Спосіб безперервного відпалу і підготовки смуги з високоміцної сталі для її цинкування шляхом гарячого занурення в розплав

1. Спосіб безперервного відпалу і підготовки смуги з високоміцної сталі для цинкування шляхом гарячого занурення у розплав, відповідно до якого вказану смугу з високоміцної сталі обробляють в щонайменше двох секціях, що послідовно містять, якщо дивитися у напрямку руху смуги: секцію нагріву і температурної витримки, в якій смугу нагрівають, а потім витримують при заданій температурі відпалу в окислювальній атмосфері, що містить суміш повітря або кисню з неокисним або інертним газом, для формування на поверхні смуги тонкої оксидної плівки, товщину якої регулюють переважно в межах від 0,02 до 0,2 мкм, причому вказаний нагрів смуги здійснюють або прямим полум'ям, або радіацією, секцію охолодження і переміщення, в якій відпалену смугу перед її переміщенням у ванну для нанесення покриття охолоджують і піддають повному відновленню оксид заліза, який присутній в оксидному шарі, що утворюють в секції нагріву і температурної витримки, до металевого заліза у відновній атмосфері, що включає суміш з низьким вмістом водню і інертного газу, причому вказані дві секції розділені звичайним повітряним шлюзом, при цьому згідно даного способу окислювальну атмосферу щонайменше частково відділяють від відновної атмосфери, підтримують регульований вміст кисню в секції нагріву і температурної витримки на рівні від 50 до 1000 частин на мільйон і підтримують регульований вміст водню в секції охо 2 (19) 1 3 92079 4 від 650 °С до 1200 °С, в межі якої входить темпе12. Спосіб за п. 11, в якому смугу потім охолоджуратура температурної витримки. ють до температури вище 450 °С із швидкістю охолодження в межах від 10 до 100 °С/с. [0001] Винахід належить до способу безперервного відпалу і підготовки смуги з високоміцної сталі для нанесення на неї покриття шляхом занурення у ванну з горячим розплавом, а переважно шляхом цинкування або обробки, відомої як «гальванілінг». [0002] Згідно даної області техніки цинкування смуг з високолегованої сталі, зокрема, смуг з високоміцної сталі, проводять шляхом їх безперервного пропускання через ванну, призначену для нанесення цинкового покриття або цинкового сплаву. Справа в тому, що деякі види сталі важко піддаються цинкуванню. До їх числа відносяться, наприклад, сталь, в якій вміст легуючих елементів (алюмінію, марганцю, кремнію, хрому та ін.) 2мас.% і більше, нержавіюча сталь, «двофазна» сталь, TRIP-сталь, TWIP-сталь (з вмістом до 25мас.% Μn і 3мас.% АІ) і т.п. Такі сталеві смуги отримують, як правило, шляхом вирізання з подальшим формуванням методом штампування, згинання і т.п. їх використовують, наприклад, в автомобільній або будівельній промисловості. Рівень техніки [0003] Загально відомо, що деякі види сталі не дуже придатні до цинкування або обробки методом «гальванілінгу» внаслідок їх питомої реакційної здатності поверхні. На якість цинкування, головним чином, впливає ефективність видалення залишків емульсії, використовуваної при змащуванні прокатних валків, і ефективність запобігання надмірному поверхневому окисненню перед зануренням у ванну з розплавом. Так, в процесі безперервного цинкування може виявитися недостатня змочуюча здатність розплавленого цинку на високолегованій сталі. Таке зниження змочуючої здатності цинку можна пояснити наявністю шару селективних оксидів на зовнішньому шарі поверхні смуги («крайня поверхня»). Ці селективні оксиди утворюються в результаті сегрегації легуючих елементів і їх окиснення водяною парою в процесі безперервного відпалу, перед зануренням у ванну з цинком. Водяна пара генерується в цій зоні внаслідок відновлення оксиду заліза (що завжди присутній на холоднокатаному листі) воднем, що міститься в атмосфері відпалових печей. [0004] У даній області техніки були здійснені різні спроби запобігання селективному окисненню на зовнішньому шарі або забезпеченню його міграції всередину сталі на 1-2мкм під зовнішній шар поверхні, що дозволило б створити для рідкого цинку практично чистий шар металевого заліза незалежно від складу сплаву із забезпеченням належних умов закріплення покриття з цинку або цинкового сплаву. Даний результат можна досягти різними способами: 1. Підвищенням точки роси під час витримки при високій температурі (див., напр., JP-А2005/068493), в результаті якого селективне окис нення легуючих елементів перекладається із зовнішнього шару на внутрішній; 2. Повним окисненням заліза на етапі нагріву шляхом збільшення, наприклад, співвідношення між повітрям і горючим