TWI653362B - 金屬被覆鋼帶的製造方法 - Google Patents

金屬被覆鋼帶的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI653362B
TWI653362B TW102137298A TW102137298A TWI653362B TW I653362 B TWI653362 B TW I653362B TW 102137298 A TW102137298 A TW 102137298A TW 102137298 A TW102137298 A TW 102137298A TW I653362 B TWI653362 B TW I653362B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cooling
water
alloy
cooling water
step comprises
Prior art date
Application number
TW102137298A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201425643A (zh
Inventor
阿隆Ｋ 紐飛爾德
懷尼Ａ 倫斯豪
喬夫 泰普塞爾
Original Assignee
澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2012904524A external-priority patent/AU2012904524A0/en
Application filed by 澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司 filed Critical 澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司
Publication of TW201425643A publication Critical patent/TW201425643A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI653362B publication Critical patent/TWI653362B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12972—Containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

本發明揭示出一種在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆以形成一Al-Zn-Mg-Si被覆鋼帶的方法。該方法包括下列步驟：將鋼帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金槽中及在該鋼帶的曝露表面上形成一合金被覆，及以冷卻水冷卻該被覆帶。該冷卻步驟包括將該冷卻水的pH控制在pH 5-9的範圍。特別的具體實例集中在Al-Zn-Si-Mg合金，其包括下列重量%的元素：Zn：30至60、Si：0.3至3、Mg：0.3至10、及剩餘部分係Al及無法避免的雜質。

Description

金屬被覆鋼帶的製造方法 發明領域
本發明係關於一種金屬帶之製造，典型為具有抗腐蝕性金屬合金被覆之鋼帶，其中在該合金中包含鋁-鋅-矽-鎂作為主要元素，及於此之後，以此基礎指為“Al-Zn-Si-Mg合金”。
特別是，本發明係關於一種在帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆的熱浸漬金屬被覆方法，其包括將一未被覆的帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金槽中及在該帶上形成該合金被覆。
典型來說，本發明之Al-Zn-Si-Mg合金包含下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：30至60%
Si：0.3至3%
Mg：0.3至10%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
更典型來說，本發明之Al-Zn-Si-Mg合金包含下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：35至50%
Si：1.2至2.5%
Mg：1.0至3.0%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含其它元素，其存在於該合金中作為蓄意性合金添加物或如為無法避免的雜質。因此，措辭”Al-Zn-Si-Mg合金”於本文中經了解涵蓋包含此其它元素作為蓄意性合金添加物或如為無法避免的雜質之合金。以實施例說明之，該其它元素可包含Fe、Sr、Cr及V之任何一或多種。
要注意的是，該Al-Zn-Si-Mg合金的凝固(as-solidified)被覆之組成物之程度可與使用來形成該被覆的Al-Zn-Si-Mg合金之組成物不同，此係由於諸如該金屬帶在該被覆製程期間部分溶解進該被覆中的因素。
