PL158408B1

PL158408B1 - Sposób przeciwkorozyjnej obróbki walcowanej staliPierw szenstw o:01.09.1987,D E ,P3729177.7 PL PL PL

Info

Publication number: PL158408B1
Application number: PL1988274389A
Authority: PL
Original assignee: Aicher Max
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1992-08-31
Also published as: PT88371B; DE3729177C1; PL274389A1; DE3866998D1; EP0305914A3; GR3004067T3; CN1031724A; NO176578B; ES2028964T3; HUT52178A; DK460688A; JPH0445591B2; ATE70568T1; EP0305914B1; DK460688D0; NO883781L; EP0305914A2; JPS6475692A; DD282246A5; CA1306391C

Abstract

1. Sposób przeciw korozyjnej ob ró b k i w alcowanej stali, zw laszcza stali zbrojeniow ej, stali do zbrojenia b etonu sprezonego lub tym p o d o b n ej, przez nanoszenie na jej pow ierzchnie pow loki z m etalu niezelaznego, korzystnie z cynku, przy czym ze stali w alcow anej bezposrednio z nagrzew u w alcow niczego usuw a sie najpierw zgorzeline, a nastepnie na goraca stal w alcow ana nanosi sie pow loke, zapobiegajac jednoczesnie ponow nem u pow staniu zgorzeliny, znamienny tym, ze z w alcow anej stali w nieprzerw anym procesie jej w alcow ania usuw a sie zgorzeline przez dzialanie na te w alcow ana stal strum ieniem sprezonej wody, nastepnie bezposrednio po usunie- ciu zgorzeliny chlodzi sie szybko pow ierzchnie stali za pom oca w ody do tem p eratu ry 600°C niedopuszczajac tym sam ym do ponow nego utw orzenia sie zgorzeliny, po czym nanosi sie na pow ierzchnie walcow anej stali pow loke. PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej © OPIS PATENTOWY @ PL © 158408 © Bl © Numer zgłoszenia: 274389 ζτΛ

IntCl⁵:

B21B 15/00

Χ-Χ C23F 15/00 (³³) Da^ta z^głoszema: ^{25.08.1988 k}ńYTEŁf^j!A

15 0 L fJ A

Sposób przeciwkorozyjnej obróbki walcowanej stali

Pierwszeństwo:

01.09.1987,DE,P3729177.7

Uprawniony z patentu:

Stahlwerk Annahutte Max Aicher GmbH und

Co. KG, Hammerau, PL

Zgłoszenie ogłoszono:

17.04.1989 BUP 08/89

Pełnomocni:

PHZ Polservice, Warszawa PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.1992 WUP 08/92

PL 158408 Bl

57) 1. Sposób przeciwkorozyjnej obróbki walcowanej stali, zwłaszcza stali zbrojeniowej, stali ido zbrojenia betonu sprężonego lub tym podobnej, przez nanoszenie na jej powierzchnię powłoki z metalu nieżelaznego, korzystnie z cynku, przy czym ze stali walcowanej bezpośrednio z nagrzewu walcowniczego usuwa się najpierw zgorzelinę, a następnie na gorącą stal walcowaną nanosi się powłokę, zapobiegając jednocześnie ponownemu powstaniu zgorzeliny, znamienny tym, że z walcowanej stali w nieprzerwanym procesie jej walcowania usuwa się zgorzelinę przez działanie na tę walcowaną stal strumieniem sprężonej wody, następnie bezpośrednio po usunięciu zgorzeliny chłodzi się szybko powierzchnię stali za pomocą wody do temperatury 600°C niedopuszczając tym samym do ponownego utworzenia się zgorzeliny, po czym nanosi się na powierzchnię walcowanej stali powłokę.

