite des Stahl bands zeigt;
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7 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen der Transportgeschwindigkeit eines Stahlbands und
dem Beschichtungsgewicht pro eine Seite desselben zeigt;
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8 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen der Gesamtamplitude der Vibration eines Stahlbands
und der Abweichung des Beschichtungsgewichts pro eine Seite desselben
zeigt;
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9 ist ein Diagramm, welches
die Abweichung des Beschichtungsgewichts bei einer herkömmlichen
Beschichtungsmethode und die bei der Methode der vorliegenden Erfindung
vergleicht;
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10 ist ein Diagramm, welches
die Metallverbrauchsmenge bei einer herkömmlichen Beschichtungsmethode
und der Methode der vorliegenden Erfindung vergleicht, und
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11 ist ein Diagramm, welches
das relative Auftreten eines aufgrund von Pulverbildung defekten Produkts
bei einer herkömmlichen
Beschichtungsmethode und das bei der Methode der vorliegenden Erfindung
vergleicht.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Die
Erfinder führten
verschiedene Testverfahren unter Verwendung des kontinuierlichen
Feuerverzinkungsapparats, wie in 2 gezeigt
und im vorhergehenden beschrieben, durch. Zu diesem Zeitpunkt sind die
Trägerwalzen 4 und
die Berührungswalzen 7 als
Paare von oberen bzw. unteren Walzen, wie in 1 und 2 gezeigt,
aufgestellt. In den Abbildungen ist jede obere Walze durch "a" und jede untere Walze durch "b" gekennzeichnet.
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Ein
Abstand L (Referenznummer 10, mm-Einheiten) wurde zwischen
einer oberen Trägerwalze 4a und einer
unteren Berührungswalze 7b parallel
zu der Passierlinie 9 des Stahlbands 1 gemessen.
Des weiteren wurde eine Gesamtamplitude der Vibration B (Referenznummer 11,
mm-Einheiten) des Stahlbands 1 durch Messen der zur Passierlinie 9 senkrechten
Abstände
zwischen den Oberflächen
des Stahlbands 1 und den vorderen Kanten der Abstreifdüsen (von
hier an einfach als Düsen
bezeichnet) 5 mit einem Entfernungsmesser gemessen.
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Zuerst
untersuchten die Erfinder den Einfluss des Abstands L zwischen der
in dem Bad angeordneten, oberen Trägerwalze 4a und der
unteren Berührungswalze 7b auf
die Gesamtvibrationsamplitude B des Stahlbands 1, wenn
die Zugspannung des Stahlbands 1 auf 14715 kPa (1,5 kgf/mm2) festgesetzt war und die Transportgeschwindigkeit
desselben auf 90 m/min festgesetzt war. Als Ergebnis wurde die in 3 gezeigte Beziehung gefunden.
Das heißt,
die Gesamtvibrationsamplitude wurde durch eine Verringerung des
Abstands L erniedrigt, wann auch immer das Beschichtungsgewicht
pro eine Seite 30 g/m2 und 45 g/m2 war. Das Verhältnis wird durch die folgende
Formel (1) dargestellt: B ∝ L ... (1).
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Des
weiteren beachteten die Erfinder den Druck p eines Abstreifgases 6 und
die Zugspannung T des Stahlbandes 1 als Faktoren, die die
Gesamtvibrationsamplitude B des Stahlbands 1 beeinflussen
und testeten diese. 4 zeigt
das Ergebnis der Messung des Drucks p und der Gesamtvibrationsamplitude
B des Stahlbands, wenn der Abstand L auf 1000 mm festgesetzt wurde
und der Abstand zwischen den vorderen Kanten der Düsen und
den Oberflächen
des Stahlbands auf 6–8 mm
festgesetzt wurde. Des weiteren zeigt 5 das Ergebnis
der Messung der Gesamtvibrationsamplitude B des Stahlbands 1,
wenn die Zugspannung T vielfältig geändert wurde.
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Aus 4 und 5 kann erkannt werden, dass die Gesamtvibrationsamplitude
B des Stahlbands 1 ungefähr proportional zu dem Gasdruck
p der Düsen
und ungefähr
umgekehrt proportional zu der Zugspannung T des Stahlbands 1 ist.