依末端用途應用而定，該金屬被覆帶可例如以聚合塗料塗裝在該帶的一或二表面上。就這一點而言，該金屬被覆帶可自身出售如為末端產物，或可具有一塗佈至一或二表面的塗料被覆而出售如為經塗裝的末端產物。
發明背景
一種在澳洲(Australia)及別處廣泛使用於建築產品，特別是成型壁(profiled wall)及屋頂薄板的耐腐蝕性金屬合金被覆，其係一種Al-Zn合金被覆，更特別的是，一種從55%Al-Zn合金形成的被覆，其亦在該合金中包含Si。該成型薄板通常藉由冷形成經塗裝的金屬合金被覆帶而製 造。典型來說，該成型薄板係藉由輥軋形成該經塗裝的帶而製造。
已經在專利文獻中提出將Mg添加至此已知的55%Al-Zn合金有數年，參見例如以Nippon Steel Corporation的名義之美國專利6,635,359。
已經建立出當Mg係包含在55%Al-Zn合金被覆中時，Mg在產品性能上引起某些有益的效應，諸如改良切割邊緣保護。
本申請人已在關於在帶諸如鋼帶上的Al-Zn-Si-Mg合金被覆上進行大量研究及開拓。本發明係此研究及開拓的部分結果。
上述討論不採用作為在澳洲及別處的共同常識之承認。
發明概要
與本發明有關聯的研究及開拓工作包括一系列在本申請人的金屬被覆線上之工廠試驗，以便調查在這些金屬被覆線上於鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆的耐久性。該工廠試驗已發現與習知的Al-Zn被覆比較，Al-Zn-Si-Mg合金被覆與在金屬被覆線上使用來冷卻於該被覆帶離開熔融合金槽後在帶上的金屬合金被覆之淬火水具有更加高的反應性。更特別的是，與習知的Al-Zn被覆情況比較，本申請人發現Al-Zn-Si-Mg合金被覆有較多溶解進淬火水中，而此溶解在淬火水中產生沈澱，此使得冷卻水 循環熱交換器快速損壞，及在金屬被覆線的淬火水循環中造成於冷卻水儲存槽的表面上形成不想要的被覆。此沈澱問題係一個潛在嚴重持續的問題。
在確認該沈澱問題及進行進一步研究及開拓工作後，本申請人發現控制冷卻水的pH及將冷卻水溫度控制至較小程度讓減低沈澱形成程度及允許冷卻水熱交換器以可實行的方式執行係可能的。更特別的是，本申請人發現該沈澱問題可藉由控制冷卻水的pH來抑制冷卻水的鹼度，及將冷卻水溫度控制至較小程度(在低溫下操作)因此減低冷卻水對Al-Zn-Si-Mg合金被覆的腐蝕性而解決。
根據本發明，有提供一種在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆以形成一Al-Zn-Mg-Si被覆鋼帶的方法，該方法包括下列步驟：將鋼帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金槽中，及在鋼帶的曝露表面上形成該合金的被覆，及以冷卻水冷卻該被覆帶，其中該冷卻步驟包括將冷卻水的pH控制在pH 5-9的範圍。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至低於8。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至低於7。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至低於7.5。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至高於5.5。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至高於6。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制在 25-80℃的範圍。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於70℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於60℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於55℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於50℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於45℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於30℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於35℃。
該冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於40℃。
該冷卻步驟可包括藉由將酸加入至冷卻水來控制pH。
該冷卻步驟可包括藉由加入酸及其它鹽、緩衝劑、潤溼劑、界面活性劑、耦合劑等等來控制pH。
以實施例說明之，該酸可係任何合適的酸，諸如磷酸及硝酸。
該冷卻步驟可係一水淬火步驟。
該冷卻步驟可係一封閉回路，其中水係經由一循環路線循環，其係將水供應至該被覆帶，及收集並冷卻該水，及讓該經冷卻的水返回用以冷卻該被覆帶。
該封閉回路可包括一水儲存槽；一噴灑系統，用以將水從該槽供應至該被覆帶；及一熱交換器，用以在水已經噴灑到該帶上後冷卻其。
該冷卻步驟可係一開放式回路，其中該冷卻水不再於該冷卻步驟中循環。
