SK282049B6

SK282049B6 - Spôsob kontinuálnej výroby oceľového plechu

Info

Publication number: SK282049B6
Application number: SK410-95A
Authority: SK
Inventors: Richard Bruno Sokolowski
Original assignee: Union Miniere France S. A.
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 2001-10-08
Also published as: PL172723B1; PL308269A1; EP0664838B1; GR3021535T3; FI951700A; WO1994009173A1; FI100475B; US5882733A; DE69304079T2; AU5149893A; RU2114930C1; HUT73031A; FR2696758B1; DE69304079D1; FI951700A0; ATE141339T1; HU216338B; BR9307186A; EP0664838A1; CA2144963A1

Abstract

Je opísaný spôsob kontinuálnej výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke, keď oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s obsahom hliníka najviac 0,15 % hmotn. Takto získaný pozinkovaný plech sa vystaví difúznemu teplu na konvertovanie zinkovej vrstvy na plechu na zliatinu zinku a železa. Následne plech prechádza druhým kúpeľom so zvýšeným obsahom hliníka v kúpeli na najmenej 0,15 % hmotn. Hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje zinok, hliník a kremík s obsahom kremíka od 0,005 % hmotn. po nasýtenie a s obsahom hliníka najmenej 0,05 % hmotn. a druhý kúpeľ najviac 0,5 % hmotn.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu kontinuálnej výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke.

Doterajší stav techniky

Pri doteraz používanej kontinuálnej galvanizácii oceľového plechu sa najčastejšie používa buď kúpeľ obsahujúci zinok a 0,010 % až < 0,15 % hmotnosti hliníka alebo kúpeľa, obsahujúci zinok a > 0,15 % až 0,20 % hmotnosti hliníka. Prvý typ kúpeľa sa používa vtedy, keď sa pozinkovaný plech po utretí galvanickej vrstvy podrobuje spracovaniu difúznym teplom, aby sa zinková galvanická vrstva zmenila na zliatinu zinku a železa. Táto procedúra sa obyčajne nazýva „galvanozliatina“. Druhý typ kúpeľa sa používa na výrobu konvenčného galvanizovaného produktu, t. j. plechu potiahnutého tenkou vrstvou zinku. Tento kúpeľ obsahuje menej ako 0,12 % hliníka, na rozhraní železa a zinku sa vytvára celá škála železnozinkových zlúčenín (zobrazených v diagrame fázy zinku a železa), ktorým je potrebné sa pri výrobe konvenčného galvanizovaného produktu vyhnúť. Na zabránenie tvorby kryštalizačných zárodkov v δ fáze, musí byť obsah hliníka väčší ako 0,15 %. Z tohto dôvodu má druhý typ kúpeľa obsah hliníka vyšší ako 0,15 %.

Pri obsahu hliníka približne 0,15 % sa na povrchu ocele vytvára veľmi tenká vrstva Fe₂Al₅, ktorá slúži ako prekážka následnej difúzie. Z tohto dôvodu má prvý typ kúpeľa obsah hliníka nižší ako 0,15 %. Tento prvý typ kúpeľa však vyžaduje prítomnosť minimálne 0,10 % hliníka, aby sa spomalila reakcia medzi železom a zinkom, kým plech prechádza kúpeľom, inak by táto reakcia spôsobila prílišný nárast galvanickej vrstvy v kúpeli. Hoci je reakcia zinku so železom spomalená prostredníctvom hliníka, predsa spôsobuje vznik železo-zinkového odpadu, ktorý koncentruje v spodnej časti kúpeľa a preto sa nazýva spodný odpad. Tento spodný odpad sa začína vytvárať, keď obsah hliníka presiahne 0,15 %, a preto sa v druhom type kúpeľa nevytvára. V druhom type kúpeľa reaguje časť hliníka so železom a vytvára zlúčeninu Fe₂Al₅, zvyčajne nazývaný plávajúci odpad.

Je tiež známe, že v oblasti kontinuálneho galvanizovania existujú tri kategórie galvanizérov: tie, ktoré produkujú iba konvenčný galvanizovaný plech a tie, ktoré produkujú zároveň a bez prerušenia oba typy plechov na tej istej galvanizačnej linke. Naposledy uvedené metódy používajú prvý typ kúpeľa na výrobu „galvanozliatinového“ plechu a druhý typ kúpeľa na výrobu konvenčného galvanizovaného plechu a zvyšujú obsah hliníka s cieľom prechodu od jedného kúpeľa k druhému. Na to sa používa uvedený proces, ktorý má nevýhodu v tom, že kvôli zvýšeniu obsahu hliníka v kúpeli pri prechode z prvého typu kúpeľa na druhý sa železo-zinkový spodný odpad, ktorý sa v danej chvíli nachádza v kúpeli, progresívne konvertuje na hliníkový plávajúci odpad a zvyšuje a spôsobuje defekty na plechu prechádzajúcom kúpeľom. Tým sa vytvára vyššie riziko výroby podstatného množstva nekvalitného plechu pri každom prechode od výroby „galvanozliatinového“ plechu na výrobu konvenčného galvanizovaného plechu.

