NL8002347A

NL8002347A - Werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde stalen strip.

Info

Publication number: NL8002347A
Application number: NL8002347A
Authority: NL
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1981-07-01
Also published as: AU518681B2; US4437905A; FR2470803A1; CA1137394A; DE3015461C3; IT1130806B; IT8067638A0; NL182092B; DE3015461A1; FR2470803B1; GB2070072A; AU5729080A; DE3015461C2; NL182092C; GB2070072B; BR8002564A

Description

Λ- " 4¾ J

”1- 21285/Vk/mv

Aanvrager: Nippon Steel Corporation, Tokio, Japan.

Korte aanduiding: Werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde stalen strip.

5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte, welke werkwijze toepasbaar is voor het beëindigen 10 van de gloeibewerking binnen een korte tijdsduur en ook toepasbaar ter verkrijging van een koud gerolde stalen strip met een voortreffelijke ver-werkbaarheid met name vervormbaarheid en een goede oppervlaktekwaliteit, tegen lage kosten.

De werkwijze volgens de uitvinding kan niet alleen worden 15 toegepast op gewone koud gerolde staal strippen met een laag koolstofgehalte t maar ook op koud gerolde strippen van staal met een laag koolstofgehalte welke strippen een hoge treksterkte hebben.

Het is bekend dat een koud gerolde stalen strip met een hoge trekkwaliteit kan worden verkregen door het vast of los spiraalvor-20 mig oprollen van een koud gerolde stalen strip en het vervolgens gloeien batch-gewijs in een doosvormige gloeioven. Een dergelijke werkwijze heeft gedurende meerdere dagen plaats om het gehele proces te beëindigen en daarom is dit zeer inefficiënt. Ten einde de bovenvermelde nadelen te vermijden zijn diverse pogingen gedaan om een dergelijke gloeibewerking 25 continu uit te voeren en enkele van de voorgestelden werkwijzen zijn in de praktijk in de industrie toegepast. De continue gloeiing kan zeer efficiënt worden uitgevoerd in vergelijking met de conventionele bat<£>—ge-wijze gloeiing. Het is echter zeer gewenst on de effectiviteit van het continu gloeien zodanig te verbeteren dat het continu gloeien binnen enkele 30 minuten kan worden beëindigd.

Volgens een bekend continu gloeiprocédé wordt een stalen strip verhit in een reducerende atmosfeer. Hierbij wordt de verwarmings-bewerking uitgevoerd door het gebruik van een electrische oven of een verwarmingsbuis door middel van bestralen, waarin een brandstof wordt verbrand. 35 Deze indirecte verwarming echter van de stalen strip door het bestralen met behulp van een verwarmingsbuis is er echter de oorzaak van dat de ver-warmingssnelheid en de warmteeffectiviteit slecht zijn en ook is een groot verwamingsoppervlak vereist en een lange tijdsduur om de gloeibe- snn 9* 47 -2- 21285/Vk/mv werking te beëindigen.

Ten einde het continu gloeien te versnellen heeft men nader onderzoek gedaan om de stalen strip snel te verhitten onder toepassing van een oven met een directe verhitting of snel afkoelen van de ver-5 warmde stalen strip met water of een mengsel van gas en water bij de eerste stap van de koelbewerking. Een dergelijke snelle verwarmingsmethode maakt het ook mogelijk dat een electrolitische reinigings-methode kan worden voorkomen voordat de snelle verhitting wordt bewerkstelligd. Zowel de snelle verhittingsmethode alë de snelle afkoe-10 lèng bij de bovenvermelde procédé’s veroorzaken echter een oxydelaag die gevormd wordt op het buitenste oppervlak van de stalen strip.

Daarom is noodzakelijk cm de oxydelaag te.'verwijderen van de gegloeide staalstrip . Voorbeelden van de versnelde continué gloeimethode zijn als volgt.

15 1) In de Japanse octrooiaanvrage 52-14431 (1977) is een werk wijze aangegeven voor het gloeien waarbij de straal strip snel wordt verhit tot een bepaalde temperatuur en op deze temperatuur wordt gehouden •in een direct verhitte oven en vervolgens snel af gekoeld met water, opnieuw verhit, verouderd en ten slotte onderworpen aan een besprenke-20 ling met een zuur om een oxydelaag te verwijderen die gevormd is om het buitenste oppervlak van de stalen strip.

2) In de Japanse octrooiaanvrage 53-17518 (1978) is een werkwijze beschreven waarin een stalen strip snel wordt verhit tot een bepaalde temperatuur en op deze temperattur gehouden in een direct ver-25 hitte oven ,snel afgekoeld met water en verouderd, terwijl de oxydelaag op het buitenste oppervlak hiervan wordt verwijderd door deze te reduceren.

Met name de bovenvermelde werkwijze 1) resulteert in een verhitting en afkoeling terwijl bij de vorming van een aanzienlijke dikke 30 oxydelaag wordt bewerkstelligd en deze aanzienlijke dikke laag veroorzaakt een aanzienlijke tijd die noodzakelijk is voor het verwijderen van de oxydelaag. Ook in de eerst vermelde werkwijze is het noodzakelijk om de stalen strip opnieuw te verhitten ten einde de veroudering van de stalen strip te bewerkstelligen na de snelle afkoeling ter bewerkstelli-35 ging van de verouderingstemperatuur.

Bij de bovenvermelde tweede werkwijze wordt het verwijderen van de oxydelaag van de stalen strip uitgevoerd door de verouderingsbe-werking bij een relatief lage temperatuur. Daarom geldt dat ten einde de 800 2 3 47 t- * -3- 21285/Vk/mv verwijdering effectief te bewerkstelligen van de oxydelaag de reductiebe-handeling moet worden uitgevoerd onder toepassing van een sterk geregelde reducerende atmosfeer met een speciale concentratie aan waterstof en met een bepaald dauwpunt.