SFOSÓB PRZECIWKOROZYJNEJ OBRÓBKI WALCOWANEJ STALI

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób przeciokorozyjnej obróbki oalcooanej stali, zwłaszcza stali zbrtjeniooej, stali dt zbrojenia betonu sprężonego lub tym potiobnej, przez nanoszenie na jej powierzchnię powłoki z meealu nieżelaznego, korzystnie z cynku, przy czym ze stali oalcooanej bezpośrednio z nagrzewu oalcconiczego usuoa się najpierw zgorzelinę, a następnie na gorącą stal oalcooaną nanosi się powłokę, zapobiegając jednocześnie ponownemu powssaniu zgorzeliny, znamienny tym, że z oalcooanej stali o nieprzeoanym procesie jej o,alctoania usuwa się zgorzelinę przez działanie na tę walcowaną stal strumieniem sprężonej oody, następnie bezpośrednio po usunięciu zgorzeliny chłodzi się szybko powierzchnię stali za pomocą otdy dt temppratury 600°C nie dopuszczając tym samym do poraonego utoorzenia się zgorzeliny, pt czym nanosi się na powierzchnię 'oalcooanej stali powłokę.
2. Sposób oredług zastrz. 1, znamienny tym, że o,odę dtprooadza się pod ciśnieniem pooyżej 200 aż dt oktłt 1000 bar!, korzystnie o granicach td 300 dt 400 baróo.
3. Sposób oedług zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stal oalcooaną prto>adzi się przez kąpiel oodną.
4. Sposób oedług zastrz. 1 albt 2, znamienny tym, że stal oalcooaną opryskuje się oodą.
5. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę nanosi się przez napy lenie meealu nieżelaznego w postaci proszku.
6. Sposób oedług zastrz. 1, znamienny tym, że dla naniesienia powłoki stal oalcooaną prooadzi się przez kąpiel roztopionego meealu nieżelaznego.
7. Sposób oedług zastrz. 1 albt 6, znamienny tym, że na poołtkę nanosi się jeszcze jedną o-arstoę z żyoicy sztucznej, korzystnie żywicy epoksydowej.
8. Sposób oiedług zastrz. 1, znamienny tym, że chłodzenie stali walcooanej, w postaci szybkiego schładzania przeprcoadza się tak, aby bezpośrednio po szybkim schłodzeniu o stali oalcooanej powstała strefa brzegcoa z martenzytu i bainitu, zaś ciepło, zaoarte o rdzeniu stali, pooodowałt podczas późniejszego chłodzenia odpuszczenie strefy brzegooej.

Frzedmiotem oymlazku Jest sposób przeciokorozyjnej obróbki stali, zwłaszcza stali zbrtjeniooej, stali dt zbrojenia betonu sprężonego lub tym podobnej, przez nanoszenie na jej powoerzchnię powłoki z meealu nieżelaznego, korzystnie z cynku, przy czym ze stali o,alcooanej bezpośrednio z nagrzeoou ^^lco^r^i.czego usi-oa się najp^i^ zgorzelinę, a następnie na gorącą stal oalcooaną nanosi się powłokę, zapobiegając Jednocześnie pontonemu powstawaniu zgorzeliny.

Wyrtby ze stali o.alcooanej stosuje się między irnymi o budownnctwii Jako stal budowlaną, tu przede oszystki^m o postaci stali zbrtjiniowej do betonu, Jako stal do zbrojenia betonu sprężonego, a także dt tdciigg! zakotoleń ziemnych traz skalnych i tym podobnych.

W przypadku zastoscwanir zbrtjenicoych element! budowlanych z betonu, bądź jakt niesprężonegt zbrojenia dt żelbetu, Jako zbrojenia sprężającego, bądź też Jakt członu cięgntoego dt zaki^ienia ziemnego lub skalnego, pomiędzy stalą zbrojenicoą a betonem oystępuje z reguły przyczepność. W żelbecie i betonie sprężonym z przyczepnością natychmiast^ą poostaje ona niezwłocznie o skutek tego, że elementy zbrojeno^e są osadzone o betonie i są nim

158 408 szczelnie otoczone, a w przypadku betonu sprężonego z przyczepnością opóźnioną - wskutek tego, że kanały sprężające, niezbędne do zachowywania możliwości ruchu podłużnego elementów sprężających, wypełnia się później pod ciśnieniem zaprawą ce^r^tową.

Fodczas wytwarzania betonu powstaje wskutek rozpuszczenia cząstek wapna, zawartych w cemencie, roztwór alkaliczny o wartości pH 12. Fowoduj to, iż na powierzchni elementów zbrojenicwych tworzy się w^:s^wa powłokowa z tlenku żelaza, która pesywuje powierzchnię stali i zabezpiecza przed korozją powierzchniową. Z przyczyn statycznych, lecz również konstrikcyjnych elementy zbrojeniowe leżą najczęściej w obszarach obrzeżnych element^· budowlanych, gdzie muszą one zachowywać pewien minimalny odstęp od powierzchni zewnętrznej - tak zwane pokrycie betonem. Wskutek zanieczyszczenia powietrza, a w przypadku budowli mostowych przede wszystkim wskutek rosnącego stosowania soli rozpuszczających do usuwania śniegu i lodu, rozpuszczone w tych środkach chlorki rają mooiiwość przy niedostaeezznym, często także przy dostatecznym pokryciu betonem przenikać do stali, gdzie niszczą one warstwę pasywującą i w ten sposób mogą bezpośrednio atakować stal. To samo dotyczy elementów cięgnowych zakotwień ziemnych i skalnych, gdzie oddziaływanie korozyjne na stal jest wywoływane przez wilgotność gruntu, wodę i kwaśne części składo-e gruntu. Z tego względu istnieje potrzeba dodatkowej ochrony antykorozyjnej tego rodzaju wyrobów ze stali walcowanej, st^ojscwanych w budownictwie.

Znane Jest ogólnie powlekanie meali, zwłaszcza meeali żelaznych, cienką warstwą cynku jako powłoką, zabezpieczającą przed rdzewieniem. Zn^ne są rozraite sposoby, służące do tego celu. W przypadku cynkowania ogniowego lub na gorąco zabezpieczane elementy zanurza się do kąpieli z roztopionego cynku, który w danym przypadku może być stopem aluminżwż0-nnnżowym.

W przypadku cynkowania elektΓolinycznegż lub galwanicznego stosuje się kwaśne kąpiele siarczanowe, z chlorku siacczzżW'ego lub z cyjanku i wożożotlezku potasowego. Znane jest również nanoszenie powłok metalowych przez natryskiwanie meealu w postaci ciekłej, przy czym meeal doprowadza się do pistoletu natryskowego w postaci drutu lub proszku, topi się go za pomocą mieszanin tlenu i gazu palnego oraz rozpyla za pomocą sprężonego po-wetrza. Wszystkie te sposoby są kosztowne, przede wszystkim Jednak nie mogą być stos<w^azi w ogóle lub mogą być stosowane jedynie przy dużym nakładzie pracy i kosztów do obróbki wyrobó·' rasowych o dużej długości, wytwarzanych w ramach ciągłej opracji technologicznej, takich Jak stal zbrojenoo^a do betonu lub stal sprężająca. Do tego dochodzi Jeszcze okoliczność, że powlekane wyroby należy oczyścić przed zaziisieniem takiej powłoki,w szczególności zaś wyroby ze stali walcowanej należy uwolnić od warstwy zgorzeliny, przywiTaJącej do nich Już podczas procesu walc owa nia; przeprowadza się to zazwyczaj za pomocą strumieni piasku, przez wytrawia nie lub inną podobną obróbkę.

W przypadku wyrobtw ze stali walcowanej, wytwarzanych ratodą ciągłą, znane Jest już także z opisu patentcwego USA nr 2 442 485 usuwanie zgorzeliny z maaeriału walcowanego w bezpośrednim połączeniu z procesem walcowania oraz zaopatrywanie go w odporną na korozję powłokę, np. cynkową, z Jednoczesnym zapobieganiem ponownemu powstawaniu zgorzeliny i wykorzystywaniem ciepła walcowania. Usuwanie zgorzeliny następuje przy tym w ostatniej klatce wa^ow^czej jako skutek silnego, połączonego z wydłużeniem zmnżeJszenia przekroju poprzecznego raaeriału walcowanego, wskutek czego krucha zgorzelina pęka, tak, iż raaeriał walcowany opuszcza klatkę walcowniczą w zasadzie bez zgorzeliny. Aby ten stan zachować, raaeriał walcowany - po opuszczeniu przez niego klatki w^^ow^czej przy temperaturze około 980 do 760°C - prowadzi się przez zamnnętą, wyIeiniozą żdtleziθJąnym gazem, korzystnie tlerkeem węgla, komorę, w której tlenek węgla spala się na dwutlenek węgla. Bezpośrednio potem raaeriał walcowany przechodzi przez następną komorę, w której zostaje on pokryty na przykład cynkiem w postaci proszku cynkowego, który topi się pod wpływem ciepła, pozostałego jeszcze w tym maZeri8li. Ponieważ przy opuszczaniu tej komory maer^! walcowany ma Jednak wciąż Jeszcze temperaturę od około 700 do 600°C, należy go bezpośrednio po powie4

158 408 czeniu szybko ochłodzić, aby zapobiec spaleniu się naniesionego proszku cynkowego, na przykład na tlenek cynku.

Również ten sposób jest stosurkcwo kosztowny. Utrzymywanie w czystym stanie pozbawionej zgorzeliny powierzchni maaeriału walcowanego za pomocą atmosfery gazu odtleniającego wymaga nie tylko Jego posiadania w pobliżu, doprowadzania i utrzymywania atmosfery odtleniaJącej w odpowiednio uszczelnionej komorze, lecz ponadto utray mywania odpowiedniej tempratury, zanim materiał walcowany nie zostanie szybko ochłodzony przed powleczeniem z zastosowaniem innych środków.

W związku z tym u podst^' wynalazku leży zadanie umożżiwienia powlekania wyrobów ze stali walcowanej w ramach ciągłej opracji technologicznej, łączącej się bezpośrednio z procesem walcownia, z wykorzystaniem ciepła walcowania, a Jednocześnie utrzymywania nakładów technologicznych i aparatuocwych na mooliwie jak najr^^^jtzy^ym poziomie.

W myśl wyralazku zadanie to rozwiązuje się w ten sposób, że z walcowanej stali w nieprzew»anym procesie jej walcowania usuwa się zgorzelinę przez działanie na tę walcowaną stal strumieniem sprężonej wody, następnie bezpośrednio po usunięciu zgorzeliny chłodzi się szybko poowerzchnię stali za pomocą wody do tempratury 600°C nie dopuszczając tym samym do ponownego utworzenia się zgorzeliny, po czym nanosi się na po we rzchn ię walcowanej stali powłokę.

Zaletę wynalazku należy upatrywać przede wszystkim w tym, że zarówno do usuwania zgorzeliny, jak i do zapobiegania ponownemu powstawaniu zgorzeliny, a jednocześnie do chłodzenia stosuje się jeden tylko czynnik, miano-wcie wodę, dzięki czemu chłodzenie można tak przeprowadzać, iż ciepło walcowania jest wykorzystywane do powlekania w optymalny sposób. Osiąga się dzięki temu to, że wszystkie stadia procesu lub operacje obróbcze m^^ą przebiegać jako ciągłe przedłużenie operacji walcownia, a zatem z prędkością walcowania tak, iż powleczony gotowy produkt finalny opuszcza linię technologiczną w analogiczny sposób, jak normalny wyrób 'walcowniczy, nie poddawany dodatkowej obróbce.

Frzez zasilanie powie rzchni stali wodą pod -wz'^''^® ciśnieniem, w celu usunięcia z niej zgorzeliny, wykoozystuje się zjawisko, że można stosurkwo łatwo usunąć całkowicie zgorzelinę, która podczas zachodzącego w ostatniej klatce walcowniczej odkształcenia maeriału walcowanego, na przykład przy przejściu od owalnego do okrągłego przekroju poprzecznego,

Już uległa odspojeniu, bezpośrednio po opuszczeniu przez ten matriał klatki walcowniczej. Ciśnienie wody powinno wfr^o^^ić powyżej 200 barów, korzystnie około 300 do 400 barów; w razie potrzeby można je podwyższyć do około 1000 barów. Wymga to jedynie bardzo krótkiej obróbki, m^ianowcie przebiegu stali walcowanej przez dyszę doprowadza Jącą, co powoduje jedynie nieznaczne obniżenie tempratury stali walcowanej.

Podczas gdy usuwanie zgorzeliny następuje za pomocą wody pod ciśnieniem z warunków działa nia ciepła walcowania w tempraturze od około 900 do 1000°C, w myl wynalazku w przedłużeniu tej obróbki wodą przeprowadza się w ramach ciągłego przebiegu chłodzenia z zastosowaniem tego samego czynnika tak, iż tempraturę obniża się możliwie Jak najszybciej pniżej tempratury powstawania zgorzeliny, wynoszącej 600°C, iż zatem nie może tworzyć się nowa zgorzelina, oraz osiąga się tempratury, w których można nanosić powłoki. Można to uzyskać w myśl wynalazku w ten sposób, że stal walcowaną prowadzi się przez kąpiel wodną lub opryskuje się wooią. V przypadku czystego aluminium tempraturami, odpowiednimi do nanoszenia powłok, odpor nych na korozję, są np. tempratury od ok. 560 do 570°C, a w przypadku czystego cynku - temperatura ok. 415°C; w przypadku stop! można włączać stopnie pośrednie. W ten sposób możHwe Jest w ®śl wynalazku stosowanie na powłokę dowolnego żądanego stopu, ponieważ poczynając od tempratur walcowania aż do całkowitego ochłodzenia przechodzi się przez wszystkie zakresy temperatur.

Powłokę można nanosić w dowolny sposób. Meal nieżelazny, tworzący powłokę, można napylać w pstaci proszku, przy czym zachodzi Jego topnienie; stal walcowaną można Jednak r!nież prowadzić przez kąpiel ciekłego mtalu nieżelaznego.

158 408

0 ile po usunięciu zgorzeliny stal walcowaną zabezpiecza się przed ponownym powstaniem zgorzeliny za pomocą obróbki wodą, o tyle po naniesieniu powłoki aż do całkowitego ochłodzenia stali walcowanej ochronę tę sprawuje właśnie ta powłoka. W niektórych przypadkach celowe Jest naniesienie na powłokę np. z cynku Jako dodatkowego zabezpieczenia Jeszcze warstwy z żywicy sztucznej, np. żywicy epoksydowej. Również taką operację technologiczną można włączyć bez trudności do sposobu według wynalazku z wykorzystaniem ciepła szczątkowego.

Ponioważ po usunięciu zgorzeliny stal walcowaną chłodzi się w myśl wyralazku przez obróbkę wodą, przeto obróbkę tę można przeprowadzać także w postaci znanych jako takie metod ulepszania cieplnego z zastosowaniem wody. Taką metodą Jest np. mtoda, znana w przypadku stali zbrojeni wych o małej zawartości węgla, a -tym samym spawalnych, pod nazwą metody tempcore, w której obróbkę wodą przeprowadza się tak, iż bezpośrednio po ochłodzeniu w stali walcowaraj powwtaje strefa brzegowa z rartenzytu i bainitu, natomiast ciepło, pozostałe w rdzeniu stali, nie powooiuje podczas późniejszego chłodzenia odpuszczenia strefy brzegowej poza stopień bainitu. W przypadku stali o dużej zawartości węgla, rada jących się na stal sprężającą, obróbkę wodą przeprowadza się tak, że stale chłodzi się od końcowej tempera tury walcowania w granicach od 860 do 1060°C w ten sposób, iż w warstwie brzegowej powstaje struktura całkowicie martenzytyczna, a temperatura warstwy brzegowej wynosi wskutek wyrównania temjpratur w czasie od 2 do 6 sekund po rozpoczęciu procesu chłodzenia 400 do 500°C. w ten sposób prowadzone w mśl ^ralazku chłodzenie można wykorzystać dodatkowo w szczególnie korzystny sposób do zwiększenia w^rzymaaości stali.

Dalsza zaleta wynalazku polega wreszcie na tym, że wszystkie operacje technologiczne przeprowadza się w ramach przebiegającego w sposób ciągły procesu, łączącego się bezpośrednio z procesem walcowania, na poszczególnych stanowiskach obróbczych, umieszczonych za ostatnią klatką walcowniczą. Fodczas gdy nieciągły proces walcowania, uwarunkowany z konieczności walcowaniem kęsów, staje się już aż do opuszczenia ostatniej klatki ^^i-co^nnojzej w znacznym stopniu bardziej równomierny, sposób według wynalazku ujawnia także szczególne zalety yó-wcas, kiedy po uprzednim zgrzaniu kęsów proces walcowania rabiera cech walcowania be^rz końca. Udaje się to w szczególnie korzystny sposób w wyniku znanego Jako takie jednostronnie podpartego doczołowego zgrzewania iskrowego kęsów w obszarze pomiędzy opuszczeniem pieca lub opuszczeniem walcarki trio a pieiwszym przepustem linii walcowania ciągłego.