V dokumente JP-A-4 218 655 a JP-A-4 23 5 266 opisujú spôsob výroby „galvanozliatinového“ plechu, pri ktorom sa používa kúpeľ s obsahom zinku, 0,001 až 0,2 % kremíka a 0,05 až 0,20 % hliníka, pretože kremík a hliník zlepšujú spracovateľnosť plechu. Keďže tento kúpeľ zodpovedá kúpeľu podľa tohto vynálezu, nemalo by pri tomto známom spôsobe dochádzať ku vzniku spodného odpadu. Tento fakt sa však v týchto dokumentoch neuvádza. Ďalej je nutné zdôrazniť, že dokument JP-A-3 068 748, ktorý sa týka kontinuálnej galvanizácie v zinkovom kúpeli s 0,05 až 5 % hliníka, 0,005 až 0,8 % kremíka a 0,1 až 3 % mangánu na výrobu „galvanozliatinového“ plechu alebo konvenčného galvanizovaného plechu a ktorý rieši problémy vzniku spodného i plávajúceho odpadu formálne odporúča nepridávať kremík do Zn-Al galvanizačného kúpeľa, ak tento kúpeľ obsahuje menej ako 5 % hliníka. Podľa týchto podmienok by kremík nemal žiadny účinok okrem spôsobovania škodlivých defektov, najmä vytváranie negalvanizovaných miest na plechu. Závery, poskytované týmto dokumentom, sa teda diametrálne líšia od zistení a návrhov predloženého vynálezu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky sú do značnej miery odstraňované spôsobom kontinuálnej výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke podľa predloženého vynálezu, keď oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s obsahom hliníka najviac 0,15 % hmotn. a takto získaný pozinkovaný plech sa vystaví difúznemu teplu na konvertovanie zinkovej vrstvy na plechu na zliatinu zinku a železa. Potom plech prechádza druhým kúpeľom so zvýšeným obsahom hliníka v kúpeli na najmenej 0,15 % hmotn. Podstatou vynálezu je, že hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje zinok, hliník a kremík s obsahom kremíka od 0,005 % hmotn. po nasýtenie a s obsahom hliníka najmenej 0,05 % hmotn. a druhý kúpeľ najviac 0,5 % hmotn.

Vo výhodnom uskutočnení obsahuje hliníkovo-zinkový kúpeľ najmenej 0,10 % hmotn. hliníka.

V ďalšom výhodnom uskutočnení obsahuje hliníkovo-zinkový kúpeľ najmenej 0,01 % hmotn. kremíka.

Výhodné je tiež, keď hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje najmenej 0,10 % hmotn. kremíka.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sa počas galvanizácie pridáva do kúpeľa zinková zliatina s 0,05 až 0,5 % hmotn. hliníka a 0,05 až 1,5 % hmotn. kremíka alebo ekvivalent zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.

Vo výhodnom uskutočnení obsahuje druhý hliníkovo-zinkový kúpeľ zinok, hliník a kremík s obsahom kremíka od 0,005 % hmotn. po nasýtenie, výhodne od 0,01 do 0,10 % hmotn. a obsahom hliníka najviac 0,05 % hmotn.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sa počas galvanizácie pridáva do kúpeľa zinková zliatina s 0,16 až 0,5 % hmotn. hliníka a 0,05 až 1,5 % hmotn. kremíka alebo ekvivalent zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.

V použitom kúpeli sa vôbec nevytvára spodný žclezo-hliníkový odpad a teda neexistuje ani riziko výroby podstatného množstva nekvalitného plechu pri každom prechode od výroby „galvanozliatinového“ plechu na výrobu konvenčného galvanizovaného plechu. V takomto kúpeli sa nevytvára ani hliníkový plávajúci odpad. Toto je dôležité

SK 282049 Β6 pre druhú fázu spôsobu výrobu konvenčného galvanizovaného plechu.