газом в пальниках печі з відкритим полум'ям і шляхом подальшого відновлення воднем до металевого заліза під час витримки при високій температурі (див., напр., JP-A2005/023348, JP-A-07 034210 і ін.) або відновлення вільним вуглецем сталі, яка дифундує у ряді випадків через шар оксиду і обмінюється киснем на своїй поверхні (див., напр., ВЕ-А-1014997); 3. Попереднім нанесенням заліза або нікелю (див., напр., JP-A-04280925, JP-A-2005/105399). [0005] Як правило, вказані способи передбачають проведення етапу витримки при високій температурі, використовуючи відновну атмосферу для сталі, що вимагає низької точки роси і високого вмісту водню (до 75% від газу атмосфери), який є порівняно дорогим газом. Всі вони дозволяють значно поліпшити здатність високоміцних сталей до цинкування. Значно, але все таки недостатньо ефективно, особливо у випадку сталі з високим вмістом кремнію (близько 1,5мас.%). Крім того, в цих способах потрібно проводити етап попереднього нанесення, який також пов'язаний з дуже великими витратами. [0006] Згідно одного з відомих технічних рішень, для відпалу і підготовки сталевої смуги для цинкування використовують установку, що містить (якщо дивитися у напрямку руху смуги) наступні блоки: 1 - першу секцію нагріву (попереднього нагріву), яка в цілях подальшого окиснення смуги здійснює її нагрів до температури, що забезпечує утворення оксидної плівки необхідної товщини (близько 50 нанометрів); ця секція перебуває в атмосфері, що стала окиснювальною в результаті введення повітря або кисню, наприклад, у вигляді суміші повітря з горючим газом у разі роботи з піччю з відкритим полум'ям або одного тільки повітря у випадку з радіаційною піччю; 2 - другу секцію відпалу, відокремлену від секції нагріву звичайним повітряним шлюзом, в якій смуга витримується при високій температурі відпалу і яка перебуває в інертній атмосфері під надлишковим тиском, що зроблено з метою запобігання проникненню в неї газів з секції нагріву; 3 - третю секцію відновлення, відокремлену від другої секції також звичайним повітряним шлюзом, яка перебуває в середовищі із зниженим тиском в порівнянні з попередньою секцією, але в той же час з деяким надлишковим тиском в порівнянні з навколишнім середовищем; ця секція призначена для завершення циклу відпалу (кінець періоду температурної витримки), охолодження смуги і, за необхідності, для проведення повторного старіння перед переміщенням смуги у ванну з розплавом за 5 92079 6 допомогою зануреного насоса; у цій зоні оксидний [0014] Під повним відновленням оксиду заліза шар, утворений в першій секції, піддається повнослід розуміти його відновлення щонайменше до му ідеальному відновленню атмосферою водню 98%. інертного газу з дуже низькою точкою роси. [0015] У переважному випадку регульований [0007] Зрозуміло, що також відомі як простіші, вміст кисню підтримують в секції нагріву і темпетак і складніші випалювальні печі, що мають, як ратурної витримки на рівні від 50 до 400 частин на правило, від однієї до чотирьох окремих секцій, що мільйон. забезпечують виконання відповідних функцій на[0016] Відповідно до першого переважного вагріву (попереднього нагріву), температурної виріанту винаходу, окислювальну атмосферу відотримки, охолодження, повторного старіння і так кремлюють від відновної атмосфери шляхом стводалі. рення надлишкового тиску окислювальної [0008] Задача даного винаходу полягає в усуатмосфери, внаслідок чого кисень, захоплений ненні недоліків попереднього рівня техніки. смугою в зону охолодження і переміщення через [0009] Зокрема, одне із завдань винаходу поповітряний шлюз, внаслідок вказаного надлишколягає в створенні способу відпалу і підготовки вивого тиску повністю вступає в реакцію з воднем, сокоміцних сталей для їх цинкування, який був би що міститься в охолоджуючій атмосфері, з утвоекономічним і при цьому дозволяв здійснювати ренням водяної пари. цинкування як з супровідною термообробкою типу [0017] Відповідно до другого переважного ва«гальванілінгу», так і без такої обробки. ріанту винаходу, наявний в секції охолодження і [0010] Інша задача винаходу полягає в забезпереміщення водень вводиться в гарячий газовий печенні можливості підготовки до цинкування випотік у зворотному напрямку, вступає в реакцію з сокоміцних сталей, які не мали б дефектів по крихкиснем, що надходить з секції нагріву і температукості. рної витримки, утворюючи водяну пару. В цьому [0011] Зокрема, одна із задач винаходу полявипадку в секції охолодження і переміщення підтгає в створенні способу відпалу в закритій атмосримується надлишковий