ES2865732T3 - Procedimiento de producción de una banda de acero con revestimiento metálico - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de formación de un revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg sobre una banda de acero, incluyendo el revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg los siguientes intervalos en % en peso de los elementos Al, Zn, Si y Mg: Zn: 35 a 50 % Si: 1,2 a 2,5% Mg 1,0 a 3,0% resto Al e impurezas inevitables, incluyendo el procedimiento las etapas de sumergir la banda de acero en un baño de aleación de Al-Zn-Si-Mg fundida y formar un revestimiento de la aleación en </span>las superficies expuestas de la banda de acero y enfriar la banda revestida</span> con agua de refrigeración, acondicionar la superficie de la banda revestida en una sección de rodadura, y pasivar la superficie de la banda revestida para proporcionar resistencia al almacenamiento húmedo y a la opacificación temprana mediante el revestimiento de la banda con una solución de pasivación en una sección de pasivación, incluyendo la etapa de temple controlar el pH del agua de refrigeración para que esté en un intervalo de 5 a menos de 7 añadiendo </span>ácido al agua de refrigeración y controlando la temperatura del agua de refrigeración para que esté en</span> un intervalo de 25-80°C, e incluyendo la etapa de temple una etapa de temple de agua y (a) un bucle cerrado en el que el agua circula a través de un circuito que suministra agua a la banda revestida y recoge y enfría el agua y devuelve el agua refrigerada para enfriar la banda revestida o (b) un bucle abierto en la que el agua de refrigeración se suministra desde una torre de refrigeración a la banda revestida y se recoge y recircula a través de la torre de refrigeración.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de producción de una banda de acero con revestimiento metálico
La presente invención se refiere a la producción de una banda de acero, que tiene un revestimiento de una aleación de metal resistente a la corrosión que contiene aluminio-zinc-silicio-magnesio como los elementos principales en la aleación, y se refiere en adelante en la presente memoria como una "aleación de Al-Zn-Si-Mg" sobre esta base.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg de la presente invención comprende los intervalos siguientes en % por peso de los elementos Al, Zn, Si, y mg:
Zn: 35 a 50 %
Si: 1,2 a 2,5%
Mg 1,0 a 3,0%
Resto Al e impurezas inevitables
Se observa que la composición del revestimiento tal como está solidificado de la aleación de Al-Zn-Si-Mg puede ser diferente en cierta medida a la composición de la aleación de Al-Zn-Si-Mg utilizada para formar el revestimiento debido a factores tal como la disolución de la banda metálica en el revestimiento durante el proceso de revestimiento.
Dependiendo de la aplicación de uso final, la banda revestida con metal puede pintarse, por ejemplo con una pintura polimérica, en una o ambas superficies de la banda. A este respecto, la banda revestida con metal puede comercializarse como producto final en sí o puede tener una capa de pintura aplicada a una o ambas superficies y comercializarse como producto final pintado.
Técnica anterior
Un revestimiento de aleación de metal resistente a la corrosión que se utiliza ampliamente en Australia y en otros lugares para la construcción de productos, particularmente paredes perfiladas y láminas para techos, es un revestimiento de aleación de Al-Zn, más particularmente un revestimiento formado a partir de una aleación de Al-Zn del 55% que también comprende Si en la aleación. Las hojas perfiladas suelen fabricarse por una banda revestida de aleación de metal pintada en frío. Típicamente, las hojas perfiladas se fabrican por laminado de la banda pintada.
La adición de Mg a esta aleación conocida de Al-Zn Al 55% se ha propuesto en la bibliografía de patentes durante varios años, véase por ejemplo la Patente de los Estados Unidos 6.635.359en el nombre de Nippon Steel Corporation.
Se ha establecido que cuando se incluye Mg en un revestimiento de aleación de Al-Zn del 55%, el Mg produce ciertos efectos beneficiosos en el rendimiento del producto, como una mejor protección del filo de corte.