該冷卻步驟可包括控制該操作條件以將該被覆帶冷卻至28-55℃的溫度範圍。
該冷卻步驟可包括控制該操作條件以將該被覆帶冷卻至30-50℃的溫度範圍。
該方法可包括其它步驟，包括下列之任何一或多個步驟：在熱浸塗步驟前，預處理該帶以清潔該帶；立即在該被覆步驟後控制該被覆帶的厚度；輥軋該被覆帶；以鈍化溶液處理該被覆帶；及捲繞該被覆帶。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於0.3重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於1.0重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於1.3重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於1.5重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含少於3重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於2.5重量%Mg。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含多於1.2重量%Si。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含少於2.5重量%Si。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含下列重量%範圍之Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：30至60%
Si：0.3至3%
Mg：0.3至10%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包含下列重量%範圍之Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：35至50%
Si：1.2至2.5%
Mg：1.0至3.0%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金被覆可包含其它元素，其存在如為蓄意性合金添加物或如為無法避免的雜質。以實施例說明之，該其它元素可包括Fe、Sr、Cr及V之任何一或多種。
以特別的實施例說明之，該其它元素可包含Ca用於在熔融被覆槽中的渣滓控制。
該鋼可係一低碳鋼。
本發明亦提供一種藉由上述方法製造之Al-Zn-Mg-Si合金被覆鋼帶。
使用來形成該Al-Zn-Mg-Si合金被覆鋼帶之被覆的Al-Zn-Si-Mg合金可包括下列重量%範圍之Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：30至60%
Si：0.3至3%
Mg：0.3至10%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
1‧‧‧去捲繞站
2‧‧‧焊接器
3‧‧‧累積器
4‧‧‧帶清潔部分
5‧‧‧爐組合
6‧‧‧被覆鍋
7‧‧‧冷卻部分
7a‧‧‧被覆帶冷卻室
7b‧‧‧噴灑系統
7c‧‧‧淬火水槽
7d‧‧‧熱交換器
8‧‧‧輥軋部分
10‧‧‧鈍化部分
11‧‧‧捲繞站
本發明進一步藉由實施例伴隨著參照伴隨的圖形而說明，其中：圖1係一圖式圖形，其係根據本發明之方法，用以在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆的連續式金屬被覆線的一個具體實例；圖2係一曲線圖，其闡明在由本申請人所進行的工廠試驗之進程期間，於所使用的冷卻水中之Al及Ca濃度；及圖3係一曲線圖，其闡明在由本申請人所進行的工廠試驗之進程期間，於所使用的冷卻水中之Mg及Zn濃度。
較佳實施例之詳細說明
參照圖1，在使用時，於去捲繞站1處去捲繞一冷軋低碳鋼帶捲，及藉由焊接器2端對端焊接該後續去捲繞的帶長度而形成一連續長度的帶。
然後，讓該帶連續通過累積器3、帶清潔部分4及爐組合5。該爐組合5包括預熱器、預熱還原爐及還原爐。
該帶係在該爐組合5中藉由控制包括下列之製程變數來熱處理：(i)在爐中的溫度曲線，(ii)在爐中的還原氣體濃度，(iii)通過該爐的氣體流速，及(iv)在爐中的帶停留時間(即，線速度)。
在爐組合5中的製程變數係經控制，以便從該帶的表面移除氧化鐵殘餘物及從該帶的表面移除殘餘油及鐵細粒。
然後，讓該經熱處理的帶經由輸出噴口向下進入及通過保持在被覆鍋6中之包含Al-Zn-Si-Mg合金的熔融槽，及被覆該Al-Zn-Si-Mg合金。典型來說，該在被覆鍋6中的Al-Zn-Si-Mg合金包含下列，以重量%計：Zn：30至60%、Si：0.3至3%、Mg：0.3至10%、及剩餘部分係Al及無法避免的雜質。該被覆鍋6亦可包含Ca用於在熔融槽中的渣滓控制。該Al-Zn-Si-Mg合金在被覆鍋中於經選擇的溫度下使用加熱電感應器(未顯示)維持熔融。在該槽中，該帶繞著導輥通過及向上地從該槽中取出。線速度係經選擇以提供一經選擇在該被覆槽中的帶沈浸時間。該帶的二表面當通過該槽時，係由該Al-Zn-Si-Mg合金被覆。
在離開被覆槽6後，該帶垂直通過一氣體擦拭站(無顯示)，在此處，其被覆表面係接受擦拭氣體噴射以控制該被覆的厚度。
