DE60217250T2 - Durchlaufglühverfahren zum Erzeugen einer verbesserten Oberflächenerscheinung - Google Patents

Durchlaufglühverfahren zum Erzeugen einer verbesserten Oberflächenerscheinung Download PDF

Info

Publication number
DE60217250T2
DE60217250T2 DE60217250T DE60217250T DE60217250T2 DE 60217250 T2 DE60217250 T2 DE 60217250T2 DE 60217250 T DE60217250 T DE 60217250T DE 60217250 T DE60217250 T DE 60217250T DE 60217250 T2 DE60217250 T2 DE 60217250T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sheet
cooling
phase
water vapor
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60217250T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60217250D1 (de
Inventor
Jean Crahay
Andre Fouarge
Vittorino Tusset
Jean-Francois Willem
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
ArcelorMittal Liege Upstream SA
Original Assignee
Cockerill Sambre SA
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cockerill Sambre SA, Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL filed Critical Cockerill Sambre SA
Application granted granted Critical
Publication of DE60217250D1 publication Critical patent/DE60217250D1/de
Publication of DE60217250T2 publication Critical patent/DE60217250T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60—Aqueous agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
    • C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

  • Gegenstand der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren, um einen Oberflächenzustand von kontrollierter Qualität bei einer Glühbehandlung im Durchlaufverfahren zu erhalten.
  • Technologischer Hintergrund und Problemstellung
  • Allgemeiner Hintergrund: Glühen im Durchlaufverfahren
  • Glühen im Durchlaufverfahren ist im Wesentlichen eine Wärmebehandlung, die bei Stahlbändern nach dem Kaltwalzen zur Anwendung kommt. Das „Stahlband" ist das Produkt der Stahlindustrie, aus dem nach dem Schneiden Bleche zur Herstellung von Autokarosserien, Gehäusen für elektrische Haushaltsgeräte usw. hergestellt werden.
  • Das Verfahren des Glühens im Durchlaufverfahren besteht darin, dass ein Stahlband durch einen Ofen läuft, in dem es einer geregelten Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt wird. Im Durchlaufglühofen läuft das Stahlband in senkrechter Richtung in einer Folge von nach oben und nach unten laufenden Teilen des Bandes durch, wobei es nacheinander die einzelnen Etappen der Behandlung durchläuft.
  • Der Ofen hat sehr große Abmessungen: die Gesamtlänge des im Ofen behandelten Bandes beträgt häufig rund einen Kilometer; die Behandlungsgeschwindigkeit (> 100 m/min) ist so eingestellt, dass jeder Teilabschnitt des Bandes in wenigen Minuten behandelt wird.
  • Die Behandlung des Bandes im Ofen umfasst im Allgemeinen die folgenden, aufeinander folgenden thermischen Etappen:
    • – Vorwärmen und Erwärmen: das Band erreicht in 2-3 Minuten eine Temperatur von 700-900°C
    • – Halten bei Höchsttemperatur für rund 1 Minute
    • – langsame Abkühlung, zum Beispiel mit kochendem Wasser
    • – schnelle Abkühlung (Abschrecken), zum Beispiel mit Wasser in flüssigem Zustand, das bei einer Temperatur zwischen 30 und 50°C, sogar 100°C, auf das Blech gespritzt wird
    • – Überalterung, die dazu dient, Bleche mit langfristig sehr stabilen mechanischen Eigenschaften herzustellen
    • – Endkühlung bis auf 60°C
  • Diese einzelnen Etappen sind für die beabsichtigte metallurgische Behandlung notwendig, nämlich Rekristallisation, Karbidausscheidung, Erreichen der Endstrukturen, nicht alternder Stahl usw.
  • Einfluss der Kühlung auf die Eigenschaften des Stahls nach dem Glühen im Durchlaufverfahren
  • Unter den einzelnen Phasen des Glühens im Durchlaufverfahren hat die langsame und anschließende schnelle Abkühlung eine besondere Bedeutung. In der Tat hängen die Endeigenschaften der mechanischen Festigkeit im Wesentlichen von zwei Faktoren ab:
    • – der chemischen Zusammensetzung der Stähle,
    • – der Abkühlgeschwindigkeit beim Glühen.