El documento EP 1524326, que se considera que representa la técnica anterior más cercana, desvela un procedimiento de fabricación de una banda de acero galvanizado en caliente con un revestimiento Zn-Mg-Al-Si incluyendo Zn en cantidades de 81 a 95% en peso, en el que la composición / naturaleza de óxido y el comportamiento de oxidación de la superficie revestida se controla en el segmento de refrigeración de agua del proceso, ingresando la banda de refrigeración en una etapa de temple de agua a temperaturas menores que 105 grados centígrados y se enfría hasta 30 grados centígrados.
Otros procedimientos de la técnica anterior se desvelan en el documento US 4 165 401yZaclon Inc: "Galvanizing Handbook" 1 September 1996.
El solicitante ha llevado a cabo una extensa labor de investigación y desarrollo en relación con los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg en bandas tal como las de acero. La presente invención es el resultado de una parte de este trabajo de investigación y desarrollo.
La discusión anterior no debe ser tomada como una admisión del conocimiento general común en Australia y en otros lugares.
Sumario de la invención
El trabajo de investigación y desarrollo que es relevante para la presente invención incluyó una serie de ensayos de planta en líneas de revestimiento de metal del solicitante para investigar la viabilidad de formar recubrimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg en bandas de acero en estas líneas de revestimiento de metal. Por los ensayos de planta se ha descubierto que los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg son mucho más reactivos con agua de temple utilizada para enfriar los revestimientos de aleación de metal en la banda después de que la banda revestida abandone los baños de aleación fundida en las líneas de revestimiento de metal que los revestimientos convencionales de Al-Zn. Más en particular, el solicitante ha descubierto que había una mayor disolución de los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg en agua de refrigeración que en los revestimientos convencionales de Al-Zn y que la disolución dio lugar a precipitados en agua de refrigeración que causaron un rápido deterioro de los intercambiadores térmicos del circuito de agua de refrigeración y causaron la formación de revestimientos indeseables en superficies de tanque de almacenamiento de agua de refrigeración en los circuitos de agua de temple en las líneas de revestimiento de metal. El problema de las precipitaciones es un problema de mantenimiento potencialmente grave.
Tras identificar el problema del precipitado y realizar más trabajos de investigación y desarrollo, el solicitante ha descubierto que el control del pH del agua de refrigeración y, en menor medida, el control de la temperatura del agua de refrigeración permitieron reducir el grado de formación de precipitado y permitir que los intercambiadores térmicos del agua de refrigeración se desempeñaran de manera práctica. En particular, el solicitante ha descubierto que el problema del precipitado puede resolverse suprimiendo la alcalinidad del agua de refrigeración mediante el control de pH del agua de refrigeración y, en menor medida, el control de temperatura del agua de refrigeración (funcionando a bajas temperaturas) para reducir así la corrosividad del agua de refrigeración hacia los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg.
De acuerdo con la presente invención ha sido proporcionado un procedimiento de formación de un revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg en una banda de acero para formación de una banda revestida Al-Zn-Si-Mg de acero de acuerdo con la reivindicación 1.
La etapa de temple puede incluir controlar el pH del agua de refrigeración para que sea mayor que 5,5.
La etapa de temple puede incluir controlar el pH del agua de refrigeración para que sea mayor que 6.
La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea menor que 70°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea menor que 60°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea menor que 55°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea menor que 50°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea menor que 45°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea mayor que 30°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea mayor que 35°C. La etapa de temple puede incluir controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea mayor que 40°C. La etapa de temple puede incluir controlar el pH añadiendo ácido y otras sales, tampones, agentes humectantes, tensioactivos, agentes de acoplamiento, etc.
El ácido puede ser cualquier ácido adecuado, tal como el ácido fosfórico y el ácido nítrico, a modo de ejemplo. El bucle cerrado puede incluir un tanque de almacenamiento de agua, un sistema de pulverización para suministrar agua a la banda revestida del tanque, y un intercambiador térmico para el agua de refrigeración tras haber sido pulverizada en la banda.
La etapa de temple puede incluir controlar las condiciones de funcionamiento para enfriar la banda revestida a un intervalo de temperatura de 28-55°C.
La etapa de temple puede incluir controlar las condiciones de funcionamiento para enfriar la banda revestida a un intervalo de temperatura de 30-50°C.
