Способ получения оцинкованной стальной полосы Советский патент 1992 года по МПК C23C2/40 C23C2/06 

Изобретение относится к области получения горячих цинковых покрытий на толстой листовой стали.

Цель изобретения - повышение качества стальной полосы.

На фиг.1 показана схематически агрегатная линия горячего цинкования; на фиг,2 - предпочтительный вариант выполнения печи для перестаривания, которая установлена после линии цинкования, представленной на фиг.1; на фиг.З - диаграмма, иллюстрирующая различие между предлагаемым способом и известным; на фиг.4 - диаграмма, показывающая цикл нагрева и охлаждения предлагаемого способа.

Позицией 1 на фиг,1 обозначено устройство для очистки полосовой стали от эмульсии для смазки поверхности валков. Позицией 2 обозначена печь для нагрева полосовой стали до температурного интервала Ai-Аз, позицией 3 -томильная камера, последняя зона 4 которой входит в цинковально-алюминиевую ванну, содержащую тигель 5. В цинковальноалюминиевой ванне размещены устройство

6для охлаждения, аналогичный наконечник

7для охлаждения течки от томильной камеры до цинковально-алюминиевой ванны, насосная установка 8, предназначенная для циркуляции расплава, и устройство с направляющим валком 9 для направления полосовой стали через цинковально-алюминиевую ванну. Позициями 10 и 11 обозначены газоструйные сопла, а позицией 12 - воздухо-во- доструйные. сопла для обдувки полосовой стали. Подвергаемая обработке полосовая сталь обозначена позицией 13.

После очистки стали от эмульсии для смазки поверхности валков стальную полосу нагревают в печи 12, содержащей защитную среду, до температурного интервала Ai-Аз и отжиг продолжают в томильной камере 3. Газовая среда может содержать от 10 до 25% водорода и от 90 до 75% азота. В последней зоне 4 томильной камеры температуру полосовой стали регулируют до 600-700°С перед ее закал кой в цинковально-алюминие(Л

с

х| СЛ О

Јv GO СО

вой ванне. В предпочтительном варианте тигель 5 выполнен из керамического материала и оснащен устройством б для охлаждения или теплообменником для предотвращения повышения температуры цинковэльно-алюми- ниевой ванны под действием передаваемого полосовой сталью тепла. Расплавленный металл циркулирует с помощью насосной установки 8, снабженный в предпочтительном варианте турбиной из керамического материала так, что расплав течет равномерно относительно поверхности полосы через отверстия, расположенные по обеим сторонам полосы и вдоль всей ее длины. Таким образом, температура в этот момент в ванне с расплавом остается постоянной, несмотря на большое количество тепла в полосовой стали, причем в то же самое время влияние закалки расплавленного цинка можно регулировать скоростью потока расплавленного цинка. Когда скорость стальной полосы меняется, то продолжительность цинкования можно держать постоянной путем регулирования положением высоты подъема валков 9. Это регулирование может в соответствии с хорошо известными методами быть достигнуто по существу автоматически в зависимости от скорости полосы.

После ванны для цинкования толщину покрытия регулируют газоструйными соплами 10, Сразу же после такой обработки покрытие из расплавленного цинка под действием струй холодного воздуха быстро затвердевает, после чего полосовую сталь быстро охлаждают предпочтительно до температуры ниже 350°С с помощью воздухо- струйных сопел 12. Положение охлаждающих элементов 11,12 можно устанавливать на различную высоту согласно скорости подачи полосовой стали.

На фиг.2 представлен схематический вид печи для перестаривания, которая расположена над агрегатной линией цинкования, представленной на фиг.1.

Печь для перестаривания обозначена позицией 20. Температура внутри печи колеблется в интервале от 300 до 350°С. Традиционные воздушные сопла, направляющие воздух на полосовую сталь внутри печи 20, обозначены позицией 21. Вентилятор 22 осуществляет циркуляцию воздуха через печь 20 и трубку 23. Позиция 24 обозначает впускное устройство для дымных газов (показанных стрелкой 25), поступающих из печи (фиг.1). Температура дымного газа достигает примерно 600°С, а точное количество дымных газов, необходимых для поддержания требуемой температуры внутри печи 20, обеспечивают традиционные температурные датчики и регуляторы, которые не показаны

на фиг.2. Позиции 26-28 обозначают традиционные устройства для охлаждения воздухом, водой и устройство для дрессировки полосы соответственно, предназначенные

для обработки полосовой стали после перестаривания в печи 20. После охлаждения полосы в устройстве 27 для охлаждения водой температура полосовой стали 13 обычно составляет не более 50°С.

0 Новизна печи 20, как видно из фиг.2, заключается в установке отводящих роликов 30 и направляющего ролика 31, предназначенных для центрирования указанной стали 13 во время ее движения за предела5 ми печи.

