SK41095A3

SK41095A3 - Continuous galvanizing method

Info

Publication number: SK41095A3
Application number: SK410-95A
Authority: SK
Inventors: Richard B Sokolowski
Original assignee: Union Miniere France Sa
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1996-02-07
Also published as: AU5149893A; WO1994009173A1; US5882733A; JPH08502098A; PL172723B1; HUT73031A; FR2696758B1; HU9501070D0; AU688281B2; ATE141339T1; DE69304079D1; FI951700A; PL308269A1; RU2114930C1; HU216338B; FR2696758A1; FI951700A0; DE69304079T2; FI100475B; GR3021535T3

Description

KONTINUÁLNY GALVÄNIZAČNÝ PROCES

Tento vynález sa týka procesu kontinuálnej výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke bez prerušenia chodu tejto linky, podľa ktorého prvý proces produkuje množstvo oceľového plechu, potiahnutého zliatinou železa a zinku tým, že oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s hmotnostným obsahom hliníka približne pod 0,15 % a podrobením takto získaného pozinkovaného plechu spracovaniu difúznym teplom, aby sa zinková vrstva na plechu konvertovala na zliatinu zinku a železa, a potom sa prechádza priamo na výrobu konvenčného galvanizovaného oceľového plechu zvýšením obsahu hliníka v kúpeli n<a približne vyše 0,15, podrobením plechu tomuto kúpeľu bez následného spracovania difúznym teplom.

Je známe, že pri kontinuálnej galvanizácii oceľového plechu sa najčastejšie používa buď kúpeľ, obsahujúci zinok a 0,10 % - < 0,15 % hmotnosti hliníka, alebo kúpeľ, obsahujúci zinok a > 0,15 - 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 zvyčajne nazýva galvanozliatina . Druhý typ kúpeľa sa používa na výrobu konvenčného galvanizovaného produktu, t.j. plechu, potiahnutého tenkou vrstvou zinku. Ak tento kúpeľ obsahuje menej ako 0,12 % hliníka, na rozhraní železa a zinku sa vytvára celá škála železno-zinkových zlúčenín (zobrazených v diagrame fázy zinku a železa), ktorým je potrebné sa pri výrobe konvenčného galvanizovaného produktu vyhnút. Za účelom zabránenia tvorby kryštalizačných zárodkov v δ fáze, musí byt obsah hliníka väčší než 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 Fe2Äl5, ktorá slúži ako prekážka

9738 následnej difúzie. Z tohto dôvodu má prvý typ kúpeľa obsah hliníka nižší než 0.15 %- Tento prvý typ kúpeľa však vyžaduje prítomnosti 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 sa 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 i

Fe2Äl5, zvyčajne nazývanú plávajúci odpadJe tiež známe, že v oblasti kontinuálneho galvanizovania existujú tri kategórie galvanizérov tie, ktoré produkujú iba galvanozliatinový plech, tie, ktoré produkujú iba konvenčný galvanizovaný plech a tie, ktoré produkujú zároveň a bez prerušenia oba typy plechov na tej istej galvanizačnej linke. Posledne menované metódy používajú prvý typ kúpele na galvanozliatinového plechu a druhý typ kúpe1q na konvenčného galvanizovaného plechu a zvyšujú obsah výrobu výrobu hliníka za účelom prechodu od jedného kúpeľa k druhému. Za týmto účelom používajú horeuvedený ces má nevýhodu v tom, že kvôli proces. Tento známy prozvýšeniu 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 vytvára vyššie riziko výroby podstatného množstva nekvalitného plechu pri každom prechode od výroby galvanozliatinového plechu k výrobe konvenčného galvanizovaného plechu.

Cieľom tohto vynálezu je vypracovať proces na základe horeuvedeného, ktorý nebude mat nevýhody tohto známeho procesu .

Za týmto účelom sa ako hl iníkovo-zinkový kúpeľ podľa

9738 vynálezu používa kúpeľ, obsahujúci zinok, hliník a kremík, s obsahom kremíka od 0,005 % po nasýtenie a obsahom hliníka minimálne 0,05 % počas výroby plechu, potiahnutého zliatinou zinku a železa a maximálne 0,5 % pri výrobe konvenčného galvanizovaného plechu.