El procedimiento puede incluir otras etapas, incluyendo una o más de las etapas de la banda de pretratamiento para limpiar la banda antes de la etapa de revestimiento de inmersión en caliente, controlando el espesor de la banda revestida inmediatamente después de la etapa de revestimiento, rodando la banda revestida, tratar la banda revestida con una solución de pasivación y enrollar la banda revestida.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir más del 1,0 % en peso de Mg.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir más del 1,3 % en peso de Mg.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede comprender más del 1,5 % en peso de Mg.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir menos del 3 % en peso de Mg.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir más del 2,5 % en peso de Mg.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir más del 1,2 % en peso de Si.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg puede incluir menos del 2,5 % en peso de Si.
La aleación de Al-Zn-Si-Mg incluye los siguientes intervalos en % en peso de los elementos Al, Zn, Si y Mg:
Zn: 35 a 50 %
Si: 1,2 a 2,5%
Mg 1,0 a 3,0%
Resto Al e impurezas inevitables
El acero puede ser un acero de bajo carbono.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describe en forma adicional a modo de ejemplo con referencia a los dibujos acompañantes de los cuales:
La Figura 1 es un dibujo esquemático de una realización de una línea de revestimiento de metal continuo de formación de un revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg en la banda de acero de acuerdo con el procedimiento de la presente invención;
La Figura 2 es un gráfico de las concentraciones de Al y Ca en el agua de refrigeración utilizada durante el transcurso de un ensayo de planta realizado por el solicitante; y
La Figura 3 es un gráfico de las concentraciones de Mg y Zn en el agua de refrigeración utilizada durante el transcurso de un ensayo de planta realizado por el solicitante.
Descripción de realizaciones
Con referencia a la Figura 1, en uso, las bobinas de la banda de acero laminado en frío con bajo contenido de carbono se desenrollan en una estación de desenrollado 1, y las longitudes sucesivas de la banda sin enrollar se sueldan de extremo a extremo por un soldador 2 y forman una longitud continua de banda.
La banda pasa sucesivamente a través de un acumulador 3, una sección de limpieza de banda 4 y un conjunto de horno 5. El conjunto de horno 5 incluye un precalentador, un horno reductor de precalentamiento y un horno reductor.
La banda es tratada térmicamente en el conjunto de horno 5 mediante un control cuidadoso de las variables de proceso, incluyendo: (i) el perfil de temperatura en los hornos, (ii) la concentración de gas reductor en los hornos, (iii) el caudal de gas a través de los hornos, y (iv) el tiempo de residencia de la banda en los hornos (es decir, la velocidad de línea).
Las variables de proceso en el conjunto de horno 5 son controladas de manera que se eliminen los residuos de óxido de hierro de la superficie de la banda y se eliminen los aceites residuales y los finos de hierro de la superficie de la banda.
La banda tratada térmicamente se pasa a través de una boquilla de salida hacia abajo y a través de un baño fundido que contiene una aleación de Al-Zn-Si-Mg que se mantiene en un recipiente de revestimiento 6 y está revestida con una aleación de Al-Zn-Si-Mg. Típicamente, la aleación de Al-Zn-Si-Mg en el recipiente de revestimiento 6 comprende en % en peso: Zn: 30 a 60 %, Si: 0,3 a 3 %, mg: 0,3 a 10 %, y resto de Al e impurezas inevitables. El recipiente de revestimiento 6 también puede contener Ca para el control de escoria en el baño fundido. La composición de la aleación mencionada no es parte del ámbito de aplicación de las reivindicaciones adjuntas. La aleación de Al-Zn-Si-Mg se mantiene fundida en la recipiente de revestimiento a una temperatura seleccionada mediante el uso de inductores de calentamiento (no se muestra). Dentro del baño la banda pasa alrededor de un rollo de inmersión y se retira hacia arriba del baño. La velocidad de línea se selecciona para proporcionar un tiempo de inmersión seleccionado de la banda en el baño de revestimiento. Ambas superficies de la banda están revestidas con la aleación de Al-Zn-Si-Mg a medida que pasa por el baño.