5 Gewoonlijk wordt de koud gerolde stalen strip met een “laag koolstofgehalte onderworpen na de gloeibewerking aan een oppervlakte-be-werking , bijvoorbeeld een metalen deklaagbewerking of coating. Zodoende is het noodzakelijk dat na de gloeibewerking de stalen strip een schoon oppervlak heeft dat geschikt is voor een verdere bewerking.

10 Wanneer een oxydelaag met een te grote dikte wordt gevormd op het buitenste oppervlak van de stalen strip tijdens de gloeibewerking, veroorzaakt de oxydelaag dat de oppervlaktelaag poreus wordt^zelfs nadat de oxydelaag volledig is gereduceerd. Deze poreuze oppervlaktelaag heeft slechte eigenschappen om het oppervlak te bewerken, zoals een slechte ac-15 tiviteit voor het opnemen van verschillende chemische bewerkingen, een slechte bindingseigenschap ten aanzien van de op te brengen deklaag een slechte bestendigheid ten opzichte van corrosie, zelfs nadat de oppervlakte -bewerking heeft plaats gehad en een slechte bekledingseigenschap.

Zododende is het zeer gewenst om een continue gloeiing mogelijk 20 te maken voor de koud gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte zonder dat een dikke oxydelaag wordt gevormd op het buitenoppervlak van de stalen strip en om het mogelijk te maken om de oxydelaag makkelijk te verwijderen van de stalen strip.

Een van de doelstellingen volgens de uitvinding is het ver-25 krijgen van een werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde strip van staal met een laag koolstofgehalte ter verkrijging van een gegloeide stalen strip met een buitenste oppervlak hiervan dat geschikt is voor diverse oppervlaktebewerkingen.

Een andere doelstelling volgens de uitvinding is het verkrijgen 30 van een werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde strip van staal met een laag koolstofgehalte zonder dat een dikke oxydelaag gevormd wordt op het buitenste oppervlak van de stalen strip.

Verder wordt volgens de uitvinding gestreefd naar een werkwijze voor het continu gloeien van een koud gerolde strip van staal met een laag 35 koolstofgehalte binnen een korte tijdsduur.

De bovenvermelde doelstellingen kunnen worden bewerkstelligd door het toepassen van een werkwijze volgens de uitvinding die hieruit bestaat dat een continue werkwijze wordt bewerkstelligd, gekenmerkt doordat A o o 91 47 -4- 21285/Vk/mv een koud gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte wordt toegevoerd aan een direct verhitte oven, waarin de strip in direct contact wordt gebracht met een reducerende verbrandingsvlam om hem snel te verwarmen tot een temperatuur tussen 500 °C ai een Ac_-punt van het staal, waarbij de dikte φ 5 van de oxydelaag op de strip niet groter wordt dan 100 nm (1.000 A) het toevoeren van de verwarmde strip aan een reducerende atmosfeer waarbij de temperatuur van de strip wordt gehouden tussen 700 °C en het Ac^-punt van het staal om de oxydelaag te reduceren en het afkoelen van de gereduceerde stalen strip tot een gewenste temperatuur.

10 De koelbewerking bij de werkwijze volgens de uitvinding, kan worden gestart vanaf een temperatuur van de stalen strip van ten minste 600 °C en worden uitgevoerd door een koelmedium bestaande uit een mengsel van gas en een vloeistof in contact te brengen met de stalen strip. Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan de koelbewerking al of niet worden 15 gevolgd door een verouderingsbewerking, in afhankelijkheid van de eigenschappen van de stalen strip die gegloeid moet worden. Dit betekent'dat in het geval dat de stalen strip geen verouderingseigenschappen heeft, bijvoorbeeld bij een stalen strip met een zeer laag koolstofgehalte en bij stalen strippen met ten minste een van de elementen Ti, V, Nb en B en met 20 zeer kleine hoeveelheden koolstof en stikstof elk in de vorm van een vaste oplossing, de verouderingsbewerking achterwege kan blijven. Bij de gebruikelijke koud gerolde strippen van een staalsoort met een laag koolstofgehalte met een verouderingseigenschap, moet de verouderingsbewerking gewoonlijk hierop worden uitgevoerd ten einde koolstof neer te slaan dat 25 aanwezig is als een oververzadigde vaste oplossing uit de stalen strip door een afkoelbewerking. Hierbij kan de koelbewerking worden beëindigd wanneer de temperatuur van de stalen strip een waarde bereikt die gelegen is nabij de verouderingstemperatuur van de stalen strip, waarbij de afgekoelde stalen strip kan worden verouderd en de verouderde stalen strip 30 vervolgens kan worden afgekoeld tot een gewenste temperatuur.