Zistilo sa, že v takomto kúpeli sa vôbec nevytvára spodné železo-hliníkový odpad a teda neexistuje ani riziko výroby podstatného množstva nekvalitného plechu pri každom prechode od výroby galvanozliatinového” plechu k výrobe konvenčného galvanizovaného plechu. Ďalej sa zistilo, že v takomto kúpeli sa nevytvára ani hliníkový plávajúci odpad. Toto zistenie je najmä dôležité pre druhú fázu procesu podľa vynálezu - výrobu konvenčného galvanizovaného plechu. Počas produkcie konvenčného galvanizovaného plechu v druhom type kúpeľa podľa doterajšieho stavu techniky CZn a >0.15

- 0,20 % Al) je veľmi tažké kontrolovať vyvážené zloženie kúpeľa kvôli skutočnosti, že sa v kúpeli míňa hliník oveľa skôr ako zinok, čo je spôsobené práve vytváraním hliníkového plávajúceho odpadu. Z toho vyplývam že v praxi je nevyhnutné meniť obsah hliníka v kúpeli podľa zubového profilu, čo vedie k riziku periodického produkovania nekvalitnej galvanickej vrstvy. Keďže však pri procese podľa tohto 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 Fe-Si, to však nijak neovplyvňuje proces galvanizácie, produktom ktorej je vysokokvalitná galvanická vrstva.

Je potrebné zdôrazniť, že dokumenty JP-A-4 218 655 a JP-A-4 235 266 opisujú proces výroby galvanozliatinového plechu, pri ktorom sa používa kúpeľ s obsahom Zn, 0,001

- 0,2 % Si a 0,05 - 0,20 % Al, pretože kremík a hliník zlepšujú spracovateľnosť plechu. Keďže tento kúpeľ zodpovedá kúpeľu podľa tohto vynálezu, nemalo by pri tomto známom procese dochádzať ku vzniku spodného odpadu, tento fakt sa však v týchto dokumentoch neuvádza. Ďalej je nutné zdôrazniť, že

9738 dokument JP-A-368 748. ktorý sa týka kontinuálnej galvanizácie v zinkovom kúpeli s 0.05 - 5% Al, 0,005 - 0,8 % Si a 0,1 - 3 % Mn za účelom výroby 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 než 5 % hliníka. Podľa týchto podmienok by kremík nemal žiaden účinok okrem spôsobovania škodlivých defektov, menovite vytváranie negalvanizovaných miest na plechu. Závery, poskytované týmto dokumentom, sa teda diametrálne líšia od zistení a návrhov podávateľovej spoločnosti Pri procese podľa tohto vynálezu musí byt počas výroby galvanozliatinového plechu obsah hliníka zvýšený na minimálne 0,05 % , pretože pri nižšom obsahu hliníka existuje riziko vytvárania príliš hrubej galvanickej 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 i hliníkového odpadu. Kúpeľ by nemal byt presýtený kremíkom, pretože presýtenie môže viest 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 - 0,5 % hliníka a 0,05

- 1,5 % kremíka, teda s rovnakým obsahom hliníka ako je obsah hliníka v kúpeli, °alebo ekvivalentu horeuvedenej zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku

9738 s menším obsahom prídavných látok ako horeuvedená zliatina .

Keď sa napríklad konvenčný galvanizovaný produkt vyrába v kúpeli s obsahom 0,20 % Al, je úplne vhodné dodať, 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 sa môže nahradiť ekvivalentom, tvoreným napríklad vo vzťahu k 90 % zinkom a vo vzťahu k 10 % zinkovou zliatinou s obsahom 2 % Al a 1 % Si.

Je nepochybné. že je možné využiť kúpeľ z druhej fázy procesu podľa tohto vynálezu iba pri výrobe konvenčného galvanizovaného produktu. Preto sa podali tiež žiadosti na ochranu procesu na výrobu konvenčného galvanizovaného oceľového plechu, podľa ktorého oceľový plech prechádza hliníkovo-zinkovým kúpeľom s obsahom viac než 0,15 % hliníka a takto spracovaný plech sa nepodrobuje spracovaniu difúznym teplom- Tento proces sa vyznačuje tým, že sa ako hliníkovo-zinkový kúpeľ 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 procese 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 - 0,5 % hliníka a 0,05

- 1,5 % kremíka, teda s rovnakým obsahom hliníka ako je obsah hliníka v kúpeli, °alebo ekvivalentu horeuvedenej zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako horeuvedená zliatina.