Tras salir del baño de revestimiento 6 la banda pasa verticalmente a través de una estación de limpieza de gas (no se muestra) en la que sus superficies revestidas están sometidas a chorros de gas de limpieza para controlar el espesor del revestimiento.
Las superficies expuestas del revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg se oxidan a medida que la banda revestida se mueve a través de la estación de limpieza de gas y se forma una capa de óxido nativa en las superficies expuestas del revestimiento. El óxido nativo es el primer óxido que se forma en la superficie del revestimiento de aleación de metal, siendo su composición química intrínsecamente dependiente de la composición del revestimiento de aleación de metal, incluyendo el óxido de Mg, el óxido de Al, y una pequeña cantidad de óxidos de otros elementos del revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg.
La banda revestida pasa a través de una sección de enfriamiento 7 y se somete a refrigeración forzada por medio de una etapa de temple por agua. La refrigeración forzada puede incluir una etapa de temple forzado por aire (no se muestra) antes de la etapa de temple por agua. La etapa de temple por agua es, a modo de ejemplo, un bucle cerrado en el que se recoge el agua pulverizada sobre la banda revestida y luego se enfría para volver a utilizarla para enfriar la banda revestida. La sección de refrigeración 7 incluye una cámara de refrigeración de bandas revestidas 7a, un sistema de pulverización 7b que pulveriza agua sobre la superficie de la banda revestida a medida que se mueve a través de la cámara de refrigeración 7a, un tanque de enfriamiento 7c para almacenar agua que se recoge de la cámara de refrigeración 7b, y un intercambiador térmico 7d para el agua de refrigeración del depósito de agua 7c antes de transferir el agua al sistema de pulverización 7b.
De acuerdo con una realización de la presente invención (a) el pH del agua de refrigeración suministrada al sistema de pulverización 7b está controlado para que esté en un intervalo de pH 5 a menos de 7, más típicamente en un intervalo de 5,5 a menos de 7 y (b) la temperatura del agua de refrigeración suministrada al sistema de pulverización se controla para que esté en un intervalo de temperatura relativamente bajo de 30-50°C. Ambas etapas de control (a) y (b) minimizan la disolución del revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg en la banda revestida.
El control de pH y temperatura puede lograrse, a modo de ejemplo, mediante el uso de una sonda de pH y un sensor de temperatura en un tanque de rebose del tanque de temple por agua 7c y el suministro de datos de la sonda/sensor a un PLC y el cálculo de las adiciones de ácido necesarias para mantener el pH en los puntos de ajuste predeterminados para el pH y la temperatura del agua, realizándose cualquier adición de ácido y ajuste de temperatura de modo que el agua en el tanque de temple por agua 7c se controle en los puntos de ajuste para pH y temperatura. Esta no es la única opción posible para lograr el control del pH y la temperatura.
La banda revestida y refrigerada pasa a través de una sección de rodadura 8 que acondiciona la superficie de la banda revestida. Esta sección puede incluir una o más operaciones de nivelación de tensión y laminador de endurecimiento.
Después, la banda acondicionada se pasa a través de una sección de pasivación 10 y se reviste con una solución de pasivación para proporcionar a la banda un grado de resistencia a almacenamiento húmedo y opacificación temprana.
La banda revestida se enrolla posteriormente en una estación de enrollado 11.
Como se ha mencionado anteriormente, el solicitante ha realizado una amplia labor de investigación y desarrollo en relación con los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg en bandas de acero.