In de bijgevoegde" tekening is een diagram weergegeven waarin het verband is vermeld tuusen de verhouding·· verbrandingslucht in een direct verhitte oven en de temperatuur waarop een stalen strip snel moet worden verhit in de direct verhitte oven bij de werkwijze volgens de uitvin-35 ding.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast op de koud gerolde niet verouderde stalen strip met een laag koolstofgehalte bijvoorbeeld koud gerolde strip van aluminiumhoudend rustig staal 800 23 47 A- -5- 21285/Vk/mv met een zeer laag koolstofgehalte en koud gerolde niet- verouderde of later-verouderde stalen strip met een zeer laag koolstofgehalte met een kleine hoeveelheid Ti, Nb, V of B, waarbij een carbonitride-verbinding kan worden gevormd. Met andere woorden kan de werkwijze volgens 5 de uitvinding worden toegepast op verschillende koud gerolde stalen strippen met een laag koolstofgehalte die het gebruikelijk type koud gerolde weinig koolstof»bevattende stalen strippen omvatten met een trekkwaliteit en een diep-trekkwaliteit, bijvoorbeeld de carroserie van auto's, metalen strippen met een hoge treksterkte die koud gerold zijn en met een laag kool-10 stofgehalte en andere types koud gerolde metalen strippen met een laag koolstofgehalte, geschikt voor verschillende oppervlaktebehandelingen, bijvoorbeeld metaal(plating) en deklaagprocédé. Voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding kan het buitenste oppervlak van de koud gerolde stalen strip worden gezuivebd door het verwijderen van vet of de 15 hierop aanwezige olie door een conventionele oppervlakte-reinigingsbehande-ling. Anderzijds kan de werkwijze volgens de uitvinding worden uitgevoerd op een koud gerolde stalen strip zonder .dat het oppervlakte wordt gereinigd.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een koud gerolde 20 stalen strip continu toegevoerd aan een direct verhitte oven waarbij de stalen strip in direct contact wordt gebtacht met een reducerende verbran-dingsvlam, zodat de temperatuur van de stalen strip snel wordt verhoogd tot een gewenste waarde gelegen tussen 500 °C en een Ac^-punt van de stalen strip en waarbij ook de dikte van de oxydelaag die gevormd wordt op het bui-25 tenste oppervlak van de stalen strip niet groter wordt dan 1000 A. Hierbij is het van belang dat de stalen strip direct wordt verhit met de reducerende verbrandingsvlam bestaande uit een verbrandingsgas dat ontwikkeld is door het verbranden van een mengsel van een brandstof met luchti in de direct verhitte oven. Hiermee kan worden bewerkstelligd dat de stalen strip 30 Snel een gewenste temperatuur bereikt tussen 500 °C en een Ac^-punt van de stalen strip. Door de reducerende verbrandingsvlam wordt bewerkstellligd dat de oxydelaag die gevormd wordt op het buitenste oppervlak van de sta- o len strip niet groter wordt dan een dikte van 1000 A.

Het is bekend dat de oxydelaag soms niet volledig kan worden gereduceerd door de reductiebewerking die wordt uitgevoerd bij een temperatuur en gedurende een periode die gebruikelijk is bij de metallurgische behandeling

De oxydelaag die bewerkstelligd wordt door een snelle verhitting blijkt zwart te zijn en heeft een voortreffelijke warmte-absorberende onn ox Δ7 -6- 21285/Vk/mv eigenschap. Daarom is de oxydelaag effectief voor een snelle verhitting van de stalen strip met een hoge effectiviteit. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt de bovenvermelde invloed met de oxydelaag met voordeel toegepast. Ook wanneer de oxydelaag een dikte heeft die niet groter is dan 5 1000 A is het mogelijk om de oxydelaag volledig te reduceren door een re ducerende bewerking en de verkregen stalen strip heeft een buitenste oppervlak een voortreffelijke activiteit heeft ten opzichte van verschillende oppervlaktebehandelingen, een voortreffelijke bindingseigenschap tot diverse oppervlakta-behandelende materialen, bijvoorbeelde plaatvormi-10 ge metaallagen en deklagen en een voortreffelijke bestendigheid ten op.-zichte van corrosie na een oppervlaktebehandeling en een geschikte glans.

Zelfs wanneer de snelle twarmtebewerking wordt gevolgd door de reducerende bewerking voor het verwijderen van de oxydelaag wanneer de * dikte van de oxydelaag niet meer is dan 1000 A is het móeilijk om de oxyde-15 laag volledig te verwijderen door een kort durende reducerende bewerking.

In dit opzicht geldt dat zelfs wanneer de reducerende bewerking wordt uitgevoerd gedurende een lagere*tijd dan de gebruikelijke periode de gereduceerde oxyden een poreuze laag vormen op het oppervlak van de stalen strip.

De onvolledig gereduceerde oxydelaag en de poreuze laag verooor-20 zaken de oppervlakkeneigenschappen van de verkregen stalen strip die slecht zijn. Wanneer bijvoorbeeld een stalen strip met een niet-volledig gereduceerde oxydelaag of met een poreuze laag hierop gevormd wordt onderworpen aan een oppervlaktebehandeling met een oppervlaktebehandelingsmiddel, bijvoorbeeld zinkfosfaat is het verkregen behandelede oppervlak ongelijk-25 matig, grof of zonder glans. Ook heeft het niet-volledig gereduceerde oppervlak een slechte 'bindingseigenschap ten opzichte van een op te brengen metaallaag of deklaag.

Ten einde de dikte van de oxydelaag te beperken van een waarde van 1000 A of minder is het noodzakelijk om de stalen strip snel te ver-30 hitten tot de gewenste temperatuur binnen een zeer korte tijd, waarbij de reducerende verbrandigsvlam wordt ontwikkeld in een direct verhitte oven.

In dit verband moet worden opgeraerkt dat de dikte van de oxydelaag variabel is in afhankelijkheid van de temperatuur waarop de stalen strip snel wordt verhit en de verhouding verbrandingslucht waarbij de reducerende ver-35 brandigsvlam wordt ontwikkeld uit een mengsel van brandstof en lucht.

Het is gebleken bij de gedane onderzoekingen dat de dikte van de oxydelaag geregeld kan worden door zowel de temperatuur te regelen .waarop de stalen strip snel wordt verhit en de verhouding van de verbrandingslucht.

800 2 3 47 * -½ -7- 21285/Vk/mv

In de bijgevoegde tekening is in een diagram het verband aangegeven tussen de temperatuur van het snel verhitte staal in de vorm van een plaat en de verhouding verbrandingslucht.