  • Nun geht derzeit die Tendenz dahin, Stahlbleche mit höherer Festigkeit zu produzieren, die speziell für die Automobilherstellung bestimmt sind, zum Beispiel um Schutzteile für den Fahrgastraum herzustellen oder eine Reduktion des Gewichts und daher des Verbrauchs zu erreichen.
  • Um dieses Ziel einer hohen Festigkeit zu erreichen, kann die Stahlindustrie folglich entweder die chemische Zusammensetzung ändern oder die Kühlgeschwindigkeit; dabei lässt sich beobachten, dass die zweite Lösung wirtschaftlicher ist, da sie es ermöglicht, eine hohe Festigkeit auf der Grundlage von Zusammensetzungen mit geringen Legierungsanteilen und daher kostengünstig zu erreichen. Dies ist zum Beispiel bei sogenannten Dualphase-, TRIP (Transformation Induced Plasticity)-Stählen usw. der Fall.
  • Verschiedene Kühlmedien kommen zum Einsatz:
    • – Kühlung durch „Kaltgas", das auf das Band gespritzt wird
    • – Kontakt mit gekühlten Walzen
    • – Kühlung durch Kontakt mit Wasser: diese Technik ermöglicht die höchsten Kühlgeschwindigkeiten (1000-1500 °C/s bei einem Band von 0,8 mm im Vergleich zu 100-150 °C/s bei der fortschrittlichsten Gaskühlung)
  • Oberflächenbehandlung durch Glühen im Durchlaufverfahren
  • Glühen im Durchlaufverfahren hat ebenfalls das Ziel, einen Oberflächenzustand herzustellen, der für spätere Anwendungen geeignet ist (Beschichtung, Lackierung...).
  • Um diesen günstigen Oberflächenzustand herzustellen,
    • – wird das Glühen zunächst in einer kontrollierten Atmosphäre in einem reduzierenden Gas, meist einer Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff, durchgeführt
    • – anschließend wird nach Abkühlung des Stahlbandes, zum Beispiel durch Wasser, in einem Bad, durch Aufspritzen oder Vernebelung, ein Beizvorgang am Ende des Glühens durchgeführt, um die durch den Kontakt zwischen Stahl und Wasser erzeugte Oxidschicht zu entfernen.
  • Bedeutung eines verbesserten Oberflächenzustandes
  • Hier muss man Durchlaufglühvorgänge mit Wasseranwendung (in welcher Form auch immer) von jenen unterscheiden, bei denen die Abkühlung durch Gas oder durch den Kontakt mit einer Kühlwalze durchgeführt wird. Die Anwendung der „Wasserlösung" ist unvermeidlich mit der Oxidation der Oberfläche verbunden und meistens mit der Anwendung eines Endbeizens. In der nachfolgenden Beschreibung beschränken wir uns ausschließlich auf den Fall des Glühens im Durchlauf verfahren mit Wasserkühlung, mit einem Gehalt an möglichen Zusätzen von unter 1%.
  • Da in diesem Fall die Oberfläche des Bandes unvermeidlich oxidiert, liegt das Ziel darin, nach der Kühlung einen Oberflächenzustand zu erreichen, der durch eine Eisenoxidbeschichtung gekennzeichnet ist, die:
    • – homogen ist, so dass die Überalterungsbehandlung auf reproduzierbare Weise durchgeführt werden kann. In der Tat kommt bei der Überalterung, die nach der Kühlung durchgeführt wird, eine Strahlungsheizung in einem Ofen zum Einsatz; jede Änderung der Oxidqualität führt folglich zu einer Änderung der Strahlungsabsorption und erschwert die Steuerung des Ofens,
    • – einfach zu beizen ist: da das Beizen meist am Ende der Behandlung vorgesehen ist, muss eine qualitativ gute Oberfläche sich einfach beizen lassen. Insbesondere neigen manche Silizium- oder Manganedelstähle dazu, eine schnelle Oxidation dieser chemischen Elemente aufzuweisen, die schwieriger zu entfernen ist als bei Eisenoxiden. Außerdem haben einige Hersteller Beizen mit organischen Säuren eingeführt, wie zum Beispiel Ameisensäure; diese organischen Säuren sind durch eine „Dissoziationskonstante" pKa gekennzeichnet, die in dem diesen Patentantrag betreffenden Fall höher als 2 ist (Wert bei 298 K); diese organischen Beizen verleihen außergewöhnliche Eigenschaften, setzen aber ein oder mehrere spezifische Oxide voraus.
