LU88730A1 - Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc - Google Patents
Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc Download PDFInfo
- Publication number
- LU88730A1 LU88730A1 LU88730A LU88730A LU88730A1 LU 88730 A1 LU88730 A1 LU 88730A1 LU 88730 A LU88730 A LU 88730A LU 88730 A LU88730 A LU 88730A LU 88730 A1 LU88730 A1 LU 88730A1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- zinc
- steel substrate
- continuous steel
- coating
- closed enclosure
- Prior art date
Links
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims description 59
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 55
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005244 galvannealing Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
-
- 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
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
- C23C10/08—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
Procédé pour revêtir un substrat continu en acier d’une couche de zinc alliéMethod for coating a continuous steel substrate with a layer of alloyed zinc
La présente invention concerne un procédé pour revêtir un substrat continu en acier d’une couche de zinc allié.The present invention relates to a method for coating a continuous steel substrate with a layer of alloyed zinc.
Les tôles en acier revêtues d’une couche de zinc allié présentent à différents niveaux des avantages par rapport aux tôles en acier revêtues d'une couche de zinc métallique. Une meilleure aptitude au formage et au soudage par points - tout en gardant une bonne résistance à la corrosion - font que ces tôles sont très demandées par de nombreuses industries de transformation, dont notamment l’industrie automobile.Steel sheets coated with a layer of alloyed zinc have advantages at different levels compared to steel sheets coated with a layer of metallic zinc. Better formability and spot welding - while maintaining good corrosion resistance - make these sheets in great demand by many processing industries, including the automotive industry.
Actuellement, les tôles en acier revêtues d’une couche de zinc allié sont essentiellement obtenues selon un procédé appelé “galvannealing”. Ce procédé comprend deux étapes. Lors de la première étape une couche de zinc métallique est déposée sur la surface à revêtir. Lors de la deuxième étape la tôle munie du dépôt de zinc subit un recuit de diffusion. Ce recuit subséquent transforme la couche de zinc métallique en une couche de zinc allié constituée de divers composés intermétalliques Fe-Zn stables.Currently, steel sheets coated with a layer of alloyed zinc are mainly obtained by a process called “galvannealing”. This process involves two steps. During the first step, a layer of metallic zinc is deposited on the surface to be coated. During the second step, the sheet provided with the zinc deposit undergoes diffusion annealing. This subsequent annealing transforms the layer of metallic zinc into a layer of alloyed zinc made up of various stable Fe-Zn intermetallic compounds.
Le procédé le plus utilisé pour déposer le zinc métallique sur la surface à revêtir consiste à simplement immerger la tôle dans un bain de zinc fondu. Ce procédé est caractérisé par une épaisseur de revêtement relativement importante (de l’ordre de 10μΓη), ce qui est défavorable au niveau de l’aptitude au formage, de la soudabilité, de l’aspect des surfaces et du recyclage des tôles ainsi revêtues. Il existe par conséquent un besoin pour un procédé industriellement applicable permettant d’obtenir des dépôts de zinc plus faibles.The most common method for depositing metallic zinc on the surface to be coated is to simply immerse the sheet in a bath of molten zinc. This process is characterized by a relatively large coating thickness (of the order of 10 μΓη), which is unfavorable in terms of the formability, the weldability, the appearance of the surfaces and the recycling of the sheets thus coated. . There is therefore a need for an industrially applicable process for obtaining lower zinc deposits.
Des procédés qui permettent d'obtenir des revêtements ayant une épaisseur de zinc inférieure à ΙΟμηπ, sont d’une part le dépôt électrogalvanique et d’autre part le dépôt sous vide en phase vapeur.Methods which make it possible to obtain coatings having a zinc thickness of less than ΙΟμηπ, are on the one hand electrogalvanic deposition and on the other hand vacuum deposition in the vapor phase.
Le dépôt électro-galvanique est un grand consommateur d’énergie électrique et pose des problèmes au niveau du traitement des effluents.Electro-galvanic deposition is a large consumer of electrical energy and poses problems in terms of effluent treatment.