Met betrekking tot de bijgevoegd tekening kan worden gesteld 5 dat wanneer een stalen strip snel wordt verhit onder de omstandigheden die overeenkomen met een gebied op of beneden curve 1 de verkregen oxyde- 1 o laag een dikte heeft die niet hoger is dan 1000 A. De snelle verhittings- bewerking werd uitgevoerd bij een verhittingssnelheid van 40 °C/seconde tot 100 °C/seconde. Gewoonlijk is het moeilijk om de snelle verhitting 10 te bewerkstelligen bij een verhittingssnelheid van meer dan 100 °C/ seconde in een direct verhitte oven. Ook wanneer de snelle verhittings- bewerking wordt uitgevoerd bij een verhittingssnelheid die lager is dan 40 °C/seconde is het soms moeilijk om een oxydelaag te verkrijgen met een o dikte die niet hoger is dan 1000 A. Ook wanneer een koud gerolde stalen 15 strip direct wordt onderworpen aan een snelle verhittingsbewerking zonder dat het oppervlak eerst aan een zuivering wordt onderworpen ten einde de hoeveelheid ijzerpoeder die achterblijft op het buitenste oppervlak van de stalen strip te verminderen na de snelle verhitting tot een mate die gelijk is aan die van een eerst gezuiverde stalen strip na een snel-20 ie verhitting verdient het de voorkeur dat de snelle verhittingsbewerking wordt uitgevoerd onder zodanige omstandigheden dat deze over -kernen met een gebied op of boven curve II in de tekening. Verder geldt dat wanneer de eerdere oppervlaktebewerking achterwege blijft ten einde vet of hierop aanwezige olie te verwijderen van het buitenste oppervlak 25 van de stalen strip tot een zodanige mate dat het gelijk is aan het.opper, vlak van een - eerder gezuiverde stalen strip , -het de voorkeur verdient dat de snelle verhittingsbewerking wordt uitgevoerd onder omstandigheden die overeenkoemn met het gebied op of boven curve III in de bijgevoegde tekening.

30 Met het oog op een economisch brandstofverbruik verdient het bovendien de voorkeur dat de verhouding verbrandingslucht hoger is dan· 0,8. Een verbrandingsluchtverhouding die lager is dan 0,8 veroorzaakt dat het gehalte aan niet»verbrande brandstof in het verbrandingsgas 20% of meer is.

35 Verder geldt dat de temperatuur waarop de stalen strip snel moet worden verhit en waarop de stalen strip wordt herkristalliseerd bij voorkeur gelegen is tussen 500 en 850 '°C.

Zodoende geldt dat met verwijzing naar de bijgevoegde teke- -8- 21285/Vk/mv ning het de voorkeur verdient dat de reducerende verbrandingsvlam die wordt ontwikkeld door de verbranding van een brandstof bij een verhouding ver-! brandingslucht (M) en de metalen strip die een temperatuur (T) bereikt in de direct verhitte oven, welke verhouding (M) en temperatuur (T) 5 valt op of .binnen een onregelmatig pentagon, in een rechthoekig co-ordinatiediagram bepaald door de co-ordinsfceft A, B, C, D en E waarbij: A(M:0,8, T:850) B(M:0,8, T:600) C(M:0,9, T:500) 10 D(M:0,99, T:500) en E(M:0,99, T:850).

Wanneer de stalen strip snel wordt verhit onder de omstandigheden die overeenkomen met het gebied op of in het pentagon A, B, C, D, E, in de bijgevoegde figuur kan de verhouding van de verbrandingslucht worden 15 gevarieerd in afhankelijkheid van de plaats van de reducerende verbrandingsvlam in de direct verhitte oven. Deze werkwijze wordt aangegeven als 'ben hellende verbrandingsmethode". De hellende verbrandingsmethode is· effectief voor het verminderen van de oxydelaag.

In verband met de verhouding verbrandingslucht moet het dui-20 delijk zijn dat een verbrandingsvlam, die ontwikkeld wordt in een nagenoeg direct verhitte oven bij een verhouding van de verbrandingslucht van 0,45 of 0,5 of meer , hetgeen variabel is in afhankelijjkheid van het type brandstof een oxyderende eigenschap heeft. Dit geldt zelfs wanneer een brandstof wordt verbrand bij een verhouding van de verbrandingslucht die 25 lager is dan 1,0 waarbij de verkregen vlam van het verbrandingsgas een kleine hoeveelheid niet-verbrande vrije moleculaire zuurstof bevat. De vrije moleculaire zuurstof aanwezig in de verbandingsvlam in de direct verhitte oven geeft een bijdrage tot de oxydatie van de oppervlaktelaag van de stalen strip. Het gehalte van de vrije moleculaire zuurstof in de verbran-30 dingsvlam is nagenoeg evenredig aan de verhouding van de verbrandingslucht. Daarom geldt dat hoe hoger de verhouding verbrandingslucht hoe dikker de verkregen oxydelaag. Ook geldt dat bij een bepaalde verhouding van de verbrandingslucht bij een hogere verhittingstempera-tuur de verkregen oxydelaag dikker is.

35 Zodoende is het mogelijk om de dikte van de oxydelaag te verminderen door het instellen van de verhouding van de verbrandingslucht in een naar beneden gerichte stroom van de direct verhitte oven. in welk gedeelte van de stalen strip een hogere temperatuur heerst dan in een 8 0 0 2 3 47 o'- -9- 21285/Vk/mv stroomopwaarts gelegen gedeelte, tot een kleinere waarde dan in het stroomopwaarts gelegen gedeelte.

Bij de snelle verhittingsbewerking wordt de koud gerolde stalen verhit tot een temperatuur die gelegen is tussen 500 °C en een 5 Ac^-punt van de stalen strip. De snelle verhitting kan worden bewerkstelligd op een van de volgende drie manieren.

1) De stalen strip word direct verhit van kamertemperatuur tot de bovenvermelde temperatuur onder toepassing van een direct verhitte oven waarin de reducerende verbrandingsvlam wordt geblazen op de stalen strip .

2) De stalen strip wordt voorvervarmd vanaf kamertemperatuur tot een temperatuur die lager is dan 500 °C bij een lagere verhittings-snelheid '.onder toepassing van een afgas dat af gevoerd wordt uit de direct verhitte oven en vervolgens snel wordt verhit tot het bovenver- ^5 melde temperatuursgebied in de direct verhitte oven.

3) De stalen strip wordt csnel verhit tot een temperatuur waarbij de stalen strip wordt herkristalliseerd of tot een temperatuur nabij de herkristallisatietemperatuur bij een hoge verhittingssnelheid, in de direct verhitte oven en vervolgens verwarmd tot een gewenste tem- 20 peratuur bij een verlaagde verwarmingssnelheid, bij voorkeur in een niet-oxyderende atmosfeer.