El trabajo de investigación y desarrollo incluyó ensayos de planta en la línea de revestimiento metálico MCL1 en las operaciones de Springhill del solicitante. Por los ensayos de planta se ha descubierto que los precipitados blancos se formaron en el sistema de enfriamiento de la línea cuando la línea estaba operando con la aleación de Al-Zn-Si-Mg como una aleación de revestimiento para la banda de acero. Significativamente, se ha descubierto que estos precipitados blancos eventualmente bloquearon el intercambiador térmico del sistema de enfriamiento. Las líneas de revestimiento de metal de Springhill son similares en términos generales a la línea mostrada en la Figura 1 e incluyen una etapa de temple de bucle cerrado en cada una de las tres líneas (MCL1, MCL2 y MCL3). Cada bucle cerrado procesa un volumen relativamente pequeño (aproximadamente 5000L) de agua. El agua de refrigeración se enfría mediante intercambiadores térmicos específicos en cada línea. Los precipitados blancos se formaron en las superficies del equipo del sistema de refrigeración y cubrieron una capa inicial de material gris. Se ha descubierto que la capa gris contenía Al(OH)3y AhO3.3H2O de operaciones de línea anteriores utilizando aleaciones convencionales de Al-Zn. Los precipitados blancos contenían Mg4Ah(OH)-M.3H2O y AhO3.3H2O. Estos oxi/hidróxidos de magnesio/aluminio también contenían compuestos de carbonato de magnesio.
Los ensayos de planta realizados por el solicitante comprendieron ensayos iniciales de plantas sobre aleaciones de Al-Zn-Si-Mg en dos grupos de composiciones de aleaciones que identificaron el problema del precipitado en primera instancia y posteriormente ensayos de planta más extensos que confirmaron el problema del precipitado y evaluaron diversas opciones para minimizar el problema. A continuación, las composiciones de aleación de Al-Zn-Si-Mg que no caen bajo los intervalos de composición de la reivindicación 1 representan el arte de fondo que es útil para entender la invención. Las aleaciones del grupo (a) incluyen los siguientes intervalos en % en peso de los elementos Al, Zn, Si y Mg: Al: 2 a 19 %, Si: 0,01 a 2 %, Mg: 1 a 10 %, y resto Zn e impurezas inevitables. Las aleaciones del grupo b) incluyen los siguientes intervalos en % en peso de los elementos Al, Zn, Si y Mg: Al: 30 a 60 %, Si: 0,3 a 3 %, mg: 0,3 a 10 %, y resto Zn e impurezas inevitables.
La siguiente descripción se centra en los ensayos de planta posteriores.
Los ensayos de planta posteriores en la línea MCL1 se llevaron a cabo mediante bandas de acero de revestimiento de inmersión en caliente con las siguientes aleaciones en baños de revestimiento: (a) una aleación conocida de Al-Zn (denominada en adelante en la presente memoria "AZ") y (b) una aleación de Al-Zn-Si-Mg (denominada en adelante en la presente memoria "AM") con las siguientes composiciones, en % en peso:
• AZ: 55Al-43Zn-1,5Si-0,45Fe-impurezas incidentales.
• AM: 53Al-43Zn-2mg-1,5Si-0,45Fe-impurezas incidentales (una aleación de grupo (b)).
Se resumen a continuación los ensayos de planta posteriores en la línea MCL1.
Sistema de enfriamiento - sin control
La primera semana de los ensayos de planta en la línea MLC1 se ejecutó con la aleación AZ (Al-Zn) y produjo la banda revestida Zincalume estándar (Marca Registrada). La línea se ejecutó de acuerdo con las condiciones de funcionamiento establecidas. En cuanto a la etapa de temple por agua en la línea, el agua de temple estaba a una temperatura de 50-60°C corriente arriba de los pulverizadores de agua. No hubo control de pH del agua de temple. Bajo estas condiciones el agua de temple se saturó con aluminio y el pH aumentó a aproximadamente 8,5 (a 60°C).
Tan pronto como se añadió Mg (y una pequeña cantidad de Ca para el control de escoria) al recipiente de revestimiento metáli
Tabla 1 - precipitado blanco de tanque de temple - aleación AM
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Una incrustación típica de Al-Zn es casi todo aluminio. En consecuencia, los datos de la Tabla 1 indican que una capa superficial rica en Mg y Ca se disuelve en el agua de temple. La proporción de Mg y Ca con respecto a Al en los depósitos de temple fue mucho mayor que en la recipiente de metal. La presencia y cantidad de carbono en la Tabla 1 también indicó que tanto Ca como Mg estaban formando carbonatos en el agua de temple. Los precipitados blancos contenían Mg4Ah(OH)-M.3H2O y AhO3.3H2O. Estos oxi/hidróxidos de magnesio/aluminio también contenían compuestos de carbonato de magnesio.