當該被覆帶移動通過該氣體擦拭站時，該Al-Zn-Si-Mg合金被覆的曝露表面氧化，及在該被覆的曝露表面上形成一原生氧化層。原生氧化物係在該金屬合金被覆的表面上所形成的第一種氧化物，其化學組成本質上與該金屬合金被覆的組成物相依，包括Mg氧化物、Al氧化物及小量Al-Zn-Si-Mg合金被覆的其它元素之氧化物。
然後，讓該被覆帶通過冷卻部分7及藉由水淬火 步驟接受強迫冷卻。該強迫冷卻可在水淬火步驟前包括一通風冷卻步驟(無顯示)。以實施例說明之，該水淬火步驟係一封閉回路，其收集噴灑到被覆帶上之水，然後冷卻重複利用來冷卻被覆帶。該冷卻部分7包括一被覆帶冷卻室7a；一噴灑系統7b，其當該被覆帶移動通過該冷卻室7a時，將水噴灑到該帶表面上；一淬火水槽7c，其用以儲存從冷卻室7b收集的水；及一熱交換器7d，其用以在將來自淬火水槽7c的水轉移至噴灑系統7b前，冷卻該水。
根據本發明的一個具體實例，(a)將該供應至噴灑系統7b的冷卻水之pH控制在pH 5-9的範圍，典型在5-8的範圍，更典型在5.5-7.5的範圍；及(b)將該供應至噴灑系統的冷卻水之溫度控制在相當低30-50℃的溫度範圍。控制步驟(a)及(b)二者最小化在被覆帶上的Al-Zn-Si-Mg合金被覆之溶解。
以實施例說明之，可藉由在淬火水槽7c的溢流槽中使用pH探針及溫度感應器達成該pH及溫度控制，及將來自該探針/感應器的資料供應至PLC及計算將pH維持在預定的pH及水溫設定點所需要的酸添加物，於此調整任何酸添加物及溫度以便將在淬火水槽7c中的水控制至pH及溫度的設定點。此非達成pH及溫度控制的唯一可能選擇。
以實施例說明之，亦可藉由使用一次通過式水冷卻系統達成pH、溫度及化學成分控制，其中該淬火水不再循環及該輸入水具有如上所述的pH及溫度性質。
然後，讓該經冷卻的被覆帶通過一調理該被覆帶 之表面的輥軋部分8。此部分可包括一或多個表皮光軋(skin pass)及拉力整平操作。
然後，讓該經調理的帶通過鈍化部分10及被覆一鈍化溶液，以提供該帶具有抗潮溼儲存及早期消光的程度。
之後，在捲繞站11處捲繞該被覆帶。
如上述討論，本申請人已進行關於在鋼帶上的Al-Zn-Si-Mg合金被覆之大量研究及開拓工作。
該研究及開拓工作包括在本申請人的Springhill營運處，於金屬被覆線MCL1上的工廠試驗。該工廠試驗發現當該線使用Al-Zn-Si-Mg合金作為鋼帶的被覆合金來操作時，在該線的淬火系統中形成白色沈澱。已明顯地發現，這些白色沈澱最終阻塞該淬火系統熱交換器。概括來說，該Springhill金屬被覆線類似於顯示在圖1中的線，及在三條線(MCL1、MCL2及MCL3)每條上皆包括一封閉回路淬火步驟。每個封閉回路處理相當小體積(大約5000升)的水。該冷卻水係藉由在每條線上專用的熱交換器冷卻。該白色沈澱在冷卻系統設備表面上形成及覆蓋一灰色材料的初始層。已從先前使用的習知Al-Zn合金線之操作發現該灰色層包含Al(OH)3及Al2O3．3H2O。已發現該白色沈澱包括Mg4Al2(OH)14．3H2O及Al2O3．3H2O。這些鎂/鋁氧基/氫氧化物亦包括碳酸鎂化合物。
該工廠試驗包括使用二組Al-Zn-Si-Mg合金之合金組成物的初始工廠試驗，其確認在第一例子中的沈澱問題；及晚後更大量的工廠試驗，其證實沈澱問題及評估數 種最小化問題的選擇。群組(a)合金包括下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：Al：2至19%、Si：0.01至2%、Mg：1至10%、及剩餘部分係Zn及無法避免的雜質。群組(b)合金包括下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：Al：30至60%、Si：0.3至3%、Mg：0.3至10%、及剩餘部分係Zn及無法避免的雜質。
下列說明集中在晚後工廠試驗。
在MCL1線上進行該晚後工廠試驗，其係使用下列合金在被覆槽中熱浸塗鋼帶：(a)已知的Al-Zn合金(於此之後指為”AZ”)；及(b)具有下列組成物的Al-Zn-Si-Mg合金(於此之後指為”AM”)，以重量%計：
˙AZ：55Al-43Zn-1.5Si-0.45Fe-附帶的雜質。
˙AM：53Al-43Zn-2Mg-1.5Si-0.45Fe-附帶的雜質(群組(b)合金)。
該在MCL1線上的晚後工廠試驗係總整理在下列。
淬火系統-無控制
第一週在MLC1線上的工廠試驗係使用AZ(Al-Zn)合金進行及製造出標準Zincalume(註冊商標)被覆帶。該線係根據所建立的操作條件進行。就在該線上的水冷卻步驟來說，該淬火水在水噴灑的上游處之溫度係50-60℃。該淬火水無pH控制。在這些條件下，該淬火水變成飽含鋁及pH增加至約8.5(在60℃下)。
一旦將Mg(及用於渣滓控制的小量Ca)加入至該 金屬被覆鍋以將該AZ合金組成物調整至AM(Al-Zn-Si-Mg)合金被覆組成物時，該pH開始提高及最終到達10.0。該淬火水變成乳白色及至該淬火幫浦的注入篩網變成由乳狀白色沈澱阻塞及必需移除。分析該淬火水及分析結果係顯現在表1中。
典型的Al-Zn比率幾乎全部係鋁。因此，表1資料指示出富含Mg及Ca的表面層係溶解在淬火水中。在該淬火沈積物中之Mg及Ca相對於Al的比例係更高於在金屬鍋中。在表1中，碳的存在及量亦指示出Ca及Mg二者在該淬火水中係形成碳酸鹽。已發現該白色沈澱包括Mg4Al2(OH)14．3H2O及Al2O3．3H2O。這些鎂/鋁氧基/氫氧化物亦包括碳酸鎂化合物。