Un procédé pour revêtir une tôle en acier d’une couche mince de zinc allié faisant intervenir un dépôt sous vide en phase vapeur est par exemple connu du document FR-A-2626010. La tôle en acier passe d’abord dans un four de pré-traitement dans lequel la tôle est soumise à une atmosphère légèrement réductrice et/ou oxydante à température élevée. Ensuite la tôle est refroidie à une température située entre 190 et 280°C avant de passer dans une chambre d’évaporation étanche dans laquelle on évapore du zinc dans un vide poussé de üordre de 13,3 à 1,33 Pa (0.1 à 0.01 Torr). Le maintien de la température de la tôle en acier entre 190 et 280°C garantit l’adhérence du zinc à la tôle tout en évitant son évaporation. A la sortie de la chambre d’évaporation la tôle munie d’un dépôt de zinc métallique passe d’abord dans une chambre de refroidissement avant d’être introduite dans un four de recuit. Dans ce dernier la tôle est de nouveau réchauffée pour obtenir une diffusion du zinc dans l’acier où il y a formation d’une couche de zinc allié constituée de divers composés intermétalliques Fe-Zn stables. Le pompage d’un vide poussé et les multiples étapes chauffage/refroidissement successives intervenant dans ce procédé conduisent à un bilan énergétique très défavorable. De plus, l’évaporation du zinc dans un vide poussé complique considérablement la mise en oeuvre du procédé et nécessite une ligne de traitement compliquée. Il s’ensuit que l’intérêt du procédé reste limité à des applications qui justifient des prix de revient assez élevés.A process for coating a steel sheet with a thin layer of alloyed zinc involving vapor deposition under vacuum is for example known from document FR-A-2626010. The steel sheet first passes through a pre-treatment oven in which the sheet is subjected to a slightly reducing and / or oxidizing atmosphere at high temperature. Then the sheet is cooled to a temperature between 190 and 280 ° C before passing into a sealed evaporation chamber in which zinc is evaporated in a high vacuum of about 13.3 to 1.33 Pa (0.1 to 0.01 Torr). Maintaining the temperature of the steel sheet between 190 and 280 ° C guarantees the adhesion of zinc to the sheet while preventing its evaporation. At the outlet of the evaporation chamber, the sheet provided with a deposit of metallic zinc first passes through a cooling chamber before being introduced into an annealing furnace. In the latter, the sheet is again heated to obtain a diffusion of zinc in the steel where there is formation of a layer of alloyed zinc made up of various stable Fe-Zn intermetallic compounds. The pumping of a high vacuum and the multiple successive heating / cooling stages involved in this process lead to a very unfavorable energy balance. In addition, the evaporation of zinc in a high vacuum considerably complicates the implementation of the process and requires a complicated treatment line. It follows that the interest of the process remains limited to applications which justify fairly high cost prices.
Il subsiste dès lors un besoin fortement ressenti pour un procédé plus simple et moins destructeur d’énergie pour revêtir un substrat continu en acier d’une couche de zinc allié dont l’épaisseur est inférieure à 10 μΐη.There therefore remains a strongly felt need for a simpler and less energy-destructive process for coating a continuous steel substrate with a layer of alloyed zinc whose thickness is less than 10 μ 10η.
Une solution à ce problème a été trouvée dans un procédé selon la revendication 1.A solution to this problem has been found in a method according to claim 1.
Selon la présente invention on met également la surface à revêtir du substrat continu en acier en contact avec une vapeur de zinc dans une enceinte close. Cependant, au lieu de déposer une couche métallique de zinc sur la surface à revêtir et faire subir à cette couche de zinc métallique un recuit de diffusion subséquent, on ajuste la température du substrat, sa vitesse de défilement à travers ladite enceinte close et les paramètres de la vapeur de zinc dans ladite enceinte close de façon à ce que le zinc diffuse dans le substrat sans laisser subsister de couche résiduelle de zinc métallique notable sur la surface à revêtir. Un recuit de diffusion pour transformer un dépôt de zinc métallique en divers composés intermétalliques Fe-Zn devient dès lors superflu, ce qui a une influence favorable sur le bilan énergétique du procédé.According to the present invention, the surface to be coated is also placed on the continuous steel substrate in contact with a zinc vapor in a closed enclosure. However, instead of depositing a metallic layer of zinc on the surface to be coated and subjecting this layer of metallic zinc to a subsequent diffusion annealing, the temperature of the substrate is adjusted, its speed of travel through said closed enclosure and the parameters zinc vapor in said closed enclosure so that the zinc diffuses into the substrate without leaving a residual layer of significant metallic zinc on the surface to be coated. Diffusion annealing to transform a deposit of metallic zinc into various Fe-Zn intermetallic compounds therefore becomes superfluous, which has a favorable influence on the energy balance of the process.