Typické príklady zložení kúpeľa, ktoré sa môžu použiť v procese podľa tohto vynálezu:

9738

Ζη	- 0,07 %	ΑΙ	- 0.005	%	Si
Ζη	-	0,07	9^ •Ό	Ä1	-	0,010	%	Si
Ζη	-	0.07	'Ό	ΑΙ	-	0,020	%	Si
Ζη	-	0,07	9^	ΑΙ	-	0,040	%	Si
Ζη	-	0,07	%	ΑΙ	-	0,060	%	Si
Ζη	-	0,07	%	Ä1	-	0,080	%	Si
Ζη	-	0,07	%	Α1	-	0,100	%	Si
Ζη	-	0.10	%	ΑΙ	-	0,005	%	Si
Ζη	-	0,10	•Ό	ΑΙ	-	0,010		Si
Ζη	-	0,10	%	ΑΙ	-	0,020		Si
Ζη	-	0,10	%	ΑΙ	-	0,040	%	Si
Ζη	-	0,10	%	ΑΙ	-	0,060	%	Si
Ζη	-	0,10	*0	ΑΙ	-	0,080	%	Si
Ζη	-	0,10	%	ΑΙ	-	0,100	%	Si
Ζη	-	0,12	%	ΑΙ	-	0,005	%	Si
Ζη	-	0,12	%	ΑΙ	-	0,010	%	Si
Ζη	-	0.12	%	ΑΙ	-	0,020	%	Si
Ζη	-	0,12	%	ΑΙ	-	0,040	%	Si
Ζη	-	0,12	%	ΑΙ	-	0,060	%	Si
Ζη	-	0,12	%	ΑΙ	-	0,080	%	Si
Ζη	-	0.12	%	ΑΙ	-	0,100	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,005	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,010	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,020	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,040	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,060	%	Si
Ζη	-	0,14	%	ΑΙ	-	0,080	%	Si
Ζη	-	0.14	%	ΑΙ	-	0,100	%	Si
Ζη	-	0,16	%	ΑΙ	-	0,005	%	Si
Ζη	-	0,16		ΑΙ	-	0,010	%	Si
Ζη	-	0,16	y	ΑΙ	-	0,020	%	Si
Ζη	-	0,16	%	ΑΙ	-	0,040	%	Si
Ζη	-	0,16	%	Α1	-	0,060	%	Si
Ζη	-	0,16	%	ΑΙ	-	0,080	%	Si
Ζη	-	0.16	%	ΑΙ	-	0,100	%	Si
Ζη		0.18	%	ΑΙ	-	0,005	%	Si

9738

Zn	-0,18	%	Al	- 0,010	%	Si
Zn	-	0,18	%	Al	-	0,020	%	Si
Zn	-	0,18	%	Al	-	0,040	%	Si
Zn	-	0,18	%	Al	-	0,060	%	Si
Zn	-	0.18	%	Al	-	0,080	%	Si
Zn	-	0,18	%	Al	-	0,100	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,005	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,010	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,020	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,040	%	Si
Zn	-	0.20	%	Al	-	0,060	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,080	%	Si
Zn	-	0,20	%	Al	-	0,100	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0,005	%	Si
Z n	-	0,25	%	Al	-	0,010	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0,020	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0.040	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0,060	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0,080	%	Si
Zn	-	0,25	%	Al	-	0,100	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,005	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,010	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,020	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,040	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,060	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,080	%	Si
Zn	-	0,30	%	Al	-	0,100	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0.005	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0,010	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0,020	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0,040	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0,060	%	Si
Zn	-	0,40	%	Al	-	0,080	%	Si
Zn	-	0.40	%	Al	-	0,100	%	Si

Tieto zloženia sa môžu používať pri teplote od 430 do 510 °C, t.j. pri teplote. ktorá sa bežne používa pri galva8

9738 nizovaní. F’ri 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.

Výraz kúpeľ, obsahujúci zinok, hliník a kremík, používaný v tejto patentovej prihláške, je nutné chápať ako kúpeľ, ktorý obsahuje iba tieto tri kovy, nečistoty, nevyhnutne prítomné v týchto kovoch a nečistoty, ktoré sa do kúpeľa dostávajú prostredníctvom plechu, ktorý ním prechádza.