在該淬火水中存在該白色沈澱造成該淬火熱交換器快速地變阻塞。當以習知的Al-Zn合金組成物操作時，在該線上的淬火熱交換器典型將維持9個月。鎂及鈣之存在對該被覆帶的表面特徵造成明顯改變及在水冷卻步驟期間增加該氧化物層之溶解。
本申請人考慮到一定的選擇範圍來防止或最小化該AM Al-Zn-Si-Mg合金被覆之溶解。本申請人選定藉由控制冷卻水的pH及將冷卻水溫度控制至小程度，因此減低冷卻水對Al-Zn-Si-Mg合金被覆之腐蝕性來抑制冷卻水的鹼度之對策。該工廠試驗測試二種選擇，換句話說，pH控制及冷卻水溫度控制，如在下列討論。
淬火系統-pH控制
使用磷酸控制淬火槽pH的試驗進行4天。該控制系統經設定以允許1.0x10-6莫耳/升的預定[OH-]離子值。
表2提供不同淬火水槽溫度之pH設定點值用以維持一設定的pH。
該摻入酸的pH及濃度各別為1.6及53.6克/升H3PO4。在試驗期間，該摻入酸消耗係相當低，大約17升/天或少於約1升/天的濃磷酸(85重量%)。該淬火槽摻入証明有效控制白色沈澱形成及防止淬火熱交換器堵塞。該pH摻 入的另一個結果為不弄髒該pH探針。
淬火系統-低溫控制
在上述pH控制試驗時期的末端處，將該淬火槽噴灑的溫度設定點降至50℃至35℃及中斷pH摻入。以水沖洗該淬火槽，以從該pH控制試驗移除殘餘鹽。此改變進一步造成該帶的下游潮溼之狀況，但是此亦顯示出溫度係淬火槽控制的重要變數。在低溫操作期間(24小時)，穿越該淬火槽熱交換器的壓力差無增加。該淬火槽溫度典型為高於噴灑溫度15℃。在低溫試驗期間，該淬火槽溫度係48-50℃而非典型正常MCL1淬火條件的65-70℃。
在24小時後，將該設定點增加至50℃以決定溫度是否係關鍵變數。該淬火熱交換器壓力差立即開始增加，此指示出在熱交換器中形成沈澱。
在10小時後，將該設定點降低至40℃，但是此似乎具有些微衝擊。當該淬火熱交換器壓力差達到110千帕時，讓該設定點返回50℃及將酸摻入淬火槽以將pH帶向下及再啟動pH控制。在該試驗的最後幾天，在該鍋耗損期間，留住摻入。該淬火水變透明及該淬火熱交換器壓力差在此期間穩定。
淬火水分析
在試驗期間收集淬火水樣品及分析。結果顯示在圖2及3中。
在圖2及3中，時期1-4各別代表pH控制(1)、低溫控制(35℃)(2)、在50℃下的淬火槽設定點(3)及在40℃下的 淬火槽設定點。
參照圖形，鋁及鈣二者似乎遵循相同趨勢(圖2)。較低的淬火槽溫度及pH摻入降低在淬火水中的這些離子程度，其中鈣程度實質上降下。沒有控制，對Al-Zn-Si-Mg合金被覆來說，與Al-Zn合金被覆比較，在淬火水中的Al程度係非常高(在淬火水中，典型的Al-Zn濃度係4-20毫克/升)。pH控制在鎂濃度上的衝擊係顯示在圖3中。其在4天測試期間相當大地增加。鎂程度增加亦係淬火槽狀況較冷的證明。對最冷的淬火槽試驗(35℃)來說，在pH控制期間的鋅程度亦增加，但是整體仍然在低程度。
結論
本申請人之上述試驗及其它研究及開拓工作建立出Al-Zn-Si-Mg合金被覆帶在冷卻水中的反應性係比Al-Zn合金被覆帶更加高，及導致淬火熱交換器快速損壞及淬火槽表面的被覆，其中較高的反應性係大部分由於鎂及鈣。較低的淬火槽溫度及pH控制減低鎂及鈣溶解在淬火水中的衝擊，及允許淬火熱交換器以可實行的方式執行。
可對上述發明製得許多改質而沒有離開本發明的精神及範圍。
以實施例說明之，雖然顯示在圖1中的金屬被覆線之具體實例包括一包含水噴灑的被覆帶冷卻部分7，但本發明不如此限制及可擴展至任何合適的水冷卻系統，諸如浸泡或沈浸槽。

Claims (18)

  1. 一種在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆以形成Al-Zn-Si-Mg被覆於鋼帶上之方法，其中該Al-Zn-Si-Mg合金包括下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：Zn：35至50% Si：1.2至2.5% Mg：1.0至3.0%剩餘部分Al及無法避免的雜質，該方法包括下列步驟：將該鋼帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金槽中及在該鋼帶的曝露表面上形成一合金被覆，及以冷卻水冷卻該經被覆之鋼帶；在一輥軋部分調理該經被覆鋼帶之表面，及在一鈍化部分以鈍化溶液藉由被覆該鋼帶來鈍化該經被覆鋼帶之表面，以提供抗潮濕儲存性及早期消光性；其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的pH控制在pH 5-9的範圍，及將該冷卻水的溫度控制在25-80℃的範圍；及其中該冷卻步驟包括一水淬火步驟及(a)一封閉回路，其中水係經由一循環路線循環，該循環路線係將水供應至該被覆帶，及收集並冷卻該水，及讓該經冷卻的水返回用以冷卻該被覆帶，或(b)一開放式回路，其中該冷卻水係從一冷卻塔供應至該被覆帶並經收集，以及經由該冷卻塔再循環。
  2. 如請求項1之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的pH控制至低於8。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的pH控制至低於7。