La presencia del precipitado blanco en el agua de temple hizo que el intercambiador térmico de temple se bloqueara rápidamente. Al operar con composiciones convencionales de aleación de Al-Zn, el intercambiador térmico de temple en la línea típicamente tendría una duración de 9 meses. La presencia de magnesio y calcio hizo un cambio significativo en las características de la superficie de la banda revestida y aumentó la disolución de la capa de óxido durante la etapa de temple por agua.
El solicitante consideró una serie de opciones para prevenir o minimizar la disolución del revestimiento de aleación AM Al-Zn-Si-Mg. El solicitante estableció una estrategia de supresión de la alcalinidad del agua de refrigeración mediante el control del pH del agua de refrigeración y, en menor medida, el control de la temperatura del agua de refrigeración para reducir así la corrosividad del agua de refrigeración hacia revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg. Los ensayos de planta probaron dos opciones, a saber, el control de pH y el control de la temperatura del agua de refrigeración, como se explica a continuación.
Sistema de enfriamiento - control de pH
Un ensayo de control de pH del tanque de temple con ácido fosfórico se ejecutó durante 4 días. El sistema de control se estableció para permitir un valor de iones predeterminado [OH - ] de 1,0 x 10'6 mol/L.
La Tabla 2 proporciona los valores del punto de ajuste de pH para las diferentes temperaturas del tanque de temple por agua para mantener un pH establecido.
Tabla 2 - Requisitos de pH del tanque de temple para la concentración constante de [OH-]
Figure imgf000007_0001
El pH y la concentración del ácido de dosificación fueron de 1,6 y 53,6 g/L de H3 y PO4 respectivamente. Durante el ensayo el consumo de ácido de dosificación fue bastante bajo, aproximadamente 17L/día, o menor que aproximadamente 1L/día de ácido fosfórico concentrado (85% en peso). La dosificación del tanque de temple resultó ser eficaz para controlar la formación de precipitado blanco y evitar el bloqueo del intercambiador térmico de temple. Otro resultado de la dosificación de pH fue que la sonda de pH no se taponaba.
Sistema de enfriamiento - control abaja temperatura
Al final del período de ensayo de control de pH descrito anteriormente, la temperatura del punto de ajuste para los pulverizadores del tanque de temple se redujo de 50°C a 35°C, y se suspendió la dosificación de pH. El tanque de temple se enjuagó con chorro de agua para eliminar las sales residuales del ensayo de control de pH. Este cambio causó condiciones de bandas húmedas más corriente abajo, pero también mostró que la temperatura es una variable importante para el control del tanque de temple. Durante el período de operación a baja temperatura (24 horas) no hubo aumento de la presión diferencial a través del intercambiador térmico del tanque de temple. La temperatura del tanque de temple era típicamente 15°C mayor que la temperatura de pulverización. Durante el ensayo a baja temperatura, la temperatura del tanque de temple era de 48-50°C en lugar de los 65-70°C típicos de las condiciones de temple normales de MCL1.
Tras 24 horas, el punto de ajuste se aumentó a 50°C para determinar si la temperatura es una variable crítica. La presión diferencial del intercambiador térmico de temple comenzó a aumentar inmediatamente, lo que indica la formación de precipitados en el intercambiador térmico.
Tras 10 horas, el punto de ajuste se redujo a 40°C, pero esto parecía tener poco impacto. Cuando la presión diferencial del intercambiador térmico de temple alcanzó 110 kPa, el punto de ajuste volvió a 50°C y el tanque de temple se dosificó con ácido para bajar el pH y se reactivó el control de pH. La dosificación se mantuvo durante el agotamiento del recipiente en los días finales del ensayo. El agua de temple se volvió más clara y la presión diferencial del intercambiador térmico de temple se estabilizó durante este tiempo.
Análisis de agua de temple
Se recolectaron y analizaron muestras de agua de temple durante los ensayos. Los resultados se muestran en las Figuras 2 y 3.
En las Figuras 2 y 3, los períodos 1-4 representan el control de pH (1), el control a baja temperatura (35°C) (2), el punto de ajuste del tanque de temple a 50°C (3) y el punto de ajuste del tanque de temple a 40°C, respectivamente.