Co sa týka prípravy povrchu plechu, prechodu plechu cez kúpeľ, utretie galvanickej vrstvy, jej možné tepelné spracovanie a chladenie, je samozrejme možné odvolať sa na techniky, opísané v kapitole Kontinuálne galvanizovanie a alitovanie v Les technigues de ľIngénieur, M 1525, 1 -

Claims

1. Proces kontinuáInej,výroby oceľového plechu potiahnutého zliatinou železa a zinku a konvenčného galvanizovaného oceľového plechu na rovnakej kontinuálnej galvanizačnej linke bez prerušenia chodu tejto linky, podľa ktorého prvý proces produkuje množstvo oceľového plechu, potiahnutého zliatinou železa a zinku tým, že oceľový plech prechádza hl i níkovo-zinkovým kúpeľom s hmot.nostným obsahom hliníka približne pod 0,15 % a podrobením takto získaného pozinkovaného plechu spracovaniu difúznym teplom, aby sa zinková vrstva na plechu konvertovala na zliatinu zinku a železa, a potom sa prechádza priamo na výrobu konvenčného galvanizovaného oceľového plechu zvýšením obsahu hliníka v kúpeli na približne vyše 0,15, podrobením plechu tomuto kúpeľu bez následného spracovania difúznym teplom, vyznačujúci sa tým, že sa ako hl iníkovo-zinkový kúpeľ používa kúpeľ, obsahujúci zinok, hliník a kremík, s obsahom kremíka od 0,005 % po nasýtenie a obsahom hliníka minimálne 0,05 % počas výroby oceľového plechu, potiahnutého zliatinou zinku a železa a maximálne 0,5 % pri výrobe konvenčného galvanizovaného oceľového plechu.

2. Proces podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kúpeľ obsahuje minimálne 0,10 % hliníka počas výroby plechu, potiahnutého zliatinou železa a hliníka.

3. Proces podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c i s a ka. tým, že kúpeľ obsahuje minimálne 0,01. % krémí- 4. Proces podľa nároku 1, 2 alebo 3, v y z n a č U j ú c i s a tým. že kúpeľ obsahuje maximálne 0,10 % krémí-

ka.

9738

5 . Proces podľa nároku 1, 2, 3 alebo 4, v yznačujú- sa počas galvani- c i s a tým. že zloženie kúpeľa zacnej procedúry udržiava kompenzovaním spotreby v kúpe- li prostredníctvom pridania °buď zinkovej zliatiny s 0,05 0,5 % hliníka a 0.05 - 1,5 % kremíka, teda s rovnakým obsahom

hliníka ako je obsah hliníka v kúpeli, °alebo ekvivalentu horeuvedenej zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zliatiny na báze zinku s menším obsahom prídavných látok ako horeuvedená zliatina.

6. Proces výroby konvenčného galvanizovaného oceľového plechu. podľa ktorého spracovávaný oceľový plech prechádza hl iníkovo-zinkovým kúpeľom s hmotnostným obsahom hliníka viac než približne 0.15 % a takto získaný potiahnutý plech sa nepodrobuje následnému spracovaniu difúznym teplom, vyznačujúci sa tým, že ako hliníkovozinkový kúpeľ sa používa kúpeľ, obsahujúci zinok, hliník a kremík, s obsahom kremíka od 0,005 % po nasýtenie, výhodne od 0,01 do 0,10 %, a obsahom hliníka maximálne

0,05

7. Proces podľa nároku 6, vyznačujú ci sa tým, že zloženie kúpeľa sa počas gaIvan izacnej procedúry udržiava kompenzovaním spotreby v kúpeli prostredníctvom pridania °buď zinkovej zliatiny s 0,16 - 0,5 % hliníka a 0,05 - 1,5 % kremíka. teda s rovnakým obsahom hliníka ako je obsah hliníka v kúpeli, °alebo ekvivalentu horeuvedenej zinkovej zliatiny prostredníctvom minimálne jednej predzliatiny a zinku alebo minimálne jednej predzliatiny a zlia11

9738 tiny na tok ako báze zinku horeuvedená s menším obsahom prídavných láz1 i at i na.