Wanneer een van de bovenvermelde drie verhittingsmanieren wordt toegepast is het van belang dat de verhittingsbewerking wordt uitgevoerd zodat de dikte van de oxydelaag niet hoger wordt dan 1000 f.

25 Het verdient de voorkeur dat de verhittingsbewerking bij ten minste een temperatuursgebied van 400 °C tot nabij het Ac^-punt van de stalen strip wordt uitgevoerd bij een gemiddelde verhittingssnelheid van 40 tot 100 °C/seconde. Bij een snelle verhittingsbewerking in de direct verhitte oven geldt echter dat wanneer het mogelijk is om het gehalte aan niet-30 verbrande vrije moleculaire zuurstof in de verbrandingsvlam te verminderen tot 100 dpm of minder onder toepassing van bijvoorbeeld een verbeterde brander de onderste grens van de verhittingssnelheid kan worden verlaagd van de bovenvermelde waarde van 40 °C/seconde tot 30 °C/seonde.

De snel verhitte stalen strip wordt toegevoerd aan een re-35 dueerende atmosfeer waarin de temperatuur van de stalen strip wordt gehouden op een waarde tussen 700 °C en het Ac^-punt van de stalen strip, bij voorkeur tussen 700 en 850 °C gedurende 10 seconde of meer, Bij voorkeur gedurende 10-120 seconden. Bij deze reducerende bewerking wordt O Λ Λ O 7 A *7 -10- 21285/Vk/mv de oxydelaag op het buitenste oppervlak van de stalen strip gereduceerd.

Het is niet noodzakelijk om de bovenvermelde reductietemperatuur constant te houden gedurende de bovenvermelde tijdsperiode zolang de temperatuur gelegen is tussen de bovenvermelde waarden. Dit betekent dat 5 de reductietemperatuur kan worden gevarieerd binnen het bovenvermelde gebied in afhankelijkheid van de samenstelling en het gebruik van de metalen plaat, zolang de temperatuur geschikt is voor de herkristallisatie van de stalen^strip en de groei van de korrels.

Ten einde de oxydelaag snel te reduceren binnen de aangege-10 ven tijd van 10-120 seconden , verdient het de voorkeur dat de reducerende atmosfeer bestaat uit een mengsel van 4% of meer aan waterstofgas, waarbij de rest bestaat uit stikstof en een dauwpunt heeft van 10 °C of minder.

De reductiebewerking waarbij de stalen strip gelijkmatig wordt verhit in een reducerende atmosfeer is niet alleen effectief voor het 15 verwijderen·, van de oxydelaag maar ook om een kwaliteitsvermindering te voorkomen bij de oppervlakte eigenschappen van de stalen strip. Wanneer een koud gerólde stalen strip, met name een strip die geen eerdere oppervlaktebehandeling ter reiniging heeft ondergaan snel wordt verhit in een direct verhitte oven en vervolgens op een bepaalde temperatuur wordt ge-20 houden in een niet-reducerende atmosfeer kan soms een deel van de oxydelaag worden afgepeld van de buitenste laag van de stalen strip en de afgepelde oxydelaag hecht op het buitenste oppervlak van de verwarmingsrollen. De gehechte oxydelagen op de verwarmingsrollen bewerkstelligen een ongewenste vorming van krassen op het buitenste oppervlak van de stalen strip. Dit 25 wordt bewerkstelligd omdat de snel verhitte stalen strip wordt gehouden in de niet>reducerende atmosfeer bij een hoge temperatuur waarbij de oxydelaag makkelijk afgepeld wordt van het buitenste oppervlak van de stalen strip en gesinterd op het buitenste oppervlak van de verwarmingsrollen en hierop hecht. Bij de werkwijze volgens de uitvinding zal echter omdat de snel 30 verhitte stalen strip gehouden wordt in de reducerende atmosfeer en omdat de oxydelaag hierin wordt gereduceerd de hechting van de oxydelaag op de verwarmingsrollen kunnen worden voorkomen.

De gereduceerde stalen strip wordt afgekoeld tot een gewenste temperatuur. De afkoelbewerking kan worden bewerkstelligd door een koelme-35 dium, bestaande uit een ga?, vloeistof bijvoorbeeld kokend water, een versproeide vleeistof of een mengsel van een gas en een vloeistof in contact te brengen met de gereduceerde stalen strip. De koelbewerking wordt bij voorkeur snel uitgevoerd van ten minste een temperatuur van 600 °C

800 23 47 -11- 21285/Vk/mv van de stalen strip. Hierbij kan de stalen strip geleijdelijk worden afgekoeld vanaf een gelijkmatige verhittingstemperatuur tot een temperatuur van 600 °C of meer en vervolgens kan worden afgekoeld tot de gewenste temperatuur met een afkoelsnelheid van 10 tot 300 °C/seconde.

5 Ten einde de koelsnelheid te regelen verdient het de voor keur dat de koelbewerking wordt begonnen vanaf een temperatuur van ten minte 600 °C van de stalen strip en uitgevoerd door een koelmedium bestaande uit een mengsel van gas en vloeistof in contact te brengen met de stalen strip . Hierbij is de vloeistof bij voorkeur water en het gas wordt ge-10 woonlijk gekozen uit inerte gassen zoals stikstof en een mengsel van stikstof en waterstof. In een voorkeursvorm bestaat hèt koelmedium uit een meng_ sel van stikstofgas en water»

Wanneer de werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast op een koud gerolde strip van staal met een laag koolstofgehalte met een 15 verouderingseigenschap wordt de koelbewerking beëindigd wanneer de temperatuur van de stalen strip een niveau bereikt waarbij de over-verouderings -temperatuur van de stalen strip,waarbij de afgekoelde metalen strip ook verouderd is, en vervolgens traditioneel wordt gekoeld tot een gewenste temperatuur.