    • – eine glänzende Oberfläche am Ende der Behandlung (d.h. nach dem Glühen und Beizen) aufweist,
    • – dünn ist und gut haftet, wodurch die Gefahr des „Pick-ups" an den Ofenwalzen reduziert wird. In der Tat ist es bekannt, dass bei Oxiden minderer Qualität an der Oberfläche der Bänder die Gefahr besteht, dass das Oxid sich vom Band ablöst und an manchen Walzen anhaftet, wo es zu dicken Überstärken führt, die sich ihrerseits in das Band eindrücken werden und Oberflächenmängel in der Größenordnung von 0,1 mm erzeugen kann, die derzeit sehr oft als grundlegende Mängel angesehen werden. Ein weiterer möglicher Vorteil, der mit einer dünnen und haftenden Oxidschicht verbunden ist, ist die Möglichkeit, das Band in manchen Fällen nicht zu beizen, wenn diese Haft-, Isolier- oder Absorptionseigenschaften der oxidierten Oberfläche vorteilhaft sind.
  • Stand der Technik
  • Bis heute hat man versucht, die obengenannten Ziele zu erreichen, aber diese Versuche haben sich nicht als zufriedenstellend erwiesen.
  • Zunächst wurden verschiedene Techniken vorgeschlagen, um die Erzeugung einer zu dicken Oxidschicht zu vermeiden; diese Techniken bleiben aber speziell, kostspielig und von begrenzter Wirksamkeit. Um einige davon zu erwähnen:
    • – Verwendung von entlüftetem Kühlwasser, was aufgrund der hohen Mengen, die für eine industrielle Glühstraße erforderlich sind (in der Größenordnung von 1000 m3/h), sehr schwer ist,
    • – Zufügen von Zusätzen zur Kühlflüssigkeit, mit der Problematik der chemischen Steuerung, die diese Technik aufwirft,
    • – Kühlung durch abwechselnden Gas- und Wasserstrahl
    • – Anwendung einer elektrolytischen Eisenbeschichtung vor der Durchführung des Glühvorgangs.
  • Dann mussten komplizierte Beiztechniken eingesetzt werden, um das Oxid zu entfernen und dem Band annehmbare Oberflächeneigenschaften zu verleihen. Unter diesen ausgeklügelten Techniken kann man folgende anführen:
    • – Beizen in Verbindung mit Galvanisierung
    • – Glühbehandlung in zwei Phasen, zwischen denen ein Beizvorgang stattfindet, was zu einem sehr hohen Energiebedarf führt, da man das Band heizen muss, es dann auf Beiztemperatur abkühlen muss und es schließlich erneut für das Ende der Wärmebehandlung aufheizen muss,
    • – Waschen am Ende der Behandlung, um einen besseren Oberflächenzustand zu erhalten; insbesondere das Waschen der Beizwalzen ist notwendig, da sich auf dem Band befindliche Partikel in den Wannen absetzen.
  • Ziele der Erfindung
  • Diese Erfindung will sich der Nachteile nach dem Stand der Technik entledigen.
  • Diese Erfindung hat die Aufgabe, eine dünne, regelmäßige, haftende und einfach zu beizende Oxidschicht zu erzeugen, um einen Oberflächenzustand von kontrollierter Qualität im Prozess der Durchlaufglühbehandlung herzustellen.
  • Insbesondere ist diese Erfindung für folgende Anwendungen bestimmt:
    • – bei Edelstählen oder Stählen mit hoher Festigkeit, die durch eine Glühbehandlung im Durchlaufverfahren behandelt werden
    • – beim Beizen mit einer Säure mit niedriger Dissoziationskonstante pKa, die über 2 beträgt (Wert bei 298 K).