Diese Beziehung kann durch die Formel (2): B ∝ P/T
... (2)einfach
dargestellt werden.
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Des
weiteren wurde die Beziehung zwischen dem Gasdruck der Düsen, der
Transportgeschwindigkeit des Stahlbands 1 und das Beschichtungsgewicht
desselben untersucht.
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6 zeigt die Beziehung zwischen
dem Gasdruck p und dem Beschichtungsgewicht pro eine Seite des Stahlbands 1,
wenn der Abstand zwischen den vorderen Kanten der Düsen 5 und
dem Stahlband 1 auf 6–8
mm festgesetzt wurde, und die Transportgeschwindigkeit des Stahlbands 1 auf
90 m/min eingestellt und der Gasdruck p vielfältig geändert wurde. In diesem Fall
ist das Beschichtungsgewicht pro eine Seite ungefähr proportional
zum Kehrwert der Quadratwurzel des Drucks P. Im Gegensatz dazu zeigt 7 die Beziehung zwischen
der Transportgeschwindigkeit des Stahlbands 1 und dem Beschichtungsgewicht
pro eine Seite, wenn der Abstand zwischen den vorderen Kanten der
Düsen und
dem Stahlband 1 auf ungefähr 6–8 mm festgesetzt wurde, der
Druck P konstant gehalten wurde und die Transportgeschwindigkeit
vielfältig
geändert
wurde. Im Ergebnis kann erkannt werden, dass das Beschichtungsgewicht
pro eine Seite ungefähr
proportional zu der Quadratwurzel der Transportgeschwindigkeit des
Stahlbands 1 ist.
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Daher
wird die folgende Formel (3) aufgestellt, wobei das Beschichtungsgewicht
pro eine Seite durch W (g/m2) dargestellt
wird, die Transportgeschwindigkeit des Stahlbands 1 durch
V (m/min) dargestellt wird und der Gasdruck P durch P (kPa (kgf/cm2)) dargestellt wird: P ∝ V/W2 ... (3).
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Bemerken
Sie, dass das Beschichtungsgewicht pro eine Seite W mit einem Beschichtungsgewichtsmeter
gemessen wurde und den Wert des Beschichtungsgewichts pro eine Seite
des Stahlbands 1 zeigt. Des weiteren war, während die
Beziehung zwischen der Transportgeschwindigkeit des Stahlbands 1 und
der Gesamtvibrationsamplitude B desselben unter Konstanthaltung
der anderen Bedingungen im Test untersucht wurde, die Gesamtvibrationsamplitude
B des Stahlbands 1 durch die Transportgeschwindigkeit fast
vollständig unbeeinflusst.
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Daher
haben die Erfinder ermittelt, dass die folgende Formel durch Zusammenstellen
der Formeln (1), (2) und (3), welche in den vorangegangenen Tests
erhalten wurden, aufgestellt wird: B ∝ L × V/(T × W2) ... (4).
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Als
nächstes
wurde der Ausdruck L × V/(T × W2), welcher als Vibrationskoeffizient bezeichnet
wurde, zum Zusammenstellen von Testdaten verwendet.
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Die
Erfinder untersuchten danach das Verhältnis zwischen der Gesamtvibrationsamplitude
B des Stahlbands 1 und der Abweichung des Beschichtungsgewichts
(die Auswertung wurde auf der Basis der Standardabweichung σ (g/m2) des Beschichtungsgewichts durchgeführt). Herkömmlicherweise
wird die Abweichung des Beschichtungsgewichts auf beiden Seiten
ei nes Stahlbands bewertet, und der japanische Industriestandard
(JIS) setzt auch eine sogenannte "Beide-Seiten-Garantie", welche die Abweichung
aufgrund des Gesamtbeschichtungsgewichts beider Seiten des Stahlbands
bewertet, ein. Der Anmelder offenbart in der veröffentlichten, ungeprüften, japanischen
Patentanmeldung Nr. 10-306356 eine Beide-Seiten-Beschichtungstechnologie.