20 De verouderingsbewerking wordt uitgevoerd met als doelstel ling om koolstof neer te slaan uit de stal ai strip die is verzadigd met koolstof in de vorm ' van een vaste oplossing. De verouderingsbewerking wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur tussen 300 en 550 °C, meer in het bijzonder tussen 350 en 450 °C gedurende 3 minuten of minder, 25 bij voorkeur 2 minuten of minder . Het is niet altijd noodzakelijk dat de stalen strip gehouden wordt op een constante temperatuur tijdens de verouderingsbewerking. Dit betekent dat de verouderingstemperatuur in het begin van de verouderingsbewerking hoger kan zijn dan bij - het einde van de verouderingsbewerking.

30 Na de verouderingsbewerking wordt de stalen strip afgekoeld vanaf de verouderingstemperatuur tot een gewenste temperatuur gewoonlijk kamertemperatuur.

Wanneer het afkoelmedium water bevat in een of andere vorm zoals vloeistof, damp en stoom, kan niet worden voorkomen dat het 35 buitenste oppervlak van de stalen strip wordt geoxydeerd. Daardoor zal de verkregen oxydelaag ervoor zorgen dat het buitenste oppervlak van de stalen strip niet voldoende goed is en de oppervlakte eigenschappen van de stalen strip niet geschikt zijn om de oppervlaktebehandelingen te be- ann 9 % 47 -12- 21285/Vk/mv werkstelligen. Daarom is het noodzakelijk de laag met oxyden te verwijderen van het buitenste oppervlak van de stalen strip.

Het verwijderen van de r'oxydelaag kan worden bewerkstelligd volgens een conventionele chemische en fysische methode die effectief is 5 voor het verwijderen van diverse oxyden. Zo kan de oxydelaag bijvoorbeeld worden verwijderd door het buitenste oppervlak van de stalen strip te behandelen met een zure waterige oplossing, bijvoorbeeld een zure waterige oplossing van een anorganisch zuur, met name zoutzuur. , zwavelzuur of fosforzuur of met een organisch zuur, mierenzuur of oxaalzuur. De behan-10 deling kan worden uitgevoerd door de stalen strip onder te dompelen in een zure waterige oplossing, door de zure waterige oplossing op het buitenste oppervlak van de stalen strip te sproeien of door de stalen strip te onderwerpen aan een electrolitische ’’pickling-behandeling" met een zure^waterige oplossing.

15 Bij de werkwijze volgens de uitvinding is de oxydelaag die gevormd wordt bij het afkoelen en eventueel de daarop volgende veroude-ringsbewerking zeer dun . Daarom kan de oxydelaag makkelijk -worden ver-•wijderd door een van de bovenvermelde werkwijzen. Nadat de reinigings-behandeling: is beëindigd wordt het met zuur gezuiverde staal gewassen met 20 water. Omdat het buitenste oppervlak van de met zuur gereinigde stalen strip echter reactief is ten opzichte van zuurstof en makkelijk roestvorming plaats heeft is het gewenst dat de met water gewassen stalen strip wordt geneutraliseerd met een verdunde alkali-waterige oplossing. Dit neutraliseren is effectief om roestvorming en verkleuring van het buitenste 25 oppervlak van de stal ai strip te voorkomen.

Gewoonlijk wordt de koud gerolde stalen strip, die bijvoorbeeld toegepast wordt voor het vervaardigen van een carrosserie van een auto gecoat· voordat het bewerkingsprocédé plaats heeft. In dit geval wordt de stalen strip onderworpen aan een oppervlaktebehandeling met 20 zinkfosfaat. De kwaliteit van de gevormde film van zinkfosfaat op het oppervlak van de stalen strip kan worden verbeterd door het uitvoeren van de hierna volgende .behandeling op de stalen strip nadat deze een rei-nigingsbewerking met zuur heeft ondergaan.

Dit betekert dat wanneer een oppervlak een voorbehandeling 35 heeft ondergaan met een waterige suspensie met een in water onoplosbaar fosfaat, bijvoorbeeld Zr^iPO.^ dat op het oppervlak van de met zuur gezuiverde stal ai strip wordt gesproeid of een dunne film van Ni, Zn of ito door flash-coaten aangebracht wordt op de met zuur gereinigde stalen 800 23 47 -13- 21285/Vk/mv strip voor electro-plating. Daarna als een voor-coat bewerking wordt het oppervlak van de stalen strip behandeld met het zinkfosfaat. De bovenvermelde voorbehandeling van het oppervlak is effectief om de vorming van kristalkernen van het zinkfosfaat te bevorderen en om een dichte film te 5 bewerkstelligen van het zinkfosfaat. Daarom is de bovenvermelde voorbehandeling van het oppervlak zeer effectief om de bindingssterkte te bevorderen van de zinkfosfaatlaag op de deklaag en om de weerstand te verhogen van de deklaag ten opzichte van corrosie.

De voorbehandeling van het oppervlak met de waterige suspen-10 sie van het in water onoplosbare fosfaat kan worden uitgevoerd voor de stalen strip die met een zuur is gezuiverd en gewassen met water maar niet geneutraliseerd, Herbij is de voorbehandeling van het oppervlak ook effectief voor het neutraliseren van de met zuur gereinigde stalen strip.

De oppervlakte voor-behandeling met het in water onoplosbare fosfaat kan 15 worden uitgevoerd op de met zuur gereinigde stalen strip nadat deze gewassen is met water en neutraliseren en daarna opnieuw wassen met water. Anderzijds kan de waterige suspensie van het in water onoplosbare fosfaat worden gemengd met een finishing-vloeistof voor de oppervlaktelaag en wanneer de stalen strip wordt onderworpen aan een doorvoerbewerking van 20 het oppervlak kan het mengsel op het oppervlak van de stalen strip wordèn gesproeid.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft de volgende voordelen.