  • Wichtigste charakteristische Elemente der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Wärmebehandlungsverfahren eines Stahlblechs im Durchlaufverfahren, vorzugsweise eine Glühbehandlung im Durchlaufverfahren, bei der das besagte Blech wenigstens einer Kühlphase unterzogen wird, die mindestens in die beiden folgenden und aufeinander folgenden Unteretappen aufgeteilt ist:
    • – zu Beginn der Kühlung, wenn das Blech noch eine hohe Temperatur zwischen 400 und 900 °C hat, vorzugsweise zwischen 600 und 900 °C, wird ein direkter Kontakt des besagten Blechs mit Wasserdampf herbeigeführt, um auf dem Blech eine erste Eisenoxidschicht FexOy von spezifizierter und kontrollierter Zusammensetzung zu erzeugen, so dass das Verhältnis zwischen dem Massengehalt an den Elementen [Fe] und [O] der mittleren Oxidzusammensetzung FexOy zwischen 3 und 3,5 beträgt, wobei die Dicke der besagten Schicht zwischen 10 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 20 und 50 nm beträgt,
    • – anschließend wird das Blech direkt Wasser in flüssigem Zustand ausgesetzt, was zur Bildung einer zweiten Eisenoxidschicht führt, die Oxide vom Typ Fe3O4 und Fe2O3 umfassen kann.
  • Vorteilhafterweise wird der Wasserdampf auf einer Temperatur zwischen 100 und 500 °C gehalten und enthält weniger als 50 ppm Sauerstoff.
  • Auf besonders vorteilhafte Weise wird die FexOy-Oxidschicht, deren Zusammensetzung kontrolliert wird, mit Präzision verändert und eingestellt, indem die Wasserdampf-Expositionszeit des Blechs variiert wird.
  • Vorzugsweise wird der Wasserdampf entweder durch einen Dampferzeuger erzeugt und mittels eines Treibgases, dessen Sauerstoffgehalt ebenfalls unter 50 ppm beträgt, oder auch ohne auf das Blech gespritzt, oder er wird fortlaufend durch den Kontakt des Blechs mit Wasser in flüssigem Zustand nahe des Verdampfungspunktes erzeugt.
  • Das im Rahmen der Erfindung verwendete Blech ist vorzugsweise ein Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit, vorzugsweise ein mehrphasiger Stahl wie „TRIP"-Stahl oder vom Typ „dual-phases".
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird Blech 4-12 Sekunden lang Wasserdampf ausgesetzt, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit des Blechs zwischen 2 und 10 m/s beträgt und die Blechstärke vorzugsweise zwischen 0,15 und 2 mm beträgt.
  • Weiterhin beträgt die maximale Kühlgeschwindigkeit des Blechs nach der Wasserdampfexposition gemäß der Erfindung zwischen 1000 und 1500 °C/s.
  • Auf vorteilhafte Weise wird das Blech nach der Kühlphase mindestens einer Überalterungsphase in einem Ofen unterzogen, wo es durch Strahlung erhitzt wird.
  • Gemäß einer weiteren Eigenschaft der Erfindung kann das Blech ohne Beizen verwendet werden, oder nach der Kühlphase mindestens einer Beizphaseunterzogen werden.
  • Auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht die Erfindung die Anwendung einer Beize mittels einer schwachen Säure, vorzugsweise einer organischen Säure mit einer Dissoziationskonstante pKa von über 2 (Wert bei 298 K).
  • Eine Vorrichtung für die Anwendung eines Durchlauf-Wärmebehandlungsverfahrens eines Stahlblechs, vorzugsweise einer Glühbehandlung im Durchlaufverfahren, umfasst Mittel, um Wasserdampf in direkten Kontakt mit dem Blech zu bringen, wenn das Blech noch bei hoher Temperatur ist, vorzugsweise zwischen 600 und 900 °C, so dass auf dem Blech eine erste Eisenoxidschicht FexOy von spezifizierter und kontrollierter Zusammensetzung erzeugt wird. Diese Vorrichtung umfasst ebenfalls Mittel, um das Blech anschließend Wasser in flüssigem Zustand auszusetzen, so dass auf der besagten ersten Oxidschicht eine zweiten Eisenoxid- oder andere Metalloxidschicht gebildet wird.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht auf vorteilhafte Weise die Herstellung einer FexOy-Schicht, deren Dicke zwischen 10 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 20 und 50 nm beträgt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Oxid kontrollierter Qualität an der Oberfläche der Stahlbänder, die durch eine Durchlauf-Glühbehandlung behandelt werden, durch Wasseranwendung beim Kühlen zu erzeugen.