Keďže pri spôsobe podľa vynálezu nevzniká hliníkový odpad, ubúdanie zinku a hliníka je na takmer úplne rovnakej úrovni a preto je neobyčajne jednoduché udržať vyvážené zloženie kúpeľa. Vytvára sa v ňom síce malé množstvo plávajúceho odpadu Fc-Si, to však nijako neovplyvňuje spôsob galvanizácie, produktom ktorej je vysokokvalitná galvanická vrstva.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Pri spôsobe výroby galvanozliatinového plechu je obsah hliníka zvýšený na minimálne 0,05 %, pretože pri nižšom obsahu hliníka existuje riziko vytvárania príliš hrubej galvanizačnej vrstvy. Počas výroby konvenčného galvanizovaného plechu nesmie tento obsah presiahnuť 0,5 %, pretože inak by vzniklo riziko spôsobovania defektov v spojitosti galvanickej vrstvy. Obsah kremíka minimálne 0,005 % je nutný na zabránenie vytvárania spodného a hliníkového odpadu. Kúpeľ by nemal byť presýtený kremíkom, pretože presýtenie môže viesť k defektom v galvanickej vrstve.

Tento kúpeľ by mal počas výroby „galvanozliatinového“ plechu obsahovať minimálne 0,10 % hliníka. Tiež by mal obsahovať minimálne 0,01 % a maximálne 0,10 % kremíka.

Keďže rýchlosť spotreby zinku a hliníka v kúpeli je takmer úplne rovnaká, je vhodné udržiavať zloženie kúpeľa počas galvanizácie kompenzovaním spotreby v kúpeli prostredníctvom pridania buď zinkovej zliatiny s 0,05 až 0,5 % hliníka a 0,05 až 1,5 % kremíka, teda s rovnakým obsahom hliníka, ako je obsah hliníka v kúpeli alebo ekvivalentu zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.

Tak napríklad, keď sa konvenčný galvanizovaný produkt vyrába v kúpeli s obsahom 0,20 Al, je úplne vhodné pridať do tohto kúpeľa zinkovú zliatinu s obsahom 0,20 % Al, napríklad zliatinu s obsahom 0,20 % Al a 0,1 % Si, pretože obsah hliníka v kúpeli sa týmto stále udržiava na požadovanej úrovni 20 %. Je nepochybné, že táto zmes 0,20 % Al a 0,1 % Si môže sa nahradiť ekvivalentom, tvoreným napríklad vo vzťahu k 90 % zinkom a vo vzťahu k 10 % zinkovou zliatinou s obsahom 2 % Al a 1 % Si.

Pri výrobe konvenčného galvanizovaného oceľového plechu, podľa ktorého oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s obsahom viac ako 0,15 % hliníka a takto spracovaný plech sa nepodrobuje spracovaniu difúznym teplom. Ako hliníkovo-zinkový kúpeľ sa používa kúpeľ s obsahom zinku, hliníka a kremíka, pričom obsah kremíka je od 0,005 % po bod nasýtenia, výhodne od 0,01 do 0,10 % a obsah hliníka je maximálne 0,5 %. Pri tomto spôsobe kontinuálnej výroby konvenčného galvanizovaného produktu je vhodné udržať zloženie kúpeľa počas galvanizačnej procedúry kompenzovaním spotreby jednotlivých zložiek prostredníctvom pridania buď zinkovej zliatiny s 0,16 až 0,5 % hliníka a 0,05 % až 1,5 % kremíka, teda s rovnakým obsahom hliníka, ako je obsah hliníka v kúpeli alebo ekvivalentu uvedenej zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.

Typické príklady zloženia kúpeľa, ktoré sa môžu použiť v spôsobe podľa vynálezu:

