SE532603C2 - Förfarande vid galvannealing av stålmaterial - Google Patents

Description

25 30 532 EÜ3 Föreliggande uppfinning löser de ovan beskrivna problemen.

Således hänför sig uppfinningen till ett förfarande vid gal- vannealing av stålmaterial i form av en långsträckt stålpro- dukt som kontinuerligt bringas att transporteras längs med en processlina, varvid materialet i ett första steg förvärms till en första processtemperatur av mellan 350 och 450°C och beläggs med ett lager av en legeringsmetall i flytande form, i ett andra steg värms ytterligare till en andra processtem- peratur, som bringas att vara mellan 50 och 200°C varmare än den första processtemperaturen, och i ett tredje steg hålls vid den andra processtemperaturen under en förutbestämd tids- period av åtminstone några sekunder så att legeringsmetallbe- läggningen åtminstone delvis bringas att legeras med stålma- terialet, och utmärks av att värmningen i det andra steget bringas att utföras med hjälp av flera efter varandra längs med processlinan anordnade DFI-brännare, anordnade på sådant avstånd fràn stålmaterialet att deras respektive flamma slår an mot materialets varav åtminstone en DFI-brännare Yta, bringas att drivas med en oxidant som. till åtminstone 80 viktprocent utgörs av syre, av att stàlmaterialet kontinuer- ligt bringas att förflyttas i förhållande till varje DFI- brännare, och av att DFI-brännarna är anordnade pà sådant avstånd från varandra att stàlmaterialets yta mellan två på varandra följande DFI-brännare hinner svalna i så stor ut- sträckning att det när det passerar nästa DFï-brännare i ordningen inte hinner värmas över en viss förutbestämd tempe- ratur vid vilken risken för materialförstöring är oaccepta- belt hög.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj, med hänvisning till exemplifierande utföringsformer av uppfinningen och de bifogade ritningarna, där: 10 15 20 25 30 532 511113 Figur 1. är en principskiss som i tvärsnitt visar de olika beståndsdelarna i en process där ett konventionellt galv- annealingsförfarande utförs.

Figur 2 är en pmincipskiss som i tvärsnitt visar de olika beståndsdelarna i en process där ett galvannealingsförfarande enligt föreliggande uppfinning utförs.

I Figur 1 illustreras hur en stålprodukt 101 i form av ett långsträckt band transporteras längs med olika processteg i en konventionell, kontinuerlig process för galvannealing. I ett första steg förs stâlprodukten genom ett bad 102 i vilket en legeringsmetall i form av zink 103 i flytande form före- finns. Det således doppade stálbandet 101 beläggs därmed med ett lager flytande zink.

I ett andra steg transporteras stålbandet 101 förbi ett par luftknivar 104, bandet 101. som avlägsnar överflödigt zink från ytan hos I ett tredje steg förs bandet genom en gasugn eller en induk- tionsugn 105, som höjer temperaturen hos stålbandet 101 så att glödgning påbörjas.

Glödgningen fullbordas därefter under en viss tidsperiod genon1 att bandet 101 transporteras genonl en hâllugn 106 i vilken stàlmaterialets 101 temperatur hålls konstant.

Den process som illustreras i Figur 2 liknar den i Figur 1.

Metallbandet 1 löper i ett första steg genom ett bad 3 med flytande zink 2, och därefter förbi ett par luftknivar 4. 10 15 20 25 30 532 EGP» Istället för ugnen 105 används emellertid, i ett andra steg, en eller flera DFI-brännare 5 för att ytterligare värma stål- bandet 1 till glödgningstemperatur. DFI-brännarna 5 är anord- nade pà sådant avstånd från stàlmaterialet 1 att deras re- spektive flamma slår an mot materialets 1 yta. Detta medför en mycket god effektivitet i värmeöverföringen.

Därefter transporteras bandet l, i ett tredje steg, genom en hållugn 6 under en viss förutbestämd tidsperiod som tillåter glödgningen att fullbordas.

Genom att använda DFI-brännare 5 istället för en konventio- nell ugn eller induktionsugn 105 för att ytterligare öka temperaturen hos stálmaterialet l uppnås ett antal fördelar.