тиск в порівнянні з секціфері без присутності водню. єю нагріву і температурної витримки. Оскільки газ [0012] Додаткова задача винаходу полягає в з високим тиском не може текти до ванни з розпзапобіганні селективному окисненню легуючих лавом, він піднімається в зону нагріву і температуелементів в крайньому зовнішньому шарі смуги на рної витримки. етапі повного окиснення в процесі безперервного [0018] Відповідно до винаходу вміст кисню в відпалу, що передує охолодженню і зануренню у оксидному шарі, що сформувався в секції нагріву і ванну з цинком. температурної витримки, регулюють або шляхом [0013] Предметом винаходу є спосіб безперемодифікування газової суміші, що містить топкове рвного відпалу і підготовки смуги з високоміцної повітря, що підводиться до засобів нагріву прямим сталі для її покриття шляхом занурення у ванну полум'ям, або шляхом регульованого вприскувангарячим розплавом, відповідно до якого вказану ня суміші повітря (або кисню) з інертним газом у сталеву смугу обробляють в щонайменше двох разі радіаційного або індукційного нагріву. секціях, що послідовно містять, якщо дивитися у [0019] У переважному випадку як неокисляюнапрямку руху смуги: чий або інертний газ використовують азот або ар1 - секцію нагріву і температурної витримки, в гон. якій смугу нагрівають, а потім витримують при за[0020] Доцільно, як розплав використовувати даній температурі відпалу в окислювальній атмоцинк або один з його сплавів. сфері, що містить суміш повітря (або кисню) з нео[0021] Доцільно також, щоб в зоні нагріву і текисним або інертним газом, для формування на мпературної витримки не було відновної атмосфеповерхні смуги тонкої оксидної плівки, товщину ри. якої регулюють, переважно в межах від 0,02 до [0022] У переважному випадку спосіб нане0,2мкм, причому вказаний нагрів смуги здійснюють сення покриття шляхом занурення з підігрівом є або прямим полум'ям, або радіацією; цинкування або обробка методом гальванілінгу. 2 - секцію охолодження і переміщення, в якій [0023] Відповідно до винаходу, атмосфера як в принаймі відпалену смугу, перед її переміщенням секції нагріву і температурної витримки, так і в у ванну для нанесення покриття охолоджують і секції охолодження і переміщення має точку роси, піддають повному відновленню оксид заліза, прияка нижче або рівна -10°С, а в переважному випасутнього в оксидному шарі, що утворився в секції дку нижче або рівна - 20°С. нагріву і температурної витримки, до металевого [0024] Відповідно до переважного варіанту визаліза у відновній атмосфері, що включає суміш з находу, смугу нагрівають до температури в межах низьким вмістом водню і інертного газу, причому від 650°С до 1200°С, в даний проміжок входить вказані дві секції розділено між собою звичайним температура температурної витримки. повітряним шлюзом, при цьому згідно даного спо[0025] Відповідно до іншого переважного варісобу окислювальну атмосферу щонайменше частанту винаходу, смугу потім охолоджують до темково відокремлюють від відновної атмосфери, підператури вище 450°С із швидкістю охолодження в тримують регульований вміст кисню в секції межах від 10 до 100°С/сек. нагріву і температурної витримки на рівні від 50 до [0026] В рамках винаходу запропонований 1000 частин на мільйон і підтримують регульоваекономічний спосіб, направлений на виконання ний вміст водню в секції охолодження і переміетапу відпалу при цинкуванні без додавання водщення на рівні менше 4мас.%, а переважно менше ню, тобто газу, який в десять разів дорожче, ніж 0,5мас.%. 7 92079 8 поширеніші гази типу азот, який до того ж значно чає окрім інших елементів 1,5мас.% кремнію. В збільшує крихкість високоміцних сталей. даному випадку для забезпечення порівнянних [0027] Задача винаходу полягає в забезпеченрезультатів необхідно збільшити вміст кисню на ні ідеального цинкування відносно всіх марок виетапі нагріву-температурної витримки до 300 чассокоміцних сталей. Щоб уникнути окиснення легутин на мільйон. Таке підвищення вмісту кисню абючих елементів на зовнішній поверхні, солютно необхідне, оскільки кремній уповільнює запропоновано вприскувати в піч суміш повітря з дифузію заліза, створюючи бар'єр з оксиду кремазотом впродовж всього циклу нагріву (попереднію на межі розділу між сталлю і оксидом заліза. нього нагріву) і витримки листа при високій темпе[0034] Згідно іншого порядку дій формують ратурі. звичайний потік від ванни з цинком до секції нагрі[0028] Таким чином, для реалізації даного спову із забезпеченням реакції між дуже незначною собу не вимагається поділу атмосфери у всій зоні кількістю водню (