  4. 如請求項3之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的pH控制至高於6。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至低於70℃。
  6. 如請求項5之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至低於60℃。
  7. 如請求項6之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至低於55℃。
  8. 如請求項7之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至低於50℃。
  9. 如請求項8之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至低於45℃。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至高於30℃。
  11. 如請求項10之方法，其中該冷卻步驟包括將該冷卻水的溫度控制至高於40℃。
  12. 如請求項1或2之方法，其中該冷卻步驟包括藉由添加酸至該冷卻水來控制該pH。
  13. 如請求項1或2之方法，其中該鋼帶冷卻步驟包括藉由添加酸至該冷卻水來控制該化學性及pH。
  14. 如請求項1之方法，其中該冷卻步驟包括控制操作條件以將該被覆帶冷卻至30-55℃的溫度範圍。
  15. 如請求項1或2之方法，其中該Al-Zn-Si-Mg合金包括多於1.3重量%的Mg。
  16. 如請求項1或2之方法，其中該Al-Zn-Si-Mg合金包括多於1.5重量%的Mg。
  17. 如請求項1或2之方法，其中該Al-Zn-Si-Mg合金包括多於2.5重量%的Mg。
  18. 一種Al-Zn-Mg-Si合金被覆鋼帶，其係藉由如請求項1之方法製造。
TW102137298A 2012-10-17 2013-10-16 金屬被覆鋼帶的製造方法 TWI653362B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2012904524A AU2012904524A0 (en) 2012-10-17 Method of Producing Metal-Coated Steel Strip
??2012904524 2012-10-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201425643A TW201425643A (zh) 2014-07-01
TWI653362B true TWI653362B (zh) 2019-03-11

Family

ID=50487337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102137298A TWI653362B (zh) 2012-10-17 2013-10-16 金屬被覆鋼帶的製造方法

Country Status (12)

Country Link
US (2) US20150247230A1 (zh)
EP (1) EP2909353B1 (zh)
JP (1) JP6408473B2 (zh)
KR (4) KR20150070226A (zh)
CN (1) CN104736738B (zh)
AU (2) AU2013332258B2 (zh)
ES (1) ES2865732T3 (zh)
IN (1) IN2015DN02512A (zh)
MY (1) MY183837A (zh)
NZ (1) NZ706357A (zh)
TW (1) TWI653362B (zh)
WO (1) WO2014059476A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160168658A1 (en) 2012-10-17 2016-06-16 Bluescope Steel Limited Method of producing metal-coated steel strip
CN112662976A (zh) * 2012-10-18 2021-04-16 蓝野钢铁有限公司 形成金属合金镀覆钢带的方法
DE102016102504A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-10 Salzgitter Flachstahl Gmbh Aluminiumbasierte Beschichtung für Stahlbleche oder Stahlbänder und Verfahren zur Herstellung hierzu
CN105546236A (zh) * 2016-02-15 2016-05-04 海安欣凯富机械科技有限公司 金属软管
EP3990845B1 (en) 2019-06-26 2024-04-17 Carrier Corporation Transportation refrigeration unit with adaptive defrost