1) Omdat de dikte van de oxydelaag die verkregen wordt door de snelle verhitting zeer klein is en de oxydelaag volledig kan worden ge-25 reduceerd door een reductie bewerking heeft de verkregen staal strip een zeer zuiver, niet-geoxydeerd buitenste oppervlak. Zelfs wanneer een laag met oxyden wordt ontwikkeld door de afkoelbewerking is de oxydelaag zeer dun en kan daarom gemakkelijk worden verwijderd door een eenvoudige zui-veringsbehandeling met een zuur.

30 2) Omdat de verhittingsbewerking en afkoelbewerking kunnen worden uitgevoerd bij een hoge snelheid van de stalen strip kan de gloei-tijd opmerkelijk worden verkort.

3) Omdat de stalen strip gehouden wordt in een reducerende atmosfeer hecht nagenoeg geen oxydelaag aan de verwarmingsrollen in de 35 reducerende atmosfeer.

4) Door het gebruik '!'van een koelbewerking met een mengsel van een gas en een vloeistof kan de koelsnelheid van de · stalen strip gemakkelijk worden geregeld. Zo kan de stalen strip bijvoorbeeld makkelijk 800 2 3 47 -14- 21285/Vk/mv worden afgekoeld tot een temperatuur die dicht gelegen is bij de veroude-ringstemperatuur van de stalen strip. Daarom kan de verouderingsbewerking direct worden toegepast op de afgekoelde stalen strip zonder de afgekoelde stalen strip te verhitten tot de verouderingstemperatuur.

5 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende niet-beperkende voorbeelden.

Voorbeeld I en vergelijkend voorbeeld 1 In voorbeeld I werd een strip van rustig staal met aluminium en een laag koolstofgehalte dat slechts 0,0018% koolstof bevatte 10 en koud gerold was, continu toegevoerd aan een direct verhitte oven waarin de stalen strip in contact werd gebracht met een reducerende verbrandings-vlam die ontwikkeld werd bij een verhouding van de verbrandingslucht van 0,94 zodat een temperatuur bewerkstelligd werd van de stalen’strip die snel werd verhoogd tot 700 °C bij een verwarmingssnelheid van 50 °C/seconde 0 15 en de dikte van de verkregen laag bestaande uit oxyden bedroeg 730 A. Vervolgens werd de snel verhitte stalen strip toegevoerd aan een reducerende atmosfeer bestaande uit een mengsel van 5% waterstofgas met de rest stikstofgas en dit gasmengsel had een dauwpunt van -5 °C en hierin werd de temperatuur van de stalen strip gehouden op 850 °C gedurende 40 20 seconden, zodat de bewerkstelligde oxydelaag werd gereduceerd.

Vervolgens werd de gereduceerde stalen strip afgekoeld op zodanige wijze dat wanneer de stalen strip een temperatuur bereikte van 700 °C een mengsel van water en stikstofgas op de stalen strip werd geblazen om deze snel af te koelen tot een temperatuur van 90 °C bij een af-25 koelsnelheid van 100 °C/seconde,. De afgekoelde stalen strip werd vervolgens gereinigd met een zuur bestaande uit een 2% waterige oplossing van zoutzuur bij een temperatuur van 90 °C gedurende 2 seconden. Het buitenste oppervlak van de met zuur gezuiverde stalen strip had voldoende goede eigenschappen.

30 Ten slotte werd de met zuur gezuiverde stalen strip voor zien van een deklaag met zinkfosfaat volgens de gebruikelijke methode. De laag van de verkregen zinkfosfaat deklaag gekrast. Vervolgens werd een waterige oplossing van natriumchloride op het gekraste oppervlak gesproeid van de met zinkfosfaat bedekte stalen strip en ten slotte bleef de besproei-35 de stalen strip staan in de atmosfeer gedurende 10 dagen om de bestendigheid te testen van het .oppervlak van de stalen strip ten opzichte van corrosie. De resultaten van deze cocrosietest gaven aan dat het van een deklaag voorziene oppervlak van de stalen strip een voortreffelijke be- 800 2 3 47 ï? a -15- 21285/Vk/mv stendigheid had ten opzichte van corrosie. In het vergelijkende voorbeeld 1 werden dezelfde bewerkingen uitgevoerd als venmeld is in voorbeeld I, behalve met betrekking tot het volgende. In de direct verhitte oven werd een vlam ontwikkeld met een hoge verhouding van de verbrandingslucht van 5 1,01 en de verhitting werd bewerstelligd bij een lage verwarmingsgraad van 30 °C/seconde. Daardoor had de verkregen oxydelaag een hoge dikte, ♦ namelijk van 4300 A. Na de met.zuur uitgevoerde reinigingsbewerking van het buitenste oppervlak van de verkregen stalen strip was deze verontreinigd met een schaal of met een poreuze laag. Na de bewerkstelliging van de 10 deklaag met zinkfosfaat was het van een deklaag voorziene oppervlak van de metalen strip aanmerkelijk meer gecorrodeerd volgens de corrosietesten· Voorbeeld II en vergelijkend voorbeeld 2 In voorbeeld II werd dezelfde werkwijze uitgevoerd zoals aangegeven is in voorbeeld I, behalve met betrekking tot het volgende.

15 Een "capped? staalsoort met een laag· koolstofgehalte te weten 0,07% dat koud was gerold werd hierbij toegepast. Door de snelle verhitting * had de verkregen laag met oxyden een dikte van 750 A. De snel verhitte stalen strip werd in dezelfde reducerende atmosfeer gehouden als aangegeven is in voorbeeld I bij een temperatuur van 700 °C gedurende 20 secon- 20 den. Wanneer de gereduceerde stalen strip een temperatuur had bereikt van o 650 C werd een mengsel van stikstof met water tegen de ‘stalen strip geblazen om deze snel af te koelen tot een temperatuur van 400 °C met een afkoelsnelheid van 100 °C/seconde. Daarna werd >de stalen strip verouderd in een stikstofatmosfeer bij een temperatuur van 400 °C gedurende 90 se-25 conden. Na de zuivering met zuur had de verkregen stalen strip een goed buitenste oppervlak. Ook bleek dat de corrosietest resulteerde in nagenoeg geen corrosie van het gecoate oppervlak van de stalen strip.