Con referencia a las Figuras, tanto el aluminio como el calcio parecen seguir la misma tendencia (Figura 2). La menor temperatura del tanque de temple y dosificación de pH redujeron el nivel de estos iones en el agua de temple, con los niveles de calcio disminuyendo sustancialmente. Sin control, el nivel de Al en el agua de refrigeración es considerablemente mayor para los revestimientos de aleación de Al-Zn-Si-Mg que para los revestimientos de aleación de Al-Zn (las concentraciones típicas de Al-Zn en el agua de temple son de 4-20 mg/L). El impacto del control del pH en la concentración de magnesio se muestra en la Figura 3. Aumentó considerablemente durante el período de prueba de 4 días. El aumento de los niveles de magnesio también es evidente para las condiciones más frías del tanque de temple. Los niveles de zinc también aumentaron durante el control de pH y para el ensayo en tanque de temple más frío (35°C), pero aún estaban en niveles bajos en general.
Conclusiones
Los ensayos anteriores y otros trabajos de investigación y desarrollo del solicitante establecieron que la banda revestida de aleación de Al-Zn-Si-Mg es mucho más reactiva en el agua de refrigeración que la banda revestida de aleación de Al-Zn y conduce al rápido deterioro de los intercambiadores térmicos de temple y revestimientos de las superficies del tanque de temple, debiéndose la mayor reactividad en gran parte al magnesio y al calcio. Las temperaturas más bajas del tanque de temple y el control de pH redujeron el impacto de la disolución de magnesio y calcio en el agua de temple y permitieron que los intercambiadores térmicos de temple funcionen de manera práctica.
A modo de ejemplo, si bien la realización de la línea de revestimiento de metal mostrada en la Figura 1 incluye una sección de refrigeración de banda revestida 7 que incluye los pulverizadores de agua, la presente invención no está limitada por esto y se extiende a cualquier sistema de refrigeración de agua adecuado, tal como tanques de remojo o inmersión.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento de formación de un revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg sobre una banda de acero, incluyendo el revestimiento de aleación de Al-Zn-Si-Mg los siguientes intervalos en % en peso de los elementos Al, Zn, Si y Mg:
Zn: 35 a 50 %
Si: 1,2 a 2,5%
Mg 1,0 a 3,0%
resto Al e impurezas inevitables,
incluyendo el procedimiento las etapas de sumergir la banda de acero en un baño de aleación de Al-Zn-Si-Mg fundida y formar un revestimiento de la aleación en las superficies expuestas de la banda de acero y enfriar la banda revestida con agua de refrigeración, acondicionar la superficie de la banda revestida en una sección de rodadura, y pasivar la superficie de la banda revestida para proporcionar resistencia al almacenamiento húmedo y a la opacificación temprana mediante el revestimiento de la banda con una solución de pasivación en una sección de pasivación, incluyendo la etapa de temple controlar el pH del agua de refrigeración para que esté en un intervalo de 5 a menos de 7 añadiendo ácido al agua de refrigeración y controlando la temperatura del agua de refrigeración para que esté en un intervalo de 25-80°C, e incluyendo la etapa de temple una etapa de temple de agua y (a) un bucle cerrado en el que el agua circula a través de un circuito que suministra agua a la banda revestida y recoge y enfría el agua y devuelve el agua refrigerada para enfriar la banda revestida o (b) un bucle abierto en la que el agua de refrigeración se suministra desde una torre de refrigeración a la banda revestida y se recoge y recircula a través de la torre de refrigeración.
2. El procedimiento definido en la reivindicación 1, en el que la etapa de temple incluye controlar el pH del agua de refrigeración para que sea mayor que 6.
3. El procedimiento definido en la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que la etapa de temple incluye controlar la temperatura del agua de refrigeración para que sea mayor que 30°C.
4. El procedimiento definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de temple de la banda incluye controlar la química del agua de refrigeración.
5. El procedimiento definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de temple incluye controlar las condiciones de funcionamiento para enfriar la banda revestida a un intervalo de temperatura de 30-55°C.
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