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812371A (en) 1986-11-17 1989-03-14 Nippon Steel Corporation Zn-Al hot-dip galvanized steel sheet having improved resistance against secular peeling of coating
CN101133178A (zh) 2004-10-28 2008-02-27 蒂森克虏伯钢铁股份公司 制造抗蚀钢板的方法
CN101910445A (zh) 2008-02-07 2010-12-08 蓝野钢铁有限公司 金属镀覆钢带

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU412989B2 (en) * 1967-04-20 1971-05-04 John Lysaght (Australia) Limited Composition and process for inhibiting corrosion of zinc surfaces
US4165401A (en) 1977-08-29 1979-08-21 Davis Walker Corporation Recovery of suspended particulate metal from quench water
JPS58177446A (ja) * 1982-04-09 1983-10-18 Nisshin Steel Co Ltd 耐食性および塗装性に優れた溶融合金めつき鋼板の製造方法
JP2566203B2 (ja) * 1985-08-30 1996-12-25 日新製鋼株式会社 耐黒変性に優れた溶融めっき鋼板の製造方法
JPS63297576A (ja) * 1987-05-29 1988-12-05 Nisshin Steel Co Ltd 耐黒変性に優れた溶融めっき鋼板の製造方法
US4854942A (en) * 1988-07-29 1989-08-08 Quantum Chemical Corporation Control of pH in water quench of a partial oxidation process
JPH03226551A (ja) * 1990-01-31 1991-10-07 Nippon Steel Corp 溶融系亜鉛めっき鋼板の酸化膜生成方法
JP2822107B2 (ja) * 1991-12-06 1998-11-11 東京製綱株式会社 疲労性の良好な亜鉛−アルミニウム合金めっき鉄鋼線状材及びその製造法
JPH0718399A (ja) * 1993-07-06 1995-01-20 Parker Corp:Kk ミニマムスパングル亜鉛メッキ鋼板の製造方法
JP3528403B2 (ja) * 1996-03-15 2004-05-17 田中亜鉛鍍金株式会社 高耐食性溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼材の製造方法
JPH1096071A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Nisshin Steel Co Ltd 抗菌性を有する耐食性金属材料
DE19858853A1 (de) * 1998-12-19 2000-06-21 Clariant Gmbh Verfahren zur Herstellung neuer Kristallmodifikationen von C.I. Pigment Red 53:2
JP4136286B2 (ja) 1999-08-09 2008-08-20 新日本製鐵株式会社 耐食性に優れたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼材およびその製造方法
CN1261614C (zh) * 2000-02-29 2006-06-28 新日本制铁株式会社 耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材及其制备方法
US6610423B2 (en) * 2000-02-29 2003-08-26 Nippon Steel Corporation Plated steel product having high corrosion resistance and excellent formability and method for production thereof
JP4064634B2 (ja) * 2001-02-02 2008-03-19 日新製鋼株式会社 光沢保持性の良好な溶融Ｚｎ基めっき鋼板およびその製造法
ES2350921T3 (es) 2002-07-24 2011-01-28 Nisshin Steel Co., Ltd. Chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente basado en cinc excelente en la retención de brillo.