  • Diese Methode unterscheidet sich vollkommen von den Methoden nach dem Stand der Technik, die darauf abzielten, die Oxidbildung zu begrenzen oder das gebildete Oxid zu entfernen. In der hier vorgeschlagenen Erfindung wird vielmehr versucht, ein Oxid zu erzeugen; dessen Qualität aber gut gesteuert wird. Es wird beabsichtigt, eine Eisenoxidschicht FexOy zu erzeugen, die durch folgende Punkte gekennzeichnet ist:
    • – Verhältnis zwischen dem Gehalt an den Elementen [Fe] und [O] der mittleren Massenzusammensetzung des FexOy-Oxids zwischen 3 und 3,5,
    • – Dicke zwischen 20 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 20 und 50 nm.
  • Um diesen Film zu erzeugen, geht man folgendermaßen vor. Zu Beginn der Kühlung, wenn das Band noch bei hoher Temperatur ist, d.h. zwischen 600 °C und 900 °C je nach Fall, wird das Band der direkten Wirkung von Wasserdampf ausgesetzt, was man übrigens nach dem Stand der Technik gerade zu vermeiden versuchte. Dieser Wasserdampf besitzt folgende Eigenschaften:
    • – Temperatur zwischen 100 und 500 °C,
    • – Sauerstoffgehalt unter 50 ppm
  • Um das durchzuführen, können zwei Techniken zur Anwendung kommen:
    • – entweder das Bespritzen mit Dampf aus einem Dampferzeuger; das Bespritzen kann mit oder ohne Treibgas stattfinden; wenn ein Treibgas verwendet wird, darf sein Sauerstoffgehalt höchstens dem vorstehend spezifizierten Gehalt entsprechen,
    • – oder die fortlaufende Erzeugung von Dampf, indem das Band in Kontakt mit Wasser kurz vor der Verdampfung gebracht wird.
  • Für jede Geschwindigkeit der Produktionsstraße kann die Dicke der Oxidschicht kontrolliert werden, indem:
    • – die Dicke der Oxidschicht durch Modellisierung bewertet wird, wobei die Bewertung auf der Farbe und der Temperatur des oxidierten Bandes auf der Grundlage von Messungen vom Typ Ellipsenmessung (basierend auf der Polarisationsrichtungsänderung) beruht,
    • – das Band dem Dampf mehr oder weniger lang ausgesetzt wird.
  • Wenn der FexOy-Film spezifizierter Zusammensetzung eine ausreichende Dicke über die ganze Fläche aufweist, ist der Kontakt mit Wasser in flüssigem Zustand möglich, da die Oxidwachstumsgeschwindigkeit viel geringer sein wird und selbst wenn sich ein anderer Oxidtyp bilden will, würde er durch:
    • – die schon gebildete Oxidschicht,
    • – die sehr kurze Verweildauer aufgrund der hohen Kühlgeschwindigkeit begrenzt.
  • Vor dem Beizen wird das Blech folglich mit einer Doppeloxidschicht beschichtet, die sich folgendermaßen zusammensetzt:
    • – aus einer unteren FexOy-Schicht, die aus der vorherigen Dampfbehandlung resultiert und daher leicht abzubeizen ist, zum Beispiel mittels einer organischen Säure mit einem pKa von über 2 (Wert bei 298 K);
    • – aus einer oberen Oxidschicht, die durch direkten Kontakt mit kochendem Wasser beim Abschrecken gebildet wird, wie zum Beispiel Fe2O3 oder Fe3O4, die schwierig abzubeizen ist.
  • Laborergebnisse und Industrietests
  • Es wurden Tests auf einer Pilotstraße bei folgenden Bedingungen durchgeführt:
    • – Bandabschnitt: 0,5 × 250 mm
    • – Bandgeschwindigkeit: ca. 1 m/s
    • – Band 1 Sekunde lang Wasserdampf ausgesetzt, dann bei einer Geschwindigkeit zwischen 1000 und 1500 °C/s gekühlt.
  • Das Beizen stellt kein Problem dar, die Endoberfläche ist glänzend. Die Nutzungseigenschaften wie zum Beispiel Eignung zum Phosphatieren sind sehr gut.
  • Bei folgenden Bedingungen wurden Industrietests durchgeführt:
    • – Bandabschnitt: 0,5-1,0 mm × 600-1200 mm
    • – Bandgeschwindigkeit: bis 4 m/s
    • – Band 4 Sekunden lang Wasserdampf ausgesetzt, dann bei einer Geschwindigkeit bis 1000 °C/s gekühlt.