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Hinsichtlich
der Abweichung des Beide-Seiten-Gesamtbeschichtungsgewichts wird,
wenn das Stahlband 1 sich einer der Abstreifdüsen 5 durch
Vibration nähert,
das Beschichtungsgewicht der Seite des Stahlbands 1, welche
in der Nähe
der Düse
ist, erniedrigt, wobei das Beschichtungsgewicht der Seite desselben, die
von der Düse
entfernt ist, vergrößert wird.
Ein "Beide-Seiten-Gesamtbeschichtungsgewicht", welches durch Addieren
der Beschichtungsgewichte von beiden Seiten des Stahlbands 1 erhalten
wird, ändert
sich in vielen Fällen
jedoch nicht stark, und daher wird die Standardabweichung σ zu einem
kleinen Wert gemacht. Daher wird die "Beide-Seiten-Garantie" aus Zweckmäßigkeit
in der Technologie verwendet, und die Abweichung des Beschichtungsgewichts
muss natürlich
aufgrund des Beschichtungsgewichts pro eine Seite im Hinblick auf
Beschichtungseigenschaften, Anti-Pulverbildung-Eigenschaft und dgl.
bewertet werden. Naturgemäß fordern
Automobilhersteller in letzter Zeit "Eine-Seite-Garantie" über
die Bedingungen von JIS hinaus.
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Als
die Erfinder Beschichtungsgewichte, die zum momentanen Zeitpunkt
in ihrem Unternehmen verwendet werden, nachgeprüft haben, wurde daher ermittelt,
dass deren Standardabweichung σ etwa
2–3 g/m2 betrug. Daher beabsichtigten wir, eine
Verfahrensmethode zur Beschichtung, um eine gegenüber dem
obigen Wert geringere Standardabweichung σ, spezifisch eine Standardabweichung σ von 1,5
g/m2 oder weniger zu erhalten, aufzustellen.
Im Ergebnis haben die Er finder ermittelt, dass die Verfahrensmethode
aufgestellt werden kann, wenn die Gesamtvibrationsamplitude B eines
Stahlbands auf 0,5 mm oder weniger, ohne Rücksicht auf die Veränderung
der Verfahrensbedingungen des Beschichtens, wie in 8 gezeigt, festgesetzt ist. Als viele
Tests zur stabilen Minimierung der Gesamtvibrationsamplitude durchgeführt wurden,
wurde ermittelt, dass der Vibrationskoeffizient folgende Formel
erfüllen
soll: L × V/(T × W2) ≤ 0,00815.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Einsetzen dieser Bedingung durchgeführt. Das
heißt,
das Stahlband 1 wird mit einer oberen Grenze des Abstands
L zwischen der oberen Trägerwalze 4a und
der unteren Berührungswalze 7b,
die so festgesetzt ist, dass sie die folgende Formel erfüllt: L ≤ 0,00815 × T × W2/Vweitergeführt.
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Des
weiteren ist es noch besser, die obere Grenze so festzusetzen, dass
L ≤ 0,00612 × T × W2/V erfüllt wird.
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Beachten
Sie, dass die untere Grenze des Abstands L in der vorliegenden Erfindung
nicht besonders kritisch ist. In einem tatsächlichen Beschichtungsapparat
besitzt jedoch die obere Trägerwalze 4a gewöhnlich einen
Durchmesser von etwa 250 mmΦ,
jede Trägerwalze
eine Eintauchtiefe von etwa 150–200
mm an deren Mittelpunkt; die Höhe
jeder Abstreifdüse 5 über dem
Bad ist etwa 150–600
mm, und ein Abstand von mindestens etwa 300 mm von jeder Abstreifdüse 5 zu
der unteren Berührungswalze 7b über dem
Bad ist im Hinblick auf die Beschaffenheit des Beschichtungsapparats
notwendig. Im Ergebnis ist in der Praxis eine untere Grenze des
Abstands L von etwa 600 mm zu erwarten.
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Des
weiteren ist es zu bevorzugen, die Berührungswalze 7b zu
bewegen, um den Abstand L tatsächlich
zu verändern.
Dies liegt daran, dass es im Hinblick auf die Beschaffenheit des
Beschichtungsapparats einfacher ist, die untere Berührungswalze 7b zu
bewegen, als die obere Trägerwalze 4a,
die im Bad angeordnet ist, zu bewegen.