In vergelijkend voorbeeld 2 werd dezelfde bewerking herhaald als aangegeven is in voorbeeld II behalve met betrekking tot de volgende 30 punten. In de direct verhitte oven werd de vlam ontwikkeld met een hoge luchtverhouding voor de verbranding van 1,01 en de verhittingssnelheid bedroeg 30 °C/seconde. De verkregen oxydelaag had een hoge dikte namelijk van 4500 A. Na de reiningingsbehandeling met zuur was het buitenste oppervlak van de verkregen stalen strip verontreinigd met schaal en had een po-35 reuze laag. Ook uit de corrosietest bleek dat het gecoate oppervlak van de stalen strip significant onderhevig was aan corrosie.

8 0 0 2 3 47 -16- 21285/Vk/my

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een koud gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte continu gegloeid door de strip snel te verhitten met een reducerende verbrandingsvlam van een temperatuur van 500 °C tot een Ac^-punt van de stalen strip om een oxyder-5 laag te bewerkstelligen op het buitenste oppervlak van de strip die niet meer is dan 1000 1, door de temperatuur van de snel verhitte stalen strip te houden tussen 700 °G en het Ac^-punt in een reducerende atmosfeer om de oxydelaag te reduceren, door het afkoelen van de stalen strip tot een' gewalste temperatuur en eventueel de gekoelde stalen strip te verouderen 10 bij een temperatuur van 300-550 °C.

-conclusies- 15 800 2 3 47

Claims

1. Werkwijze voor het continu gloeien van een houd gerolde stalen strip met een laag koolstofgehalte met het kenmerk dat een koud gerolde 5 stalSrï strip met een laag koolstofgehalte wordt toegevoerd aan een direct verhitte oven waarin de strip in direct contact wordt gebracht met een re- ’ducerende verbrandingsvlam om hem snel te verwarmen tot een temperatuur tussen 500 °C en een Ac--punt van het staal waarbij de dikte van de o $ oxydelaag op de strip niet groter wordt dan 1000 A (100 nm) het toevoe- 10 ren van de verwarmde strip aan een reducerende atmosfeer waarbij de temperatuur van de strip wordt gehouden tussen 700 °C en het Ac^-punt van' het staal om de oxydelaag te reduceren en het afkoelen van de gereduceerde stalen strip tot een gewenste temperatuur.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 koud gerolde stalen strip wordt voorverwarmd tot een temperatuur van 500 °C of lager voordat deze in contact wordt gebracht met de reducerende vlam.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de temperatuur van de stalen strip wordt verhoogd met een gemiddelde verwar-mingssnelheid van 40 tot 100 °C/seconden tijdens het contact met de redu- 20 cerende verbrandingsvlam.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de direct verhitte oven de stalen strip een temperatuur bereikt van 50Ó tot 850 °C.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 25 reducerende verbrandingsvlam in de direct verhitte oven wordt ontwikkeld door de verbranding van een brandstof in de verbrandingslucht met een verhouding van 0,8 tot 1,0.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de direct verhitte oven de reducerende verbrandingsvlam wordt ontwikkeld door 30 <je verbranding van een brandstof bij een verhouding (M) van de verbrandingslucht en de stalen strip een temperatuur bereikt van (T) welke verhouding (M) en temperatuur (T) vallen op of üiHïïerf ~een' onregelmatig pentagon in een recht co-ordinatie diagram, weergegeven door de co-ordinaten A, B, C, D en E, waarvoor geldt:

35 A(M:0,8, T:850) B(M:0,8, T:600) C(M:0,8, T:500) D(M:0,99> T:500) en E(M:0,99, T:850) 8 0 0 2 3 47 -18- 21285/Vk/mv

7. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de voorverwarmingsbewerking wordt uitgevoerd onder toepassing van een afgas dat af gevoerd wordt uit de direct verhitte oven.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 5 reducerende atmosfeer bestaat uit een mengsel van 4% of meer waterstofgas en de rest bestaat uit stikstof en een dauwpunt heeft van 10 °C of lager.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stalen strip in de reducerende atmosfeer wordt gehoudende gedurende 10 seconden of meer.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koelbewerking . wordt begonnen bij een temperatuur van ten minste 600 °C van de stalen strippen uitgevoerd wordt door een koelmedium bestaande uit een mengsel van een gas en een vloeistof in contact te brengen met de stalen strip;

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het koelmedium de stalen strip afkoelt met een koelsnelheid van 10-300 °C/ seconde.

12. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 als koelmedium kokend water wordt toegepast.

13. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het gas in het koelmedium wordt gekozen uit stikstof en een mengsel van stikstof en waterstof.

14. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de 2^ vloeistof in het koelmedium water is.

15. Werkwijze volgens conclsuie 10, met het kenmerk, dat de koelbewerking wordt beëindigd als de temperatuur van de stalen strip een niveau bereikt nabij de verouderingstemperatuur van de stalen strip, de gekoelde stalen strip wordt verouderd en vervolgens de verouderde stalen 20 strip additioneel, wordt afgekoeld tot de gewenste temperatuur.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de verouderings (•’overaging”) bewerking wordt uitgevoerd binnen een tempera-tuursgebied van 300 tot 550 °C gedurende 3 minuten of minder.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 35 verouderingsbewerking wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 350 en 450 °C.

18. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afgekoelde stalen strip wordt onderworpen aan een behandeling voor het 800 2 3 47 -19- 21285/Vk/mv verwijderen van de oxydelaag gevormd op het buitenste oppervlak van de afgekoelde stalen strip.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de oxydeverwijderende bewerking wordt uitgevoerd met een waterige oplossing 5 die ten minste een zuur bevat gekozen uit zoutzuur, zwavelzuur, fosforzuur mierenzuur en oxaalzuur. Eindhoven, 22 april 1980. 10 .1 800 2 3 47