La température du substrat à l’entrée de ladite enceinte close est ajustée en fonction de la composition de l’acier, en fonction de l'épaisseur du substrat, ainsi qu’en fonction de l’épaisseur et de la structure du revêtement recherchées. Cette température du substrat se situe normalement entre 450°C et 900°C. Une nette amélioration du rendement de revêtement, c’est-à-dire de l’épaisseur du revêtement obtenue pour une vitesse de défilement donnée du substrat, est le plus souvent obtenue si l’on augmente la température du substrat au-dessus de 500°C.The temperature of the substrate at the entrance to said closed enclosure is adjusted as a function of the composition of the steel, as a function of the thickness of the substrate, as well as as a function of the thickness and of the structure of the coating sought. This substrate temperature is normally between 450 ° C and 900 ° C. A clear improvement in the coating yield, that is to say in the thickness of the coating obtained for a given running speed of the substrate, is most often obtained if the temperature of the substrate is increased above 500 ° C.
Les paramètres de la vapeur de zinc sur lesquels on peut agir pour influencer l’épaisseur et la structure du revêtement sont notamment la température en phase gazeuse et la pression partielle. La pression totale régnant dans ladite enceinte close est de préférence sensiblement égale ou supérieure à la pression atmosphérique. Il s’ensuit qu’on n’a plus besoin de maintenir un vide à l’intérieur de l’enceinte close dans laquelle le substrat continu en acier est en contact avec la vapeur de zinc. Une légère surpression à l'intérieur de ladite enceinte close évite par ailleurs que l’air puisse entrer en quantités notables dans ladite enceinte close et polluer l'atmosphère réactive à l’intérieur de celle-ci.The parameters of the zinc vapor on which one can act to influence the thickness and the structure of the coating are in particular the temperature in gas phase and the partial pressure. The total pressure prevailing in said closed enclosure is preferably substantially equal to or greater than atmospheric pressure. It follows that there is no longer any need to maintain a vacuum inside the closed enclosure in which the continuous steel substrate is in contact with the zinc vapor. A slight overpressure inside said closed enclosure also prevents air from entering significant quantities into said closed enclosure and polluting the reactive atmosphere inside it.
La pression totale régnant dans ladite enceinte close est de préférence ajustée à l’aide d'un gaz auxiliaire, par exemple un gaz inerte. On peut cependant aussi utiliser un gaz réactif, et notamment un gaz réducteur (par exemple de l’hydrogène) qui forme avec les oxydes résiduels sur la surface à revêtir des composés volatils. Dans ce cas, il est recommandé de renouveler l’atmosphère dans ladite enceinte close, de façon à éviter une concentration trop élevée de ces composés volatils.The total pressure prevailing in said closed enclosure is preferably adjusted using an auxiliary gas, for example an inert gas. However, it is also possible to use a reactive gas, and in particular a reducing gas (for example hydrogen) which forms with the residual oxides on the surface to be coated with volatile compounds. In this case, it is recommended to renew the atmosphere in said closed enclosure, so as to avoid an excessively high concentration of these volatile compounds.