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Beispiel
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Ein
kaltgewalztes Stahlband 1, mit einer Dicke von 0,65–0,90 mm,
wurde durch den in 2 gezeigten,
kontinuierlichen Feuerverzinkungsapparat verzinkt.
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In
diesem Fall wurde das Verfahren unter Verwendung einer Herstellungsmethode
eines feuermetallisierten Bandmetalls entsprechend der vorliegenden
Erfindung, dem eine Einschränkung
hinsichtlich Festsetzen des Abstands zwischen den oben genannten
Walzen (Beispiele der vorliegenden Erfindung) auferlegt ist, und
durch eine herkömmliche
Methode, der diesbezüglich
keine Einschränkung
auferlegt ist (Vergleichsbeispiele), durchgeführt. Das Beschichtungsgewicht
wurde im Verlauf während
des Weiterführens
des Stahlbands 1 gemessen. Die Messung wurde durch ein
Fluoreszenz-Röntgenstrahlen-Beschichtungsgewicht-Meter (nicht
gezeigt), welches über
dem sich bewegenden Stahlband 1 nach unten zeigend angebracht
ist, durchgeführt.
Entsprechend stellt die Abweichung σ der gemessenen Beschichtungsgewichte
die Abweichung desselben auf einer Seite des Stahlbands 1 dar.
Des weiteren ist der Druck eines Abstreifgases, welches unter den Bedingungen
der entsprechenden Beispiele verwendet wurde, der Wert, der an der
Seite des Stahlbands 1 gemessen wurde, wo das Beschichtungsgewicht
gemessen wurde.
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Tabelle
1 zeigt die Verfahrensbedingungen und das Ergebnis der Messungen
gemeinsam. Es ist aus Tabelle 1 offensichtlich, dass bei den Prüflingen
Nr. 1–18,
die durch die Herstellungsmethode entsprechend der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurden, die Gesamtvibrationsamplituden des
Stahlbands 1 0,5 mm oder weniger sind, da L × V/(T × W2) ≤ 80
bei diesen erfüllt
wird. Im Ergebnis wird die Abweichung σ der Beschichtungsgewichte in
allen Beispielen 1,5 g/m2 oder weniger (siehe 9). Dies deutet an, dass
sich ein Zielwert des Beschichtungsgewichts einem niedrigeren Grenzwert
in dem Verfahren stärker
annähern
kann und hierdurch der Metallverbrauch stark reduziert werden kann. 10 zeigt den Vergleich einer
Beschichtungsmetallmenge, die tatsächlich bei einem herkömmlichen
Verfahren verbraucht wird, mit der die tatsächlich in dem Verfahren entsprechend
der vorliegenden Erfindung verbraucht wird. Wenn der Verbrauch in
der herkömmlichen
Verfahrensmethode durch 100% dargestellt wird, ist der Verbrauch
bei der Verfahrensmethode der vorliegenden Erfindung etwa 90%. Dies
bedeutet, dass der Verbrauch des Beschichtungsmetalls stark reduziert
werden kann.
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Andererseits
hat das Stahlband
1 in den durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellten Prüflingen Nr. 19–29 eine
hohe Gesamtvibrationsamplitude, und die Abweichung σ der Beschichtungsgewichte
desselben ist 2,0 g/m
2 oder mehr. Tabelle
1
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Als
nächstes
wurde ein sogenanntes "feuerverzinktes
Stahlband" hergestellt,
indem ein Legierungsofen 8 über den Berührungswalzen 7 in 2 angeordnet wurde und das
Stahlband 1, auf dem Zinkschmelze abgelagert war, in dem
Legie rungsofen 8 erhitzt wurde, so dass der Fe-Gehalt der
Zinkbeschichtungsschicht des Stahlbands 1 8–13 Gew.-%
betrug. Dann wurde eine Anti-Pulverbildung-Eigenschaft, die eine
der wichtigen Qualitätsmerkmale
des Stahlbands 1 war, untersucht. Pulverbildung ist ein
Mangel, wobei eine abgelagerte Beschichtungsschicht in einem Pulverzustand
von einem Teil eines feuerverzinkten Stahlblechs abbröselt, der
sich aus der engen Kontakteigenschaft der Beschichtung während des
Pressformens desselben ableitet. Wenn dieses Phänomen während des Pressformens stattfindet,
fällt das
Beschichtungspulver zwischen eine Pressform und das Stahlblech,
und bewirkt dadurch einen Unregelmäßigkeitsmangel in dem Stahlblech.