Одно из основных преимуществ предлагаемого способа заключается в том, что проверку и возможную профилактику (очистку) валков печи можно производить в процессе

0 изготовления стали без остановки линии цинкования. Наличие направляющего ролика 31 общеизвестного типа также облегчает эту работу.

Другое главное преимущество, которое

5 имеют ролики 30 и 31 за пределами указанной печи 20, состоит в возможности обеспечения охлаждающими устройствами (воздухом или водой) немедленного охлаждения полосовой стали до ее взаимодейст0 вия с указанными роликами с устранением тем самым налипания цинка на указанные валки.

Охлаждающее устройство, обозначенное позицией 32, расположено в поле печи

5 20, а обозначенное позицией 33 - в верхней ее части. В предпочтительном варианте охлаждающее устройство 33 выполнено в виде пар роликов, которые контактируют с обеими сторонами полосовой стали и, кроме то0 го, обеспечивают герметизацию отверстий 34, расположенных в верхней стенке указанной печи. Соответствующие отверстия 15,17,18,19,29 и 35 в стенке пода печи не требуют их герметизации.

5 Налипание цинка на первые отводящие ролики (14 на фиг.1 и 36 на фиг.2) после прохождения ванны для цинкования устраняют путем охлаждения полосовой стали до температуры ниже 350°С, а в предпочти0 тельном варианте до температуры в интервале 200-250°С до поступления на ролик 16. Кроме того, температура указанного ролика значительно ниже температуры цинкового покрытия полосовой стали. Следовательно,

5 при реализации расположения роликов печи для непрерывного перестаривания снаружи, как показано на. фиг.2, и поддержании температуры полосовой стали при максимуме 350°С, становится возможным предотвратить налипание цинка на поверхность

указанных роликов. Дополнительное охлаждение цинкового покрытия либо обдувкой его охлажденным газом, т.е. устройством 32, либо охлажденными роликами 33 до момента, когда полоса вступит в контакт с поверхно- стью роликов, является не всегда обязательной, но, тем не менее, предпочтительной операцией.

Располагая ролики снаружи печи, становится возможным разместить-направляю- щий ролик 3, посредством которого легче удерживать полосовую сталь в середине профиля печи. С точки зрения эксплуатации печи очень важным моментом является то, что проверку и возможную чистку печных валков можно проводить в процессе производства полосовой стали без остановки линии горячего цинкования (это является обязательным условием).

На фиг.З показано, что при обработке в закалочной цинковой ванне в течение 2-3 мин можно получить устойчивую против старения оцинкованную полосовую сталь (А1 - показатель ниже 30 мПа). При традиционном медленном охлаждении газом потребо- вался бы очень длительный цикл обработки, превышающий 10 мин, который трудно было бы реализовать в практике.

На фиг.4 показан график термической обработки устойчивой против старения по- лосовой стали с покрытием, выполненным методом горячего цинкования. После отжига при Tt - 800-850°C полосовую сталь охлаждают до температуры предварительной закалки Та 600-700°С перед осуществлени-

ем быстрого охлаждения стали в ванне для цинкования. После отрегулирования толщины цинкового покрытия сталь дополнительно охлаждают, например, до температуры ниже 300°С. Полосовую сталь, оцинкованную в печи для перестаривания непрерывного действия, нагревают и/или удерживают при Т3 300-350°С в течение примерно 2-3 мин. Перед каждым печным роликом цинковое покрытие охлаждают, в результате чего температура при перестаривании становится волнообразной. После перестаривания полосовую сталь с цинковым покрытием охлаждают воздухом и водой для снижения ее температуры ниже 50°С до операции ее дрессировки.

Формула изобретения 1.Способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий нагрев стальной полосы до 800-850°С, отжиг и выдержку при 600-700°С, быстрое охлаждение, цинкование погружением в расплав цинка и старение полосы, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества получаемой стальной полосы, быстрое охлаждение от 600-700°С проводят в ванне цинкования, после цинкования полосу охлаждают до температуры, не превышающей 300°С, а старение проводят путем выдержки при температуре, не превышающей 350°С, в течение 1-3 мин.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что быстрое охлаждение 6 цинкования осуществляют до 460° С в течение времени, не превышающем 1 с.

Сущность изобретения: в процессе получения оцинкованной стальной полосы, включающем нагрев стальной полосы до 800-850°С, отжиг, выдержку при 600- 700°С, быстрое охлаждение, цинкование погружением в расплав цинка и старение полосы, стадию быстрого охлаждения от 600-700°С проводят в ванне цинкования путем выдержки в течение времени, не превышающего 1 с, а после цинкования полосу охлаждают до температуры, не превышающей 300°С, и старение проводят путем выдержки при температуре, не превышающей 350°С, в течение 1-3 мин. 1 з.л,ф-лы, 4 ил.

13

)г-д-1 k

Р) г,, ,, j, ,-,. У

/ . /, /, /. ///, /. /. fs/ ./, /s ///

Фм 1

23

Фиг. 2

l l l l I T I lrT

1 23456789

фиг.5

т

г

350