Le préchauffage du substrat continu en acier est avantageusement accompagné d’un “nettoyage chimique” à température élevée de la surface à traiter. A cette fin, le préchauffage du substrat peut notamment avoir lieu dans un four où règne une atmosphère réductrice, par exemple une atmosphère enrichie d'hydrogène, qui réagit avec des oxydes sur la surface à revêtir pour former de la vapeur d’eau. Il sera apprécié qu’un refroidissement intermédiaire du substrat entre l’étape de “nettoyage chimique” à température élevée et l’étape de revêtement, qui a lieu aussi à température élevée, n’est plus requis, ce qui améliore davantage le bilan énergétique du procédé.The preheating of the continuous steel substrate is advantageously accompanied by a “chemical cleaning” at high temperature of the surface to be treated. To this end, the preheating of the substrate can in particular take place in an oven in which a reducing atmosphere prevails, for example an atmosphere enriched with hydrogen, which reacts with oxides on the surface to be coated to form water vapor. It will be appreciated that an intermediate cooling of the substrate between the “chemical cleaning” step at high temperature and the coating step, which also takes place at high temperature, is no longer required, which further improves the energy balance. of the process.
Pour obtenir une structure micrographique déterminée du substrat et/ou de son revêtement, il peut être indiqué d’imposer au substrat revêtu, immédiatement à la sortie, un refroidissement forcé contrôlé.To obtain a determined micrographic structure of the substrate and / or of its coating, it may be advisable to impose on the coated substrate, immediately at the outlet, controlled forced cooling.
Le procédé selon la présente invention sera normalement utilisé pour obtenir des épaisseurs de la couche de zinc allié comprises entre 0,1 et 5 μηι, de préférence entre 0,2 et 2 μιτι.The method according to the present invention will normally be used to obtain thicknesses of the layer of alloyed zinc of between 0.1 and 5 μm, preferably between 0.2 and 2 μm.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention, si le substrat traité selon la présente invention recevait ultérieurement un revêtement supplémentaire, soit par un procédé du même genre, soit par un procédé différent. On ne sortirait pas non plus du cadre de la présente invention, si le substrat à revêtir selon la présente invention avait déjà reçu un premier revêtement, notamment un revêtement à haut point de fusion. Il est par ailleurs aussi envisageable de mettre l’acier simultanément en contact avec au moins une deuxième phase vapeur, notamment une phase vapeur d’un métal.It would not be departing from the scope of the present invention if the substrate treated according to the present invention subsequently received an additional coating, either by a process of the same kind, or by a different process. It would also not be departing from the scope of the present invention, if the substrate to be coated according to the present invention had already received a first coating, in particular a coating with a high melting point. It is also also possible to put the steel simultaneously in contact with at least a second vapor phase, in particular a vapor phase of a metal.
Une installation permettant la mise en oeuvre d’un procédé selon l’invention est décrite, de façon schématique, à l’aide de la Figure 1 en annexe.An installation allowing the implementation of a method according to the invention is described, schematically, with the aid of FIG. 1 in the appendix.
La Figure 1 représente de façon très schématique un tronçon d’une ligne de traitement 8 d’une bande en acier 10. Cette ligne de traitement 8 comprend un réacteur 12 qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre d’un procédé de revêtement selon la présente invention. Le réacteur 12 forme une enceinte close comprenant un sas d’étanchéité d’entrée 14 et un sas d’étanchéité de sortie 16, qui permettent à la bande 10 de défiler à travers le réacteur 12 tout en assurant un isolement du réacteur 12 du reste de la ligne de traitement 10. Dans une exécution simple et efficace, les sas d'étanchéité sont des siphons remplis de plomb liquide à travers lesquels on fait passer la bande en acier 12. L’étanchéité du réacteur pourrait cependant aussi être assurée mécaniquement, par exemple par des paires de rouleaux qui coincent la bande en acier.Figure 1 very schematically shows a section of a processing line 8 of a steel strip 10. This processing line 8 comprises a reactor 12 which can be used for the implementation of a coating process according to the present invention. The reactor 12 forms a closed enclosure comprising an inlet airlock 14 and an outlet airlock 16, which allow the strip 10 to pass through the reactor 12 while ensuring isolation of the reactor 12 from the rest of the treatment line 10. In a simple and effective execution, the airlocks are siphons filled with liquid lead through which the steel strip 12 is passed. The reactor seal could however also be provided mechanically, for example by pairs of rollers which wedge the steel strip.
Le réacteur 12 est rempli de vapeur de zinc obtenue en réchauffant du zinc liquide contenu dans une cuve 18 située dans sa partie inférieure. On reste de préférence en dessous de la température d’ébullition du zinc, mais une surchauffe de la vapeur de zinc est envisageable. La flèche 20 est censée représenter l’approvisionnement de la cuve 18 en zinc liquide. Ce dernier est de préférence préparé dans un four de fusion classique situé à l’extérieur du réacteur 12. Il importe de noter que la longueur de la cuve 18 en direction du défilement de la bande 10 est un paramètre sur lequel on peut agir pour optimiser le rendement de revêtement. Dans ce contexte il convient d’insister sur le fait que la cuve représentée sur la Figure 1 est aussi censée représenter de façon symbolique toute source apte à alimenter le réacteur 12 en vapeur de zinc, respectivement en vapeur de zinc surchauffée.The reactor 12 is filled with zinc vapor obtained by heating liquid zinc contained in a tank 18 located in its lower part. It is preferably below the boiling temperature of the zinc, but overheating of the zinc vapor is possible. The arrow 20 is supposed to represent the supply of the tank 18 with liquid zinc. The latter is preferably prepared in a conventional melting furnace located outside the reactor 12. It is important to note that the length of the tank 18 in the direction of travel of the strip 10 is a parameter on which we can act to optimize coating yield. In this context, it should be emphasized that the tank represented in FIG. 1 is also supposed to represent symbolically any source capable of supplying the reactor 12 with zinc vapor, respectively with superheated zinc vapor.
De préférence, le réacteur 12 est maintenu en légère surpression par rapport à l’atmosphère afin d’éviter toute infiltration d’air. La flèche 22 est censée représenter un moyen d’injection d’un gaz auxiliaire, servant à ajuster la pression totale régnant à l’intérieur du réacteur 12. Ce gaz auxiliaire peut être soit un gaz neutre (par exemple de l'azote), soit un gaz réactif (par exemple un gaz réducteur tel que l’hydrogène), soit un mélange de plusieurs gaz (par exemple un mélange azote/hydrogène).Preferably, the reactor 12 is maintained at slight overpressure relative to the atmosphere in order to avoid any air infiltration. The arrow 22 is supposed to represent a means of injecting an auxiliary gas, serving to adjust the total pressure prevailing inside the reactor 12. This auxiliary gas can either be a neutral gas (for example nitrogen), either a reactive gas (for example a reducing gas such as hydrogen), or a mixture of several gases (for example a nitrogen / hydrogen mixture).
La flèche 24 est censée représenter un moyen pour extraire un flux gaz/vapeur du réacteur 12 afin d’éviter un accroissement de la concentration de produits de réaction volatils, qui se forment lorsqu’on injecte un gaz réactif. Ces produits de réaction volatils pollueraient en effet l'atmosphère dans le réacteur 12 et auraient une influence néfaste sur le rendement du procédé de revêtement et/ou l’adhérence et/ou la structure du revêtement.The arrow 24 is intended to represent a means for extracting a gas / vapor flow from the reactor 12 in order to avoid an increase in the concentration of volatile reaction products, which are formed when a reactive gas is injected. These volatile reaction products would in fact pollute the atmosphere in the reactor 12 and would have a harmful influence on the yield of the coating process and / or the adhesion and / or the structure of the coating.
Avant d’entrer dans le réacteur 12, la bande en acier 10, qui se trouve initialement enroulée en bobine (non montrée), est normalement soumise à des opérations de dégraissage, de nettoyage, de recristallisation et d’avivage de la surface par recuit ou passage à chaud sous atmosphère réductrice (N2 et H2).Before entering the reactor 12, the steel strip 10, which is initially wound into a coil (not shown), is normally subjected to degreasing, cleaning, recrystallization and brightening of the surface by annealing. or hot passage under a reducing atmosphere (N2 and H2).