Daher ist es erwünscht,
dass keine Pulverbildung stattfindet.
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Das
Verfahren wurde unter Beachtung der Pulvernbildung unter den Bedingungen
eines auf 45–55 g/m2 festgesetzten, angestrebten Beschichtungsgewichts
pro eine Seite, einer auf 100 m/min – 150 m/min festgesetzten Transportgeschwindigkeit
des Stahlbands 1 und einer auf 14715 kPa (1,5 kgf/mm2) – 19620
kPa (2,0 kgf/mm2) festgesetzten Zugspannung
des Stahlbands 1 durchgeführt. Tabelle 2 zeigt gemeinsam
Beispiele von Verfahrensbedingungen, die anders als die oben genannten
Verfahrensbedingungen sind, und das Ergebnis des Verfahrens. Beachten
Sie, dass die Antipulverbildungseigenschaft durch eine bekannte
Methode, wobei ein Klebeband auf die Beschichtungsschicht eines
Prüflings
eines feuerverzinkten Stahlbands unter Druck aufgebracht wird, das
Klebeband, nachdem der Prüfling
um 90° gebogen
wurde und in seinen Ursprungszustand zurückgeführt wurde, abgeschält wird
und dann die Abblätterungsmenge
der Beschichtungsschicht durch Fluoreszenz-Röntgenstrahlung gemessen wird,
beurteilt wurde. Das heißt,
die Antipulverbildungseigenschaft wird durch die mit Röntgenstrahlung
ermittelte Zählrate
von Zink, das in der abgeblätterten
Beschichtungsschicht ent halten ist, dargestellt. Gewöhnlicherweise
findet, wenn die Zahl der Punkte 1500 oder weniger ist, kein Mangel
aufgrund von Pulverbildung während
eines tatsächlichen
Druckformens statt. Wenn die Zahl der Punkte jedoch 1500 überschreitet,
findet ein Mangel aufgrund von Pulverbildung häufig statt.
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Es
wird aus Tabelle 2 ersichtlich, dass, da die Abweichung des Beschichtungsgewichts
entsprechend der Methode der vorliegenden Erfindung stark reduziert
werden kann, die Zählrate
bei einem niedrigen Wert stabil ist, wodurch das feuerverzinkte
Stahlband 1 mit hervorragender Antipulverbildungseigenschaft
stabil hergestellt werden kann. Im Gegensatz dazu wurde durch die
herkömmliche
Methode ein Produkt hergestellt, bei dem die Zählrate gewachsen ist und 1500
oder mehr in manchen Bereichen ergab, und bei dem ein Mangel aufgrund
von Pulverbildung, wenn das Produkt verarbeitet wird, wahrscheinlich
häufig
auftritt. Dies liegt daran, dass das Beschichtungsgewicht des Produkts
stark schwankt. 11 zeigt
das relative Auftreten von mangelhaften Produkten, nachdem sie druckgeformt
wurden. Aus 11 wird
ersichtlich, dass fast keine mangelhaften Produkte durch die Methode
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
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In
den vorangegangenen Beispielen wurde ein Stahlband als Metallband
verwendet und eine Zinkschmelze als Metallschmelze verwendet. Es
ist jedoch unnötig,
zu sagen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls hierauf begrenzt
ist und auch auf andere Arten von Metallbändern und Metallschmelzen außer einer Zinkschmelze
anwendbar ist. Tabelle
2
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Wie
zuvor beschrieben, kann ein Metallband, auf allen dessen Oberflächen Metallschmelze
bei einem gleichmäßigen Beschichtungsgewicht
abgelagert wurde, durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden. Im
Ergebnis ist es möglich,
sich einem niedrigeren, angestrebten Beschichtungsgewicht während eines
Beschichtungsverfahrens stärker
anzunähern,
wobei der Beschichtungsmetallverbrauch im Vergleich zu einem herkömmlichen
Verbrauch stark reduziert werden kann.