	0,07	ť	0.005	k si
Zn		0.07	*	Al		0,010	k si
Zn		0.07	X	Al		0.020	k si
Zn		0,07	t	Al		0.040	k sí
Zn		0.07	k	Al		0.060	k si
2n		0.07	*	Al		0.080	k si
2n		0.07	k	Al		0.100	k si
Zn		0.10	4	Al		0.005	» SI
Zn		0,10	*	Al		0.010	k si
Zn		0.10	k	Al		0,020	k si
Zn		0.10	*	Al		0,040	k si
Zn		0.10	*	Al		0.060	k si
Zn		0.10	*	Al		0,080	k si
Zn		0,10	k	Al		0.100	k Si
Zn		0.12	k	Al		0,005	k si
Zn		0.12	%	Al		0,010	k si
Zn		0.12	k	Al		0.020	k si
Zn		0,12	*	Al		0,040	k si
Zn		0.12	k	Al		0.060	k si
Zn		0.12	k	Al		0.080	k si
Zn		0.12		Al		0,100	k si
Zn		0,14		Al		0,005	k si
Zn		0,14	«	Al		0,010	k si
Zn		0.14		Al		0,020	k si
Zn		0.14	k	Al		0,040	k si
Zn		0.14	t	Al		0.060	k si
Zn		0.14	*	Al		0.080	k si
Zn		0.14	k	Al		0.100	k si
Zn		0,16		Al		0.005	k si
Zn		0.16	k	Al		0.010	k st
Zn		0.16	k	Al		0,020	k ši
Zn		0.16	k	AL		0,040	k si
Zn		0,16	k	Al		0.060	k si
Zn		0.16	k	Al		0.080	k si
Zn		0.16	k	Al		0.100	k si
Zn		o.ie	k	Al		0.005	k si
Zn		0.18	k	Al		0.010 k Si
Zn		O.L8	k	Al		0.020 k SI
Zn		0.18	k	Al		0.040 k Si
Zn		0,18	k	Al		0.060 k SI
Zn		0.18	k	Al		0.080 k Si
Zn		0.18	k	Al		0.100	k si
Zn		0.20	k	Al		0,005	k Si
Zn		0.20	k	AŽ		0.010	k si
Zn		0.20	k	Al		0.020	k Si
Zn		0.20	k	Al		0.040	k sí
Zn		0.20	k	Al		0.060	k si
2n		0,20	k	Al		0.080	k si
Zn		0,20	k	Al		0.100	k Si
Zn		0.2S	k	Al		0.005	k si
Zn		0,25	k	Al		0.010	» si
Zn		0.25	k	Al		0,020	k si
Zn		0.25	k	Al		0,040	k si
Zn		0.25	k	Až		0.060	« si
Zn		0.25	k	Al		0,080	k Si
Zn		0,25	k	Al		0.100	k si
Zn		0,30	k	AL		0.005	k si
Zn		0,30	k	Al		0.010	k si
Zn		0.30	k	Al		0.020	k si
Zn		0,30	k	AŽ		0,040	k si
Zn		0.30	k	Al		0,060	k si
Zn		0,30	k	Al		0,080	k si
Zn		0,30	k	Al		0.100	k si
Zn		0,40	k	Al		0.005	k Si
Zn		0,40	k	Al		0,010	k si
Zn		0.40	k	Al		0.020	k si
Zn		0,40	k	Al		0.040	k Si
Zn		0.40	k	Al		0.060	k si
Zn		0.40	k	Al	-	0,080	k si
Zn		0.40	k	Al	-	0.100	k si

SK 282049 Β6

Tieto zloženia sa môžu používať pri teplote od 430 do 510 °C, t. j. pri teplote, ktorá sa bežne používa pri galvanizovaní. Pri obsahu kremíka vyššom ako 0,06 % je však výhodné použiť vyššie teploty. Obsah hliníka menší ako 0,14 % sa samozrejme používa pri výrobe „galvanozliatinového“ plechu a obsah hliníka väčší ako minimálne 0,16 % pri výrobe konvenčného galvanizovaného produktu.

Kúpeľ, tak ako tu je používaný, je potrebné chápať ako kúpeľ, obsahujúci zinok, hliník a kremík a nečistoty, nevyhnutne prítomné v týchto kovoch, ktoré sa do kúpeľa dostávajú prostredníctvom plechu, ktorý ním prechádza.

Pri príprave povrchu plechu, prechode plechu cez kúpeľ, utretí galvanickej vrstvy, jej možného tepelného spracovania a chladenia sa používajú postupy známe z kontinuálneho galvanizovania a aluminiovania.

Claims

1. Spôsob kontinuálnej výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke, keď oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s obsahom hliníka najviac 0,15 % hmotn. a takto získaný pozinkovaný plech sa vystaví difúznemu teplu na konvertovanie zinkovej vrstvy na plechu na zliatinu zinku a železa, následne plech prechádza druhým kúpeľom so zvýšeným obsahom hliníka v kúpeli na najmenej 0,15 % hmotn., vyznačujúci sa tým, že hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje zinok, hliník a kremík s obsahom kremíka od 0,005 % hmotn. po nasýtenie a s obsahom hliníka najmenej 0,05 % hmotn. a druhý kúpeľ najviac 0,5 % hmotn.

2. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i sa tým, že hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje najmenej 0,10 % hmotn. hliníka.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje najmenej 0,01 % hmotn. kremíka.

4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje najmenej 0,10 % hmotn. kremíka.

5. Spôsob podľa nároku 1, 2, 3 alebo 4, vyznačuj ú c i sa tým, že sa počas galvanizácie pridáva do kúpeľa zinková zliatina s 0,05 až 0,5 % hmotn. hliníka a 0,05 až 1,5 % hmotn. kremíka alebo ekvivalent zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.

6. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že druhý hliníkovo-zinkový kúpeľ obsahuje zinok, hliník a kremík s obsahom kremíka od 0,005 % hmotn. po nasýtenie, výhodne od 0,01 do 0,10 % hmotn. a obsahom hliníka najviac 0,05 % hmotn.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že sa počas galvanizácie pridáva do kúpeľa zinková zliatina s 0,16 až 0,5 % hmotn. hliníka a 0,05 až 1,5 % hmotn. kremíka alebo ekvivalent zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako uvedená zliatina.