  • Bei diesen Bedingungen ist das Oxid fein und regelmäßig, die Ofensteuerung ist zufriedenstellend, es findet kein „Pick-up" statt und das Beizen mit Ameisensäure, dessen Dissoziationskonstante 3,8 bei 298 K beträgt, ist einfach und erzeugt im Endergebnis eine glänzende und für spätere Behandlungen geeignete Oberfläche.

Claims (15)

  1. Wärmebehandlungsverfahren eines Stahlblechs im Durchlaufverfahren, vorzugsweise Glühbehandlung im Durchlaufverfahren, bei der das besagte Blech wenigstens einer Kühlphase unterzogen wird, die eine Unterphase umfasst, bei der das Blech direkt Wasser in flüssigem Zustand ausgesetzt wird, was zur Bildung einer Eisenoxidschicht vom Typ Fe3O4 und Fe2O3 führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Vefahren zu Beginn der Kühlung, vor der genannten Unterphase, wenn die Blechtemperatur noch zwischen 400 und 900 °C, vorzugsweise zwischen 600 und 900 °C beträgt, eine Zwischenphase umfasst, bei der ein direkter Kontakt des besagten Blechs mit Wasserdampf herbeigeführt wird, um zwischen dem Blech und der vorgenannten Oxidschicht eine Eisenoxidzwischenschicht FexOy von spezifizierter und kontrollierter Zusammensetzung zu erzeugen, so dass das Verhältnis zwischen dem Massengehalt an den Elementen [Fe] und [O] der mittleren Oxidzusammensetzung FexOy zwischen 3 und 3,5 beträgt, wobei die Dicke der besagten Schicht zwischen 10 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 20 und 50 nm beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf auf einer Temperatur zwischen 100 und 500 °C gehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf weniger als 50 ppm Sauerstoff enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die FexOy-Oxidschicht, deren Zusammensetzung kontrolliert wird, mit Präzision verändert und eingestellt wird, indem die Wasserdampf-Expositionszeit des Blechs variiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf durch einen Dampferzeuger erzeugt wird und mittels eines Treibgases oder auch ohne auf das Blech gespritzt wird, wobei das besagte Treibgas einen Sauerstoffgehalt von unter 50 ppm hat.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf fortlaufend durch den Kontakt des heißen Blechs mit Wasser in flüssigem Zustand nahe des Verdampfungspunktes erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech dem Wasserdampf während einer Dauer von 4-12 Sekunden ausgesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech aus Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit besteht, vorzugsweise aus einem mehrphasigen Stahl wie „TRIP"-Stahl oder vom Typ „dual-phases".
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufgeschwindigkeit des Blechs zwischen 2 und 10 m/s beträgt.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstärke vorzugsweise zwischen 0,15 und 2 mm beträgt.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Kühlgeschwindigkeit des Blechs nach der Wasserdampfexposition zwischen 1000 und 1500 °C/s beträgt.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech nach der Kühlphase mindestens einer Überalterungsphase in einem Ofen unterzogen wird, wo es durch Strahlung erhitzt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech verwendet wird, ohne gebeizt zu werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech nach der Kühlphase mindestens einer Beizphase unterzogen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Beizen mittels einer schwachen Säure, vorzugsweise einer organischen Säure mit einer Dissoziationskonstante pKa von über 2 (Wert bei 298 K) durchgeführt wird.
DE60217250T 2001-10-05 2002-07-23 Durchlaufglühverfahren zum Erzeugen einer verbesserten Oberflächenerscheinung Expired - Lifetime DE60217250T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2001/0652A BE1014417A3 (fr) 2001-10-05 2001-10-05 Procede de recuit continu pour l'obtention d'un etat de surface ameliore.