Selon une caractéristique importante de la présente invention, la température du substrat, sa vitesse de défilement et les paramètres de la vapeur de zinc sont ajustés de façon à ce que le zinc diffuse dans le substrat continu en acier sans former une couche de zinc métallique sur la surface à revêtir qui nécessiterait un recuit de diffusion subséquent pour la transformer en zinc allié. Avant le réacteur 12, la bande 10 est préchauffée à une température située normalement plus élevée que 450°C, de préférence à une température supérieure à 500°C. Pour éviter un grossissement du grain d’acier néfaste pour les propriétés mécaniques de la bande en acier il est recommandé de ne pas préchauffer la bande 10 à une température supérieure à 900°C. Ce préchauffage peut par exemple se faire par induction électromagnétique, par rayonnement ou par contact direct avec des flammes. Il peut avoir lieu sous atmosphère réductrice, par exemple sous une atmosphère azote/hydrogène, afin d’obtenir simultanément un “nettoyage chimique” de la bande. Des facteurs qui influent sur le choix de la température de préchauffe sont notamment: la qualité de l’acier, l’épaisseur de la bande, l'épaisseur et la structure micrographique du revêtement qu’on veut obtenir, ainsi que les valeurs adoptées ou à adopter pour les autres paramètres ajustables, telles que la pression partielle de la vapeur de zinc, la température en phase gazeuse dans le réacteur, la vitesse de défilement de la bande 10 à travers le réacteur 12 et la vitesse de refroidissement de la bande 10 à la sortie du réacteur.According to an important characteristic of the present invention, the temperature of the substrate, its speed of travel and the parameters of the zinc vapor are adjusted so that the zinc diffuses in the continuous steel substrate without forming a layer of metallic zinc on the surface to be coated which would require a subsequent diffusion annealing to transform it into alloyed zinc. Before the reactor 12, the strip 10 is preheated to a temperature normally higher than 450 ° C., preferably to a temperature above 500 ° C. To avoid magnification of the steel grain harmful to the mechanical properties of the steel strip, it is recommended not to preheat the strip 10 to a temperature above 900 ° C. This preheating can for example be done by electromagnetic induction, by radiation or by direct contact with flames. It can take place under a reducing atmosphere, for example under a nitrogen / hydrogen atmosphere, in order to simultaneously obtain a “chemical cleaning” of the strip. Factors which influence the choice of the preheating temperature are in particular: the quality of the steel, the thickness of the strip, the thickness and the micrographic structure of the coating which it is desired to obtain, as well as the values adopted or to be adopted for the other adjustable parameters, such as the partial pressure of the zinc vapor, the temperature in the gas phase in the reactor, the speed of travel of the strip 10 through the reactor 12 and the speed of cooling of the strip 10 at the outlet of the reactor.
A la sortie du réacteur, le revêtement ne nécessite plus de traitement thermique pour transformer un dépôt de zinc métallique en divers composés intermétalliques Fe-Zn. La tôle revêtue peut être directement refroidie à l’air libre ou subir un refroidissement forcé contrôlé dans un fluide. Un tel refroidissement forcé contrôlé permet de conférer des propriétés mécaniques particulières à la tôle revêtue.At the outlet of the reactor, the coating no longer requires heat treatment to transform a deposit of metallic zinc into various Fe-Zn intermetallic compounds. The coated sheet metal can be directly cooled in the open air or undergo controlled forced cooling in a fluid. Such controlled forced cooling makes it possible to confer particular mechanical properties on the coated sheet.
Des déformations ou défauts de surface éventuels de la tôle revêtue sont éliminées à froid par des procédés connus, tels que le planage sous traction ou le “skin-pass”. Additionnellement le revêtement peut être “passivé” par traitement chimique et/ou un revêtement organique mince.Any deformations or surface defects of the coated sheet are removed cold by known methods, such as leveling under tension or the "skin-pass". Additionally the coating can be “passivated” by chemical treatment and / or a thin organic coating.
Il sera noté que procédé décrit permet de faire un dépôt sur deux faces ou sur une seule face de la bande 10. Pour obtenir un dépôt sur une seule face de la bande 10, il suffit par exemple de bloquer par des écrans mécaniques le passage de la vapeur de zinc dans la partie supérieure du réacteur 12, de sorte que seule la face inférieure de la bande soit en contact avec la vapeur de zinc.It will be noted that the process described makes it possible to make a deposit on two faces or on a single face of the strip 10. To obtain a deposit on only one face of the strip 10, it suffices for example to block by mechanical screens the passage of zinc vapor in the upper part of reactor 12, so that only the underside of the strip is in contact with zinc vapor.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU88730A LU88730A1 (en) | 1996-03-20 | 1996-03-20 | Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU88730 | 1996-03-20 | ||
| LU88730A LU88730A1 (en) | 1996-03-20 | 1996-03-20 | Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU88730A1 true LU88730A1 (en) | 1997-02-21 |
Family
ID=19731586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU88730A LU88730A1 (en) | 1996-03-20 | 1996-03-20 | Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU88730A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010089110A1 (en) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| US9623632B2 (en) | 2009-02-04 | 2017-04-18 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer and articles obtained therefrom |
-
1996
- 1996-03-20 LU LU88730A patent/LU88730A1/en unknown
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010089110A1 (en) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| CN102308016A (en) * | 2009-02-04 | 2012-01-04 | 尤米科尔公司 | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| EA019686B1 (en) * | 2009-02-04 | 2014-05-30 | Юмикор | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| AU2010211277B2 (en) * | 2009-02-04 | 2014-10-30 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| US8895106B2 (en) | 2009-02-04 | 2014-11-25 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |
| CN105401121A (en) * | 2009-02-04 | 2016-03-16 | 尤米科尔公司 | Process For Coating Discrete Articles With A Zinc-based Alloyed Layer |
| US9623632B2 (en) | 2009-02-04 | 2017-04-18 | Umicore | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer and articles obtained therefrom |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1017086A3 (en) | PROCESS FOR THE RECLAIMING AND CONTINUOUS PREPARATION OF A HIGH STRENGTH STEEL BAND FOR ITS GALVANIZATION AT TEMPERATURE. | |
| KR20200075778A (en) | Alloy-coated steel sheet and manufacturing method of the same | |
| CN101103133A (en) | Method for hot-dip coating of strips of high-strength steel | |
| FR2828888A1 (en) | METHOD FOR HOT GALVANIZATION OF HIGH STRENGTH STEEL METAL STRIPS | |
| WO2009118466A1 (en) | Method for coating a metal strip and equipment for implementing said method | |
| BE1014997A3 (en) | Continuous annealing of steel strip prior to galvanising using direct flame preheating to form an oxide film followed by full annealing and reduction stages to mature this oxide film | |
| EP0879897B2 (en) | Process for continuous annealing of metal substrates | |
| LU88730A1 (en) | Method for coating a steel substrate with a layer of alloyed zinc | |
| US20150232985A1 (en) | Process for Coating Discrete Articles with a Zinc-Based Alloyed Layer | |
| BE1009321A6 (en) | Device for coating a galvanised steel strip | |
| BE1009317A6 (en) | Device and installation for coating a steel strip | |
| EP3686534B1 (en) | Method and furnace for thermal treatment of a high-resistance steel strip including a temperature homogenisation chamber | |
| CA1215889A (en) | Process and installation for the manufacture of overaged steel strip with zn, a1, alloy coating | |
| BE1011131A6 (en) | Method of coating a steel strip by hot-dip galvanising | |
| KANAMARU et al. | Alloying reaction control in production of galvannealed steel | |
| BE1011425A3 (en) | Method of coating a steel strip by hot-dip galvanising | |
| FR2661426A1 (en) | Process for continuous dip galvanising | |
| BE1010720A3 (en) | Method and device for the continuous coating of a substrate in movement by means of a metal alloy in vapour phase | |
| EP0698671B1 (en) | Method of hot dip aluminium coating of a steel strip, containing at least 0,1% of manganese, especially stainless and/or alloyed steel | |
| WO1996035822A1 (en) | Device and plant for coating a steel band | |
| BE1005962A6 (en) | Method for depositing a metal with a high melting point on a steel strip byvacuum vaporisation | |
| BE1011059A6 (en) | Method of coating a steel strip by hot dip galvanising | |
| FR2742449A1 (en) | METHOD FOR GALVANIZING STEEL SHEET CONTAINING OXYDABLE ADDITIONAL ELEMENTS | |
| EP0289432A1 (en) | Process for forming at the surface of an aluminium alloy a zone rich in aluminium of at least one of the elements nickel, iron, cobalt | |
| EP2393956A1 (en) | Process for coating discrete articles with a zinc-based alloyed layer |