US6677058B1 (en) 2002-07-31 2004-01-13 Nisshin Steel Co., Ltd. Hot-dip Zn plated steel sheet excellent in luster-retaining property and method of producing the same
US7025901B2 (en) * 2003-07-15 2006-04-11 Air Products And Chemicals, Inc. Alkyl and aryl trifluoromethoxytetrafluorosulfuranes
JP2005082834A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nippon Steel Corp 高耐食性溶融めっき鋼板及びその製造方法
JP2006291309A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Nippon Steel Corp 溶融亜鉛めっき鋼帯の気水冷却方法および気水冷却装置
EP2035594A4 (en) * 2006-06-09 2010-12-08 Teck Cominco Metals Ltd HIGH ALUMINUM ALLOY FOR GENERAL GALVANIZATION
AU2008250926B2 (en) * 2007-05-09 2013-03-14 Mcnnnac Energy Services Inc. Cooling system
JP5253090B2 (ja) * 2008-10-28 2013-07-31 日新製鋼株式会社 Ｍｇ、Ａｌ含有溶融Ｚｎめっき鋼板の製造方法
WO2010135779A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Bluescope Steel Limited Metal-coated steel strip
CN102011127A (zh) * 2010-11-24 2011-04-13 佛山市高明基业冷轧钢板有限公司 一种具有连续热镀锌和连续退火功能的机组
CN112662976A (zh) * 2012-10-18 2021-04-16 蓝野钢铁有限公司 形成金属合金镀覆钢带的方法
JP5356616B1 (ja) * 2012-11-27 2013-12-04 日新製鋼株式会社 溶融Ｚｎ合金めっき鋼板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812371A (en) 1986-11-17 1989-03-14 Nippon Steel Corporation Zn-Al hot-dip galvanized steel sheet having improved resistance against secular peeling of coating
CN101133178A (zh) 2004-10-28 2008-02-27 蒂森克虏伯钢铁股份公司 制造抗蚀钢板的方法
CN101910445A (zh) 2008-02-07 2010-12-08 蓝野钢铁有限公司 金属镀覆钢带

Also Published As

Publication number Publication date
EP2909353A1 (en) 2015-08-26
CN104736738A (zh) 2015-06-24
US20190085439A1 (en) 2019-03-21
ES2865732T3 (es) 2021-10-15
US20150247230A1 (en) 2015-09-03
KR20240017969A (ko) 2024-02-08
KR20220080211A (ko) 2022-06-14
AU2013332258A1 (en) 2015-04-09
MY183837A (en) 2021-03-17
AU2017265072A1 (en) 2017-12-14
KR102631030B1 (ko) 2024-01-30
IN2015DN02512A (zh) 2015-09-11
KR20210021103A (ko) 2021-02-24
EP2909353B1 (en) 2021-02-17
JP2016502590A (ja) 2016-01-28
TW201425643A (zh) 2014-07-01
KR20150070226A (ko) 2015-06-24
JP6408473B2 (ja) 2018-10-17
US10745791B2 (en) 2020-08-18
CN104736738B (zh) 2018-11-02
WO2014059476A1 (en) 2014-04-24
NZ706357A (en) 2019-02-22
EP2909353A4 (en) 2015-10-07
AU2013332258B2 (en) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230304122A1 (en) Method of producing metal-coated steel strip
US10745791B2 (en) Method of producing metal-coated steel strip
US20230349034A1 (en) Method of producing metal coated steel strip
JP2007291445A (ja) 濡れ性、ふくれ性に優れた高張力溶融亜鉛めっき熱延鋼板の製造方法
KR100817735B1 (ko) 광택 유지성이 양호한 용융 Ｚｎ 기본 도금 강판의 제조방법