BE200100652 2001-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60217250D1 DE60217250D1 (de) 2007-02-15
DE60217250T2 true DE60217250T2 (de) 2007-05-16

Family

ID=3897113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60217250T Expired - Lifetime DE60217250T2 (de) 2001-10-05 2002-07-23 Durchlaufglühverfahren zum Erzeugen einer verbesserten Oberflächenerscheinung

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1300477B1 (de)
AT (1) ATE350499T1 (de)
BE (1) BE1014417A3 (de)
DE (1) DE60217250T2 (de)
ES (1) ES2276907T3 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7815757B2 (en) * 2005-04-12 2010-10-19 Nippon Steel Corporation Water-cooling method of steel material
GB201212251D0 (en) * 2012-07-10 2012-08-22 Kts Wire Ltd Improvements in and relating to elongate products and methods of making them
EP2878708A1 (de) * 2013-11-28 2015-06-03 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Modifizierung der Oberflächenstruktur eines Metallkörpers
CN110106324A (zh) * 2019-05-20 2019-08-09 常德力元新材料有限责任公司 一种多孔镀镍钢带的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5727926B2 (de) * 1973-11-28 1982-06-14
DE2536446C2 (de) * 1975-08-16 1985-01-10 Uranit GmbH, 5170 Jülich Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bildung einer korrosionsverhütenden, oxidischen Schutzschicht auf korrosionsempfindlichen Stählen
BE846024A (fr) * 1976-09-09 1977-03-09 Procede pour le traitement thermique continu des toles
JPH04198403A (ja) * 1990-11-29 1992-07-17 Nkk Corp 粉末焼結品のスチーム処理方法
DE19637916A1 (de) * 1996-09-17 1998-03-19 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines Walzgutes

Also Published As

Publication number Publication date
EP1300477A1 (de) 2003-04-09
BE1014417A3 (fr) 2003-10-07
ES2276907T3 (es) 2007-07-01
EP1300477B1 (de) 2007-01-03
ATE350499T1 (de) 2007-01-15
DE60217250D1 (de) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005005462T2 (de) Verfahren zur herstellung von bändern aus austenitischem rostfreiem stahl mit matter oberfläche
DE69516336T2 (de) Verfahren zur herstellung eines stahlbleches mit hoher korrosionsbeständigkeit
DE3015461C2 (de) Verfahren zum durchlaufgluehen eines kaltgewalzten niedriggehkohlten stahlbandes
DE102014116929B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines aufgestickten Verpackungsstahls, kaltgewalztes Stahlflachprodukt und Vorrichtung zum rekristallisierenden Glühen und Aufsticken eines Stahlflachprodukts
DE112009004363T5 (de) Stahlblechvergütungsvorrichtung, selbige umfassende vorrichtung zur herstellung vonbesohichtetem stahlblech und selbige einsetzendes herstellungsverfahren für besohichtetes stahlblech
DE102006054300A1 (de) Höherfester Dualphasenstahl mit ausgezeichneten Umformeigenschaften
DE69502139T2 (de) Verfahren zum Glühen und zur Entzunderung von rostfreiem Stahl
DE2601443B2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Kaltband
DE2942338A1 (de) Verfahren zur herstellung von alterungsbestaendigem kaltgewalztem stahlband
WO2006015749A1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von werkstücken aus stahl oder gusseisen
DE60217250T2 (de) Durchlaufglühverfahren zum Erzeugen einer verbesserten Oberflächenerscheinung
DE1483247C3 (de) Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines hochzugfesten Weißbleches
DE1813923A1 (de) Verfahren und Vorrichtung fuer die Herstellung von Stahlerzeugnissen fuer die Kaltverformung
DE1496708A1 (de) Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von blankgegluehten rostfreien Staehlen
DE4193387C2 (de) Verfahren zum Herstellen von nach dem Verzinken wärmebehandelten Stahlblechen
DE3033501A1 (de) Verfahren zur direkten waermebehandlung von stabdraht aus austenitischem, rostfreiem stahl
DE68926457T2 (de) Herstellungsverfahren von elektroblechen mit goss-textur, die ausgezeichnete eisenverlustwerte und hohe flussdichte haben
DE1608164B1 (de) Verwendung eines Stahles zur Herstellung von hochfestem Verpackungsband
DE1242662B (de) Verfahren zur Waermebehandlung kaltverformter Stahlbleche und -baender
DE2941850C2 (de) Kontinuierliches Verfahren zur Überalterung von heißtauchüberzogenem Stahlblech oder -band
DE102016011047A1 (de) Flexible Wärmebehandlungsanlage für metallisches Band in horizontaler Bauweise
DE19701234C1 (de) Verfahren zum Herstellen eines dünnen Stahlbleches zur Verwendung bei der Fertigung von Metallverpackungen
DE2822430C2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Schwarzblechen
DE1554943A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Verbinden von synthetischem Harz mit Metall
DE60004865T2 (de) Durchlaufverfahren zur herstellung eines stahlbandes

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition