RU2621941C2 - Способ изготовления упаковочной алюминированной стали и применение листа алюминированной стали - Google Patents

Способ изготовления упаковочной алюминированной стали и применение листа алюминированной стали Download PDF

Info

Publication number
RU2621941C2
RU2621941C2 RU2015122209A RU2015122209A RU2621941C2 RU 2621941 C2 RU2621941 C2 RU 2621941C2 RU 2015122209 A RU2015122209 A RU 2015122209A RU 2015122209 A RU2015122209 A RU 2015122209A RU 2621941 C2 RU2621941 C2 RU 2621941C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel sheet
aluminum
bath
maximum
steel
Prior art date
Application number
RU2015122209A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015122209A (ru
Inventor
Дирк ГАДЕ
Райнер ЗАУЭР
Буркхард КАУП
Мануэль КЁЛЬ
Original Assignee
ТиссенКрупп Рассельштайн ГмбХ
Тиссенкрупп Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ТиссенКрупп Рассельштайн ГмбХ, Тиссенкрупп Аг filed Critical ТиссенКрупп Рассельштайн ГмбХ
Publication of RU2015122209A publication Critical patent/RU2015122209A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2621941C2 publication Critical patent/RU2621941C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/012Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/60Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0035Means for continuously moving substrate through, into or out of the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0038Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/024Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/026Deposition of sublayers, e.g. adhesion layers or pre-applied alloying elements or corrosion protection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12Aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/261After-treatment in a gas atmosphere, e.g. inert or reducing atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/28Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29Cooling or quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002Bainite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0442Flattening; Dressing; Flexing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736Al-base component
    • Y10T428/1275Next to Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12757Fe

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

Изобретение относится к изготовлению упаковочного алюминированного стального листа из холоднокатаного листа из нелегированной или низколегированной стали. Способ включает следующие этапы: нанесение на стальной лист силикатного покрытия, рекристаллизационный отжиг стального листа, нагрев листа посредством электромагнитной индукции при температурах в температурном интервале рекристаллизации стали и со скоростью нагрева, превышающей 75 К/с, погружение стального листа, прошедшего рекристаллизационный отжиг, в ванну с расплавленным алюминием для нанесения слоя алюминия, причем стальной лист, погруженный в ванну с алюминием, имеет температуру по меньшей мере 700°С, извлечение алюминированного стального листа из ванны с алюминием и охлаждение его при скорости охлаждения по меньшей мере 100 К/с. Изобретение позволяет изготовить упаковочные алюминированные стальные листы, которые отличаются высокой прочностью и большим удлинением при разрыве, проявляют отличные формообразующие характеристики, в частности, в процессах вытяжки с утонением стенки, применяемых при изготовлении банок, аэрозольных контейнеров и крышек, а также могут быть использованы в качестве материала-заменителя листов из олова. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к способу изготовления упаковочной алюминированной стали с использованием холоднокатаного листа из нелегированной или низколегированной стали.
Уровень техники
Стальные листы, покрытые алюминием (алюминированные стальные листы), давно известны и изготавливаются, в частности, путем нанесения жидкого алюминия методом погружения в расплав (так называемое горячее алюминирование) или, в других вариантах, посредством прокатывания алюминиевой пленки или нанесения исходного материала, содержащего алюминий (прекурсора), такого, например, как алкилалюминий. В известных способах алюминирования стальных листов с погружением в расплав исходный лист, как правило, нагревают в печи (например отжигового типа), а затем погружают в ванну с расплавленным алюминием, нагретую до температуры примерно 620°С. Применение алюминия в качестве материала, покрывающего стальные листы и полосы, позволяет, например, обойтись без олова, широкое применение которого в качестве противокоррозионного покрывного материала ограничено повышенной стоимостью.
Способ нанесения алюминиевого покрытия на стальной лист путем погружения в расплав известен, в частности, из US 3820368. Согласно данному документу стальной лист с твердостью по Роквеллу 45-75 (что соответствует пределу прочности на разрыв, примерно равной 278-450 мПа) погружают в ванну, предназначенную для нанесения покрытий из расплавленного сплава, причем в ванне, кроме алюминия, содержится более 3% кремния. Покрытие, полученное погружением стальной подложки в расплав, состоит из слоя сплава толщиной около 5 мкм и слоя алюминия, толщиной менее 5 мкм, тогда как. суммарная толщина нанесенного слоя составляет 8-25 мкм. Полученный таким способом алюминированный стальной лист может быть использован в процессе вытяжки с утонением стенки, используемом при изготовлении корпуса двухкомпонентной банки для безалкогольного напитка.
К характеристикам металлических материалов, используемых в производстве упаковок, предъявляются повышенные требования, в первую очередь связанные со способностью этих материалов к формообразованию и с их прочностью. Для многих областей применения используемые в способе по US 3820368 стальные листы с твердостью по Роквеллу 45-75 не удовлетворяют требованиям по прочности упаковочных модификаций стали и по их относительному удлинению при разрыве.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание пригодной упаковочной стали, не содержащей олова, которая в отношении своей стойкости к коррозии, прочности и способности к формообразованию сопоставима с листами олова, известными из уровня техники как материал для производства упаковки. Чтобы быть пригодной, в частности, при производстве двухкомпонентных банок для пищевых продуктов и безалкогольных напитков, создаваемая упаковочная сталь должна сочетать высокую стойкость к коррозии и большую прочность с хорошими свойствами, связанными со способностью к формообразованию и проявляемыми, конкретно, в процессе вытяжки с утонением стенки. Кроме того, необходимо, чтобы поверхность упаковочной стали была настолько однородной, насколько это возможно, и имела привлекательный вид. При использовании процесса вытяжки с утонением стенки по отношению к упаковочной стали, например, в производстве банок, должны быть гарантированы минимальные из всех возможных износ материала и повреждение его поверхности. Во время формования в процессах вытяжки с утонением стенки упаковочная сталь должна иметь также хорошие характеристики, связанные со скольжением, и гарантировать хорошую адгезию по отношению к органическим покрытиям, таким как покрытия полипропиленом (ПП) или полиэтилентерефталатом (ПЭТ), или к органическим лакам.
Поставленные задачи решаются посредством способа, признаки которого включены в п. 1 прилагаемой формулы. Примеры предпочтительных вариантов осуществления способа охарактеризованы в зависимых пунктах.
В способе согласно изобретению холоднокатаный лист из нелегированной или низколегированной, в частности из низкоуглеродистой стали с предпочтительным содержанием углерода 0,01-0,1 масс. %, сначала, на первом этапе, подвергают рекристаллизационному отжигу, в процессе которого лист посредством электромагнитной индукции нагревают со скоростью, превышающей 75 К/с, при температурах, лежащих в температурном интервале рекристаллизации стали, а предпочтительно превышающих температуру аустенитного преобразования (температуру Acl), находясь, конкретно, в температурном интервале 700-850°С.После этого на втором этапе все еще горячий стальной лист погружают в ванну с расплавленным алюминием, чтобы в ходе процесса погружения в расплав нанести на лист слой алюминия. При этом температура стального листа, погруженного в ванну с алюминием, составляет по меньшей мере 700°С. Затем, на третьем этапе стальной лист извлекают из ванны с алюминием и охлаждают со скоростью по меньшей мере 100 К/с. Для этого стальной лист, например, переносят в охлаждающую ванну.
В результате термической обработки стального листа (конкретно, под воздействием рекристаллизационного отжига посредством электромагнитной индукции при очень высокой скорости нагрева, превышающей 75 К/с, а в предпочтительном варианте при температурах выше температуры Acl) и последующего охлаждения его алюминированной модификации с высокой скоростью, составляющей по меньшей мере 100 К/с, в данном листе формируется многофазная структура, содержащая феррит и по меньшей мере один структурный компонент из группы, в которую входят мартенсит, бейнит и/или остаточный аустенит. Желательно, чтобы в многофазной структуре перечисленные структурные компоненты, т.е. феррит, мартенсит, бейнит и/или остаточный аустенит, составляли более 80%, а еще лучше - по меньшей мере 95%. Такой стальной лист с многофазной структурой отличается высоким пределом прочности на разрыв, равным по меньшей мере 500 мПа, а в предпочтительном варианте более 650 мПа, а также высоким относительным удлинением при разрыве, составляющим более 5%, а в предпочтительном варианте более 10%. Вследствие высокого удлинения при разрыве и высокого уровня прочности, проявляемых, в частности, в процессе вытяжки с утонением стенки или в других подходящих технологиях формообразования, алюминированный стальной лист весьма пригоден для производства упаковок.
При погружении стального листа в расплав в граничной зоне между поверхностью листа и слоем алюминия, наносимым в ходе данного процесса, формируется промежуточный слой, состоящий из сплава и образованный трехкомпонентной системой железо-алюминий-кремний. Данный слой обеспечивает для слоя алюминия высокий уровень адгезии к стальному листу. Для улучшения этой адгезии в ванну с расплавленным алюминием добавляют соответствующее количество кремния, составляющее, в частности, примерно 10 масс. %. Однако предпочтительно для погружения стального листа в расплав применять ванну только с алюминием, в которой содержание алюминия составляет по меньшей мере 98 масс. %, желательно более 99 масс. %, а лучше всего - примерно 99,5 масс. %. В таком варианте силикатное покрытие наносят на поверхность стального листа до рекристаллизационного отжига, чтобы обеспечить хороший уровень адгезии и ограничить на поверхности стального листа толщину слоя, который состоит из сплава и входит в структуру слоя алюминия, наносимого затем в ходе процесса погружения в расплав. Соответственно, нанесение силикатного покрытия на поверхность стального листа происходит на этапе очистки, который проводят до рекристаллизационного отжига данного листа. Для этого стальной лист помещают в очищающую ванну, в которую добавляют силикат.
В предлагаемом способе толщину слоя алюминия, нанесенного на стальной лист в ходе процесса погружения в расплав, регулируют с помощью очищающего газового инжектора, посредством которого после извлечения из ванны с алюминием стального листа с его поверхности удаляют избыточный, а также расплавленный алюминий, например, сдувая его потоком газа. После удаления избытка материала покрытия алюминированный стальной лист помещают для охлаждения в ванну с холодной охлаждающей жидкостью. Охлаждающую ванну целесообразно выполнить в виде бака, заполненного водой. Так могут быть обеспечены скорости охлаждения, превышающие 400 К/с. Предусмотрена также возможность охлаждения газовой струей со скоростями охлаждения, доходящими до 300 К/с. В результате этих процедур толщина слоя алюминия, нанесенного на стальной лист в ходе процесса погружения в расплав, может быть отрегулирована в интервале толщин слоя, составляющем 1-15 мкм, предпочтительно 1-10 мкм.
Чтобы избежать окисления поверхности стального листа или нанесенного алюминиевого покрытия, введение нагретого стального листа в ванну с алюминием и извлечение из нее данного листа проводят в инертной восстановительной среде, например в защитном газе. Для этого ванну с алюминием надлежащим образом размещают в инертной камере, заполненной защитной газовой средой, а стальной лист после проведения рекристаллизационного отжига переносят из отжиговой печи, желательно, непрерывного действия (D-печь), которая также заполнена инертной атмосферой, прямо в инертную камеру и там помещают в ванну с расплавленным алюминием. Кроме того, после извлечения стального листа из ванны с алюминием данный лист до переноса в охлаждающий бак оставляют в инертной среде, чтобы избежать образования оксидов на поверхности нанесенного алюминиевого покрытия.
После охлаждения алюминированного стального листа его подвергают надлежащей финишной обработке (чистовой прокатке) или вторичной прокатке, причем в процессе финишной обработки предпочтительная степень воздействия (уменьшения толщины) может составлять 0,5-2%, а в случае вторичной прокатки этот показатель превышает 2% и может доходить до 50%. В данном контексте термин "финишная обработка" (или "финишная обработка-прокатка") означает, что поверхность стального листа, покрытую алюминием, обрабатывают давлением посредством цилиндров или валков, прижимаемых к поверхности алюминиевого покрытия, причем в процессе финишной обработки (чистовой прокатки) происходит только несущественное уменьшение толщины стального листа, составляющее максимум 2%. С другой стороны, под вторичной прокаткой подразумевается процесс, в ходе которого поверхность стального листа, покрытую алюминием, обрабатывают давлением посредством цилиндров или валков (в дополнение к холодной прокатке, уже проведенной перед нанесением покрытия), причем в данном случае происходит существенное уменьшение толщины стального листа, по меньшей мере превышающее 2%, а в возможном варианте доходящее до 50%. После нанесения алюминиевого покрытия на стальной лист и проведения этапа охлаждения можно провести или только финишную обработку (финишную обработку-прокатку), или только вторичную прокатку, или (тоже в прокатном блоке) сначала провести вторичную прокатку со степенью воздействия в интервале 3-50%, а затем финишную обработку, используя более гладкий чистовой валок. Под воздействием финишной обработки или вторичной прокатки стального листа с поверхностью, покрытой алюминием, алюминиевые структуры на поверхности покрытия выравниваются, а искажающие их оксиды алюминия удаляются. Кроме того, в результате финишной обработки или вторичной прокатки поверхность алюминиевого покрытия становится глянцевой, что очень важно, причем в особенности в случае применения листов, изготовленных согласно изобретению, при производстве упаковок для пищевых продуктов, где желателен повышенный блеск поверхности упаковочного материала. Вследствие того что алюминиевое покрытие блестит, поверхность алюминированного стального листа выглядит привлекательней, чем более темная поверхность листов из олова. Кроме того, под воздействием финишной обработки или вторичной прокатки поверхность алюминиевого покрытия приобретает тонкоструктурированный характер с однородными параметрами, чем обеспечивается хорошая смачиваемость смазочными материалами и лаками.
В процессе финишной обработки или вторичной прокатки устраняются шероховатость алюминия или нарушающие однородность оксиды алюминия, которые могут отрицательно проявить себя во время нанесения покрытия или лака, что может привести к появлению подтеков наносимого материала, в частности, на поверхности алюминиевого покрытия. Поэтому алюминированные стальные листы, полученные согласно изобретению, весьма эффективны для последующего лакирования, в особенности органическими лаками, или для последующего нанесения органического покрытия, например из ПП или ПЭТ. Было показано также, что посредством финишной обработки или вторичной прокатки алюминированного стального листа поверхность алюминиевого покрытия выравнивается и уплотняется за счет уменьшения тенденции к образованию на ней нежелательных оксидов.
В предпочтительном примере способа согласно изобретению алюминированный стальной лист после охлаждения проходит этап чистовой прокатки, на котором поверхность листа обрабатывают, используя чистовые валки. Было показано, что при наличии такого этапа предел прочности алюминированного стального листа может быть значительно увеличен, в частности, до значений 600-1000 мПа. В связи с этим предусмотрена также возможность сначала обработать данный лист на этапе вторичной прокатки, на котором, соответственно, происходит уменьшение его толщины на 4-45%, а после такого этапа провести финишную обработку, используя чистовые валки.
Оказалось, что способ согласно изобретению экономит ресурсы, поскольку стальной лист, подвергнутый рекристаллизационному отжигу, сразу же после этого в предпочтительном варианте переносят в расположенную в инертной камере ванну с расплавленным алюминием, не прибегая к очистке поверхности стального листа с помощью промывки и протравливания, которые требуются перед нанесением покрытия на стальной лист посредством погружения в ванну с расплавленным алюминием. В известных способах нанесения металлического покрытия на стальные листы, например в процессах электролитического покрывания их оловом, вторичную прокатку, чтобы улучшить формообразующие свойства, часто проводят сразу же после рекристаллизационного отжига. Поверхность стального листа загрязнена, и чтобы удалить загрязнение, до того момента, когда можно будет покрыть стальной лист металлическим покрытием посредством соответствующего процесса (например гальванически или погружая лист в расплав), проводят финишную обработку и травление. В способе согласно изобретению этот этап очистки, предусмотренный перед нанесением алюминиевого покрытия, может быть исключен, поскольку любые востребованные процедуры финишной обработки или вторичной прокатки проводят только после нанесения алюминиевого покрытия.
Реализация способа согласно изобретению обеспечивает также преимущества в энергетических аспектах, т.к. дополнительный нагрев стального листа, подвергнутого рекристаллизационному отжигу, можно выполнить на следующем этапе нанесения покрытия, во время погружения данного листа в ванну с расплавленным алюминием. После проведения такого отжига еще горячий стальной лист помещают в ванну с нагретым алюминием, а поскольку температуры листа при этом составляют по меньшей мере 700°С, в нем может поддерживаться температура по меньшей мере выше точки плавления алюминия (660°С), например, составляющая примерно 750°С.
Краткое описание чертежа
Эти и другие преимущества способа по изобретению, а также стального листа, изготовленного способом согласно изобретению, станут ясны из вариантов реализации данного способа, описанных далее более подробно со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематично представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.
Осуществление изобретения
Подходящим исходным материалом для способа согласно изобретению является горячекатаный лист из нелегированной или низколегированной стали с низким содержанием углерода (предпочтительно менее 0,1 масс. %, в частности в интервале 20-900 м.д.). Легирующие компоненты стали должны соответствовать международному стандарту ASTM А 623-11 (Standard Specification for Tin Mill Products), что обеспечивает применимость листов, изготовленных согласно изобретению, для производства пищевых упаковок.
В принципе, в рамках способа согласно изобретению могут быть использованы все типы стали, состав которых пригоден для производства тонких или очень тонких листов. С учетом стоимости особенно пригодными оказались нелегированные или низколегированные стали, которые, кроме небольшой углеродной фракции, содержат в низких концентрациях также и другие легирующие компоненты. Посредством термической обработки согласно изобретению из таких типов стали могут быть получены также стальные листы с многофазной структурой, характеризующиеся высоким удлинением при разрыве и большой прочностью.
Сталь, используемая для изготовления стальных листов согласно изобретению, содержит марганец в количестве менее 0,5 масс. %, предпочтительно менее 0,4 масс. %, кремний в количестве менее 0,04 масс. %, алюминий в количестве менее 0,1 масс. % и хром в количестве менее 0,1 масс. %. Для повышения прочности могут присутствовать легирующие добавки бора и/или ниобия, и/или титана, причем концентрация бора лежит в интервале 0,001-0,005 масс. %, а добавки ниобия или титана - в интервале 0,005-0,05 масс. %. Однако в предпочтительном варианте доля добавки Nb по массе составляет менее 0,03%.
Для изготовления вариантов стальных листов согласно изобретению, пригодных для применения в качестве упаковочного материала, можно, например, использовать стальные полосы, полученные посредством непрерывного литья и горячей прокатки и смотанные в рулон. Данные полосы изготавливают из низкоуглеродных сталей, в которых содержание легирующих добавок ограничено следующими верхними пределами (в масс. %):
- С: максимум 0,1%,
- N: максимум 0,02%,
- Mn: максимум 0,5%, предпочтительно менее 0,4%,
- Si: максимум 0,04%, предпочтительно менее 0,02%,
- Al: максимум 0,1%, предпочтительно менее 0,05%,
- Cr: максимум 0,1%, предпочтительно менее 0,05%,
- Р: максимум 0,03%,
- Cu: максимум 0,1%,
- Ni: максимум 0,1%,
- Sn: максимум 0,04%,
- Мо: максимум 0,04%,
- V: максимум 0,04%,
- Ti: максимум 0,05%, предпочтительно менее 0,02%,
- Nb: максимум 0,05%, предпочтительно менее 0,02%,
- В: максимум 0,005%,
- другие легирующие добавки и примеси: максимум 0,05%.
Остальную часть стали составляет железо.
Было показано, что если сначала посредством электромагнитной индукции холоднокатаный стальной лист с содержанием углерода менее 0,1 масс. % подвергнуть рекристаллизационному (или аустенитизирующему) нагреву со скоростью нагрева, превышающей 75 К/с, а затем охладить при высокой скорости охлаждения (100 К/с, а более предпочтительно - выше 400 К/с), можно отказаться от добавления легирующих компонентов, обычно содержащихся в двухфазных сталях, в частности от добавления марганца, кремния и алюминия (в известных двухфазных сталях в типичном варианте марганец и кремний составляют соответственно 0,8-2,0% и 0,1-0,5% по массе, а доля алюминия не превышает 0,2%).
Для реализации способа согласно изобретению горячекатаную стальную полосу 1, выполняющую функцию бесконечной ленты транспортирующего средства (на чертеже не изображено), безостановочно транспортируют через устройство, схематично показанное на чертеже, со скоростью предпочтительно более 200 м/мин, но не превышающей 750 м/мин. Сначала на этапе предварительной обработки данную ленту очищают посредством протравливания, промывки и высушивания, а затем прокатывают в не изображенном на чертеже блоке холодной прокатки. На этапе холодной прокатки толщина стального листа уменьшается до значений менее 1,0 мм (тонкий лист) или до значений в интервале 0,05-0,5 мм (очень тонкий лист).
По окончании холодной прокатки стальной лист все еще на этапе предварительной обработки проводят через очищающую ванну. Предпочтительно добавить в нее кремний, чтобы на данном этапе на поверхности стальной полосы образовалось силикатное покрытие. Пригодный состав очищающей ванны содержит, например, гидроксид натрия в концентрации примерно 20 г/л, кремний в концентрации 3-10 г/л, а также смачивающий агент. В предпочтительном варианте нанесенное таким образом силикатное покрытие содержит наружный кремниевый слой (фракция Si) с удельной массой 3-10 мг/м2. Такой слой можно сформировать также и в ходе отдельного этапа; однако, по причинам, связанным с эффективностью, формирование силиката с наружным слоем целесообразно провести на этапе предварительной обработки, совместив эту процедуру с очисткой стального листа.
Как схематично показано на фиг. 1, после холодной прокатки и очистки очищенную стальную полосу 1 с заданной скоростью транспортируют через печь 2, конкретно, через печь непрерывного отжига с индукционным нагревом, в которой установлено нагревательное средство 4, например индукционный нагреватель с катушками индуктивности. В средстве 4 стальную полосу нагревают индуктивным методом (предпочтительно в защитной атмосфере из инертного газа) со скоростью нагрева более 75 К/с до температур, лежащих в температурном интервале рекристаллизации используемой стали, в частности в интервале 700-850°С, предпочтительно до примерно 750°С, чтобы произошел рекристаллизационный отжиг холоднокатаной стальной полосы 1. В совокупности с последующим проведением охлаждения стального листа можно посредством рекристаллизационного отжига сформировать в стали многофазную структуру, что обеспечит высокую прочность и значительное удлинение при разрыве.
За печью 2 по ходу процесса расположена инертная камера 3, заполненная инертным восстановительным газом, например защитным газом, таким как азот, аргон или HNx. В камере 3 установлена ванна 5, которая заполнена расплавленным алюминием с температурой по меньшей мере выше точки плавления алюминия (660°С), предпочтительно превышающей 700°С. Поддерживание предпочтительных температур ванны с алюминием на уровне выше 700°С, а в особо предпочтительном варианте на уровне примерно 750°С, способствует требуемому формированию многофазной микроструктуры в стальном листе. В одном из вариантов изобретения ванна с алюминием представляет собой ванну фактически только с расплавленным алюминием, в которой содержание алюминия равно по меньшей мере 98%, а предпочтительно превышает 99%. В предпочтительном примере содержание алюминия в ванне составляет примерно 99,5%.
В альтернативном примере осуществления расплавленный алюминий в ванне может представлять собой легированный алюминий, который, в добавление к своему основному алюминиевому ингредиенту, может содержать также фракцию кремния в количестве 5-13%, предпочтительно 9-11%, причем возможны и другие ингредиенты. В модификации предпочтительного варианта в ванне с алюминием содержится 10% кремния, 3% железа, а остальную часть составляет алюминий. В данном случае возможны и другие легирующие компоненты, такие как магний, массовая доля которого составляет 0,2-6%.
За баком, заполненным расплавленным алюминием, по ходу процесса установлен газовый инжектор 6, посредством которого, конкретно, посредством его газового потока весь расплавленный и избыточный алюминий счищается и сдувается с поверхности стальной полосы 1. Используя инжектор 6, можно регулировать толщину алюминиевого покрытия, доводя этот параметр до желаемых значений, лежащих в интервале 1-15 мкм. Это происходит за счет продувки, с регулировкой давления, инертного газа, такого как азот, на обеих сторонах стального листа 1, покрытого алюминием, по всей ширине полосы, в результате чего избыточный алюминий удаляется. Система управления с замкнутым контуром обеспечивает однородность наружного слоя алюминия по всей ширине и по всей длине полосы. Кроме того, предусмотрена возможность регулировки, обеспечивающей на двух сторонах стального листа наличие разных наружных слоев алюминия, отличающихся друг от друга.
Из печи 2 стальную полосу 1 сначала направляют в инертную камеру 3, откуда, с изменением направления с помощью отклоняющего ролика U, переносят в бак 5 с алюминием и, далее, извлекают из алюминия. После изменения направления стальной полосы 1 вокруг другого отклоняющего ролика U лист, покрытый алюминием, переносят в охлаждающий бак 7, заполненный охлаждающей текучей средой, в частности охлаждающей жидкостью, такой как вода. В результате стальная полоса 1 охлаждается до комнатной температуры с высокими скоростями охлаждения, превышающими 400 К/с. Охлаждение стальной полосы может быть выполнено также посредством потока газа.
За охлаждающим баком 7 по ходу процесса охлажденную стальную полосу 1 пропускают через пару прижимных валков 8, отжимающих адсорбированную охлаждающую жидкость с поверхности покрытой алюминием полосы 1. Затем, если это необходимо, можно провести сушку. После следующего изменения направления с помощью отклоняющего ролика U алюминированную и охлажденную стальную полосу 1 переносят в финишный или прокатный блок 9, где производят ее финишную обработку или прокатку, воздействуя на ее поверхность, покрытую алюминием. В процессе финишной обработки предпочтительная степень воздействия может составлять 0,5-2%, а при использовании прокатного блока этот показатель превышает 2% и может доходить до 50%. По отношению к устройствам, участвующим в нанесении алюминиевого покрытия, данные блоки необязательно располагать последовательно, т.е. прокатный или финишный блок можно также выполнить отдельно от блока, в котором происходит нанесение иммерсионного покрытия на стальной лист.
Посредством финишной обработки или прокатки удаляют оксиды алюминия, образовавшиеся на алюминиевом покрытии. Чтобы после финишной обработки или вторичной прокатки предотвратить новое окисление алюминиевого покрытия, предусмотрена возможность надлежащим образом провести для стальной полосы пассивирование поверхности, покрытой алюминием. Во время формирования банки, например, посредством процессов вытяжки с утонением стенки отсутствие оксидов на поверхности алюминированной стальной полосы в известной степени обеспечивает хорошие характеристики, связанные со скольжением, а это позволяет удерживать применение смазочных материалов на низком уровне.
Однако по сравнению с оловянными листами, имеющими поверхность из олова, у алюминированной стальной полосы, выполненной согласно изобретению, эти характеристики ухудшены. Чтобы их улучшить в описанных далее способах обработки, в общем случае требуется применение смазочных материалов, например, таких как диоктилсебацинат.
Для стальных листов, полученных согласно изобретению с использованием этапа конечной финишной обработки, конкретно, сухой финишной обработки с глянцеванием поверхности, покрытой алюминием, может быть сведен к минимуму износ алюминия, обычно проявляемый в описанных далее формообразующих способах, в частности, при изготовлении банок из алюминированных стальных листов посредством процессов вытяжки с утонением стенки. Такая минимизация износа алюминия в формообразующих процессах определяется возможностью обеспечить высокую плотность алюминиевого покрытия.
Стальную полосу 1, нагретую в печи 2 и подвергнутую рекристаллизационному отжигу, желательно во время переноса из печи 2 в ванну с алюминием (в бак 5) держать в защитной атмосфере из инертного газа, чтобы поверхность нагретой полосы 1 не контактировала с кислородом воздуха. При введении в ванну с расплавленным алюминием полоса 1 имеет температуру, превышающую 700°С.
В дополнение к этому, при переносе из ванны с расплавленным алюминием в охлаждающий бак 7 стальная полоса 1 с еще не сформировавшимся на ней алюминиевым покрытием находится в защитной атмосфере из инертного газа, наполняющего инертную камеру 3, т.е. данное покрытие, на этой стадии все еще частично расплавленное, не может контактировать с кислородом воздуха. В результате предотвращается окисление как еще не покрытой очищенной поверхности стальной полосы, так и алюминиевого покрытия, нанесенного в ванне с алюминием.
Алюминированные стальные листы, выполненные согласно изобретению, проявляют отличные формообразующие характеристики, в частности, в процессах вытяжки с утонением стенки, предназначенных для изготовления двухкомпонентных банок для пищевых продуктов и безалкогольных напитков, или при изготовлении соответствующих крышек.

Claims (44)

1. Способ изготовления упаковочного алюминированного стального листа из холоднокатаного листа из нелегированной или низколегированной стали, включающий следующие этапы:
- наносят на стальной лист силикатное покрытие;
- нагревают стальной лист посредством электромагнитной индукции при температурах в температурном интервале рекристаллизации стали и со скоростью нагрева, превышающей 75 К/с, чтобы осуществить рекристаллизационный отжиг стального листа;
- погружают стальной лист, прошедший рекристаллизационный отжиг, в ванну с расплавленным алюминием, чтобы нанести на стальной лист слой алюминия, причем стальной лист, погруженный в ванну с алюминием, имеет температуру по меньшей мере 700°С;
- извлекают алюминированный стальной лист из ванны с алюминием и охлаждают его при скорости охлаждения по меньшей мере 100 К/с.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в стали при охлаждении алюминированного стального листа формируют многофазную структуру, которая содержит феррит и по меньшей мере один структурный компонент из группы, в которую входят мартенсит, бейнит и/или остаточный аустенит, при этом в многофазной структуре структурные компоненты феррит, мартенсит, бейнит и/или остаточный аустенит предпочтительно составляют более 80%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость, с которой стальной лист охлаждают после нанесения слоя алюминия, превышает 400 К/с, предпочтительно 500 К/с.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стальной лист изготавливают из низколегированной стали с содержанием углерода 0,01-0,1 мас. %, а содержание других легирующих компонентов ограничено следующими верхними пределами:
- N: максимум 0,02%,
- Mn: максимум 0,4%,
- Si: максимум 0,04%,
- Al: максимум 0,1%,
- Cr: максимум 0,1%,
- Р: максимум 0,03%,
- Cu: максимум 0,1%,
- Ni: максимум 0,1%,
- Sn: максимум 0,04%,
- Mo: максимум 0,04%,
- V: максимум 0,04%,
- Ti: максимум 0,05%, предпочтительно менее 0,02%,
- Nb: максимум 0,05%, предпочтительно менее 0,02%,
- В: максимум 0,005%,
- другие легирующие добавки и примеси: максимум 0,05%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после извлечения из ванны с алюминием стальной лист погружают в охлаждающую ванну или охлаждают потоком газа.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время рекристаллизационного отжига осуществляют индукционный нагрев стального листа при температурах в интервале 700-780°С, предпочтительно в интервале 740-760°С.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ванне с расплавленным алюминием содержится легированный алюминий, содержание кремния в котором составляет 5-13 мас. %, предпочтительно 9-11 мас. %.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ванне с расплавленным алюминием содержится, по существу, чистый алюминий, причем содержание алюминия составляет по меньшей мере 98 мас. %, предпочтительно по меньшей мере 99 мас. %, наиболее предпочтительно 99,5 мас. %.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силикатное покрытие наносят на стальной лист путем проведения стального листа через очищающую ванну, содержащую силикат.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина нанесенного слоя алюминия составляет 1-15 мкм.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после извлечения стального листа из ванны с алюминием избыточный и все еще расплавленный алюминий счищают или сдувают посредством инжектора, выполняющего очистку газом с обеспечением возможности регулировать толщину нанесенного слоя алюминия с доведением ее до требуемого значения и с получением слоя с равномерной толщиной по всей поверхности стального листа.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стальной лист после охлаждения подвергают чистовой прокатке и/или вторичной холодной прокатке.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в процессе чистовой прокатки степень воздействия достигает 0,5-2% и/или в процессе вторичной прокатки степень воздействия достигает от более 2% до 50%.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рекристаллизационный отжиг, нанесение алюминиевого слоя и охлаждение алюминированного стального листа проводят в инертной восстановительной среде.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что размещают ванну с расплавленным алюминием и охлаждающий бак в инертной камере, заполненной инертной газовой средой, а стальной лист после рекристаллизационного отжига переносят в инертную камеру и в ванну с расплавленным алюминием, а затем извлекают из ванны с алюминием и переносят в охлаждающий бак в инертной камере в инертной газовой среде.
16. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в стальном листе
- содержание углерода составляет 0,01-0,1 мас. %,
- содержание марганца составляет менее 0,4 мас. %,
- содержание кремния составляет менее 0,04 мас. %,
- содержание алюминия составляет менее 0,1 мас. %,
- содержание хрома составляет менее 0,1 мас. %.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стальной лист представляет собой тонкий или очень тонкий холоднокатаный лист, выполненный из низколегированной стали, которая содержит бор, и/или ниобий, и/или титан.
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после охлаждения стальной лист имеет предел прочности на разрыв, составляющий по меньшей мере 500 мПа, предпочтительно более 650 мПа, и относительное удлинение при разрыве, составляющее более 5%, предпочтительно более 10%.
19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рекристаллизационный отжиг осуществляют в течение 0,5-15 с, предпочтительно около 1 с.
20. Стальной лист для производства упаковки, используемый в качестве материала при изготовлении банок, аэрозольных контейнеров и крышек, отличающийся тем, что он изготовлен способом по любому из пп. 1-19.
RU2015122209A 2014-06-13 2015-06-10 Способ изготовления упаковочной алюминированной стали и применение листа алюминированной стали RU2621941C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014108335.0A DE102014108335B3 (de) 2014-06-13 2014-06-13 Verfahren zur Herstellung eines aluminierten Verpackungsstahls und Verwendung eines aluminierten Stahlblechs als Verpackungsstahl
DE102014108335.0 2014-06-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015122209A RU2015122209A (ru) 2017-01-10
RU2621941C2 true RU2621941C2 (ru) 2017-06-08

Family

ID=53397806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122209A RU2621941C2 (ru) 2014-06-13 2015-06-10 Способ изготовления упаковочной алюминированной стали и применение листа алюминированной стали

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20150360444A1 (ru)
EP (1) EP2955238B1 (ru)
JP (1) JP2016003393A (ru)
CN (1) CN105316595A (ru)
AU (1) AU2015202490A1 (ru)
BR (1) BR102015013401A2 (ru)
CA (1) CA2887936C (ru)
DE (1) DE102014108335B3 (ru)
ES (1) ES2709798T3 (ru)
RU (1) RU2621941C2 (ru)
TR (1) TR201820853T4 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769680C2 (ru) * 2019-06-13 2022-04-05 Сергей Александрович Ненашев Устройство для изготовления стальной ленты
RU2774499C1 (ru) * 2019-01-04 2022-06-21 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Покрытие на основе алюминия для плоских стальных изделий для компонентов для упрочнения пресс-формы и способ получения их
US11795535B2 (en) 2019-01-04 2023-10-24 Salzgitter Flachstahl Gmbh Aluminum-based coating for flat steel products for press mold hardening components, and method for producing same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101889193B1 (ko) * 2016-12-22 2018-08-16 주식회사 포스코 내식성 및 가공성이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법
CN110732723A (zh) * 2019-10-25 2020-01-31 四川德胜集团钒钛有限公司 一种剪机自动喷淋降温系统
CN112877607B (zh) * 2019-11-29 2022-06-24 宝山钢铁股份有限公司 一种高强度低合金热镀铝合金钢带及其制造方法
KR102353731B1 (ko) * 2019-12-20 2022-01-19 주식회사 포스코 가공용 주석 도금원판 및 그 제조방법
MY197776A (en) * 2020-02-21 2023-07-13 Jfe Steel Corp Steel sheet and method of manufacturing the same
CN111676421B (zh) * 2020-05-20 2021-09-28 樟树市兴隆高新材料有限公司 一种马氏体气阀钢轧制坯的轧制方法
CN111575546B (zh) * 2020-06-01 2021-11-09 山东裕航特种合金装备有限公司 一种高速常导磁悬浮列车用轨排感应板的生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1555374A1 (ru) * 1987-11-19 1990-04-07 Фрунзенский политехнический институт Способ производства алюминированной стальной полосы
JPH08218160A (ja) * 1995-02-08 1996-08-27 Nippon Steel Corp 2層スプレーめっきによる高耐食性Zn−Al合金めっき鋼板の製造方法
WO2004104254A1 (fr) * 2003-05-19 2004-12-02 Usinor Tole laminee a froid et aluminiee en acier dual phase a tres haute resistance pour ceinture anti-implosion de televiseur, et procede de fabrication de cette tole
RU2361935C1 (ru) * 2008-01-09 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности
WO2013092170A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur herstellung eines verpackungsstahls

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3718510A (en) * 1971-02-16 1973-02-27 Steel Corp Method for increasing the heating rate in continuous annealing processes
US3820368A (en) 1973-02-16 1974-06-28 Kobe Steel Ltd Process for producing drinking cans made of aluminum plated steel sheet
JPS56108831A (en) * 1980-02-04 1981-08-28 Nisshin Steel Co Ltd Manufacture of low yield ratio, high tensile strength steel sheet plated with molten aluminum
JP3543276B2 (ja) * 1994-09-30 2004-07-14 日新製鋼株式会社 耐熱性にすぐれた溶融アルミめっき鋼板の製造方法
BE1008976A6 (fr) * 1994-12-27 1996-10-01 Centre Rech Metallurgique Procede de fabrication d'une bande mince en acier a haute resistance.
JP4171454B2 (ja) * 2004-11-19 2008-10-22 新日本製鐵株式会社 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛めっき高強度鋼板の製造設備
DE102013101847B3 (de) * 2013-02-25 2014-03-27 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Stahlblechs

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1555374A1 (ru) * 1987-11-19 1990-04-07 Фрунзенский политехнический институт Способ производства алюминированной стальной полосы
JPH08218160A (ja) * 1995-02-08 1996-08-27 Nippon Steel Corp 2層スプレーめっきによる高耐食性Zn−Al合金めっき鋼板の製造方法
WO2004104254A1 (fr) * 2003-05-19 2004-12-02 Usinor Tole laminee a froid et aluminiee en acier dual phase a tres haute resistance pour ceinture anti-implosion de televiseur, et procede de fabrication de cette tole
RU2361935C1 (ru) * 2008-01-09 2009-07-20 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства горячеоцинкованного проката повышенной прочности
WO2013092170A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur herstellung eines verpackungsstahls
WO2013091923A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Stahlblech zur verwendung als verpackungsstahl sowie verfahren zur herstellung eines verpackungsstahls

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774499C1 (ru) * 2019-01-04 2022-06-21 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Покрытие на основе алюминия для плоских стальных изделий для компонентов для упрочнения пресс-формы и способ получения их
US11795535B2 (en) 2019-01-04 2023-10-24 Salzgitter Flachstahl Gmbh Aluminum-based coating for flat steel products for press mold hardening components, and method for producing same
RU2769680C2 (ru) * 2019-06-13 2022-04-05 Сергей Александрович Ненашев Устройство для изготовления стальной ленты

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014108335B3 (de) 2015-10-01
JP2016003393A (ja) 2016-01-12
TR201820853T4 (tr) 2019-01-21
BR102015013401A2 (pt) 2016-10-11
CA2887936A1 (en) 2015-12-13
US20150360444A1 (en) 2015-12-17
EP2955238B1 (de) 2018-11-21
CA2887936C (en) 2017-05-16
AU2015202490A1 (en) 2016-01-07
ES2709798T3 (es) 2019-04-17
CN105316595A (zh) 2016-02-10
EP2955238A1 (de) 2015-12-16
RU2015122209A (ru) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2621941C2 (ru) Способ изготовления упаковочной алюминированной стали и применение листа алюминированной стали
KR102471269B1 (ko) 알루미늄-합금 코팅층을 가진 강철 스트립의 제조 방법
CA2742671C (en) High-strength cold-rolled steel sheet having excellent formability, high-strength galvanized steel sheet, and methods for manufacturing the same
JP5855761B2 (ja) 包装用鋼材の製造方法
RU2704339C1 (ru) Деталь из закаленного под прессом стального листа с покрытием на основе алюминия и способ изготовления такой детали
JP4837604B2 (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP5586024B2 (ja) Ahssまたはuhssストリップ材料の溶融亜鉛めっき方法、及びそのような材料
TWI652355B (zh) 熱浸鍍鋅鋼材及其製造方法
US10227671B2 (en) Method for producing a corrosion-resistant steel sheet
JP5130491B2 (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2019167576A (ja) 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
CN104136649A (zh) 高锰热轧镀锌钢板及其制造方法
KR101568548B1 (ko) 표면품질이 우수한 용융도금강판의 제조방법 및 제조장치
JP5063942B2 (ja) 溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法
Jagannathan Emerging technologies in the hot-dip coating of automotive sheet steel
RU2729674C1 (ru) Способ нанесения покрытия на стальной лист или стальную полосу и способ изготовления закаленных под прессом деталей из них
JP2004124118A (ja) プレス成形性及び外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
TW201809312A (zh) 高強度高伸長率熱浸鍍鋅鋼材之製造方法
US20210108300A1 (en) Zinc alloy coated press-hardenable steels and method of manufacturing the same
RU2575525C1 (ru) Способ получения упаковочной стали
JPH11323492A (ja) 耐めっき剥離性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP2000204462A (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
EP3758888A1 (en) Zinc-based alloy coating for steel and methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200611