För det första är uppvärmningen med DFï-brännare snabb och effektiv, och väsentligen effektivare än en konventionell värmningsugn. Detta beror på att zink har en låg emissions- faktor, vilket medför en låg värmeöverföring mellan ugnsatmo- sfären och den zinkbelagda metallytan i en konventionell ugn.

Detta problem uppstår inte med DFI-brännare.

För det andra är uppvärmningen. med DFI-brännare inte lika känslig för materialets 1 dimensioner samt mekaniska och geometriska konfiguration, vilket är fallet med till exempel konventionella induktionsvärmare.

För det tredje är värmning' med DFI-brännare ett billigare alternativ än induktionsvärmare, vilka kräver en installation av väsentligt större omfattning än vad som krävs för en mot- svarande DFI-värmning. 10 15 20 25 30 533 EÜ3 Temperaturen hos stàlbandet 1 när det lämnar zinkbadet 2, i det följande benämnd "den första processtemperaturen", är företrädesvis mellan 350°C och 450°C, enligt en föredragen utföringsfornm över cirka 420°C, vid vilken temperatur zink smälter.

Värmningen med hjälp av DFIsbrännarna 5 är företrädesvis så intensiv att den slutgiltiga temperaturen för stålmaterialet 1, i det följande benämnd uppnås inom ett antal sekunder. Detta innebär att de delar av ”den andra processtemperaturen”, stàlmaterialets ytstruktur som deltar i legeringsprocessen med legeringsmetallen väsentligen i sin helhet har en tempe- ratur som åtminstone uppgår till den andra processtemperatu- ren inom ett antal sekunder. Den andra processtemperaturen är företrädesvis mellan 50 och l50°C varmare än den första pro- cesstemperaturen.

För att uppnå maximal effektivitet för DFI~brännarna 5 är det föredraget att den oxidant som används vid förbränningen av bränslet utgörs till åtminstone 80 viktprocent av syre.

Bränslet kan vara vilket lämpligt bränsle som helst, såsom naturgas eller propan.

För att undvika överhettning hos ytan av stålmaterialet 1 är det föredraget att det kontinuerligt rör sig i förhållande till DFI-brännarna 5. Detta säkerställs exempelvis genom att låta processen vara av kontinuerlig typ, där stàlmaterialet l kontinuerligt transporteras längs med processlinan och därför hela tiden har en viss hastighet i förhållande till de på linan anordnade komponenterna, däribland DFI-brännarna 5.

Det är även möjligt att anordna flera DFI-brännare efter varandra längs med processlinan, så att stålmaterialets 1 yta 10 15 20 25 30 532 EÜ3 erhåller en termisk impuls när det passerar varje DFI- brännare, och därefter hinner svalna något innan det passerar nästa DFI-brännare för att ta emot ytterligare värmeenergi.

Pâ detta sätt hinner 'värmen sprida sig genom 'värmeledning från stålmaterialets 1. yta till stålmaterialets 1. centrala delar mellan de av DFI-brännarna mottagna termiska impulser- na. Företrädesvis är DFI-brännarna i detta fall anordnade på sådant avstånd från varandra att stâlmaterialets 1 yta mellan två på varandra följande DFI-brännare hinner svalna i så stor utsträckning att stàlmaterialet, när det passerar nästa DFI- brännare i ordningen, inte hinner värmas över en viss förut- bestämd temperatur. Den förutbestämda temperaturen är lämpli- gen en temperatur vid vilken risken för materialförstöring är oacceptabelt hög, helst maximalt 565°C.

Det är även möjligt att anordna två eller flera grupper av DFI-brännare på motsvarande sätt, där varje grupp av DFI- brännare samtidigt värmer stålmaterialet 1 från olika sidor.

Det är föredraget att den förutbestämda tidsperiod under vilken stålmaterialet 1 hålls vid glödgningstemperatur i ugnen 6 är åtminstone ett antal sekunder, men denna tidsperi- ods längd kan naturligtvis anpassas till de aktuella förut- sättningarn , använt stålmaterial och legeringsmetall, och så vidare. För trädesvis hålls stàlmaterialet 1 vid en väsentli- gen konstan temperatur under en tidsperiod som är tillräck- ligt lång ör att tillåta åtminstone delvis legering mellan legeringsme allen 3 och stålmaterialet 1.

Ovan har föredragna utföringsformer beskrivits. Emellertid kan många förändringar göras av de beskrivna utföringsformer- na utan att fràngå uppfinningens tanke. 10 15 20 25 EEE G03 Således kan andra legeringsmetaller än zink användas för att i flytande form beläggas på stålmaterialets l yta. Exempel på sådana metaller är aluminium och blandningar av aluminium och zink. I dessa fall inses det även att den första processtem- peraturen kan anpassas till smältpunkten eller en annan vä- sentlig materialegenskap för den aktuella legeringsmetallen.

Det är naturligtvis även möjligt att anbringa den flytande legeringsmetallen 3 på stålmaterialet 1 på annat sätt än genom doppning, så länge som anbringningen sker mekaniskt och legeringsmetallen är i flytande form.

Stâlmaterialet 1 behöver vidare inte vara i form av ett långsträckt stålband. Förfarandet är även användbart på andra långsträckta stålprodukter, såsom tråd och stång.

Luftknivarna 4 kan vidare i vissa tillämpningar ersättas med blàsverkan hos DFI-brännarna 5. ord kan DFI- brännarna 5 genom flammornas anslag mot stålmaterialets 1 yta Med andra avlägsna överflödig legeringsmetall, varför luftknivarna 4 inte längre behövs.

Sålunda skall uppfinningen inte vara begränsad av de beskriv- na utföringsformerna, utan kan varieras inonx ramen för de bifogade kraven.

Claims (7)

10 15 20 25 30 EEE 5Ü3 P A.ÉP E Ii T IC R 1! V

1. Förfarande vid galvannealing av stålmaterial (1) i form av en långsträckt stålprodukt som kontinuerligt bringas att transporteras längs med en processlina, varvid materialet (1) i ett första steg förvärms till en första processtemperatur av mellan 350 och 450°C och beläggs med ett lager av en le- geringsmetall (3) i flytande fornn i ett andra steg 'värms ytterligare till en andra processtemperatur, som bringas att vara mellan 50 och 200°C varmare än den första processtempe- raturen, och i ett tredje steg hålls vid den andra process- temperaturen under en förutbestämd tidsperiod av åtminstone några sekunder så att legeringsmetallbeläggningen åtminstone (1), att värmningen i det andra steget delvis bringas att legeras med stålmaterialet k ära- n e t e c k n a t a v bringas att utföras med hjälp av flera efter varandra längs (5), att deras respektive med processlinan anordnade DFI~brännare anordnade på sådant avstånd från stålmaterialet (1) flamma slår an mot materialets (1) DFI-brännare (5) yta, varav åtminstone en bringas att drivas med en oxidant som till åtminstone 80 viktprocent utgörs av syre, av att stâlmateria- let HJ kontinuerligt bringas att förflyttas i. förhållande (5), anordnade på sådant avstånd från varandra att stàlmaterialets till varje DFI-brännare och av att DFI-brännarna (5) är (1) yta mellan två på varandra följande DFI-brännare hinner svalna i så stor utsträckning att stálmaterialet (1) när det passerar nästa DFI-brännare i ordningen inte hinner värmas över en viss förutbestämd temperatur vid vilken risken för materialförstöring är oacceptabelt hög.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att den vissa förutbestämda temperaturen är maximalt 565°C. 10 15 20 533 5GB

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c: k n a t av att stålmaterialet (l) är ett stålband.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, känna - t e c k n a t a v att den ytterligare värmningen bringas att vara så intensiv att den pågår under endast några sekunder innan den andra processtemperaturen nås.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k änn e - t e c k n a t a v att flamman från åtminstone en DFI~ brännare (5) bringas att avlägsna eventuellt överflödig le- geringsmetall på ytan hos materialet (1) .

6. Förfarande enligt något av föregående krav, känne- t e c k n a t a v att legeringsmetallen (3) innefattar zink.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, känna - tecknat av att legeringsmetallen (3) innefattar alu- minium.