專利名稱：高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱浸鍍鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，尤其是一種高強(qiáng)度熱鍍浸鍍鋅鋼帶生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
如業(yè)界熟知之理，熱浸鍍鍍鋅鋼帶是將軋硬板在連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)脫脂、退火、熱浸鍍后獲得的。強(qiáng)度是熱浸鍍鍍鋅鋼帶的主要性能指標(biāo)之一，為了節(jié)省材料，必須提高強(qiáng)度，生產(chǎn)高強(qiáng)度熱浸鍍鍍鋅鋼帶是行業(yè)的發(fā)展方向，也是一大難題。目前，提高熱浸鍍鍍鋅鋼帶強(qiáng)度首選的途徑是采用在鋼鐵內(nèi)部添加合金元素的方法，這樣勢(shì)必會(huì)增加冶煉的難度和成本。所以人們開始進(jìn)行增加鍍鋅以后冷卻速度，試圖通過(guò)細(xì)化再結(jié)晶后的晶粒度來(lái)提高強(qiáng)度的研究，但效果甚微。這是因?yàn)?，鋼帶在鍍鋅退火時(shí)的溫度約在700-800°C，冷卻時(shí)的再結(jié)晶也是從這一溫度開始的，而熱浸鍍鋅的溫度約在455-475°C，鋼帶在熱浸鍍鋅過(guò)程中相當(dāng)于先從約700-800°C開始一次冷卻，到約455-475°C溫度下保溫一定的時(shí)間，然后再二次冷卻到常溫。在這種情況下，由于在約455-475°C溫度下鋼帶內(nèi)部的組織已基本完成了再結(jié)晶，即使鍍鋅后的冷卻速度很快，也很難細(xì)化內(nèi)部組織晶粒。所以，通過(guò)增加鍍后冷卻速度來(lái)提高強(qiáng)度的效果當(dāng)然不佳。需要說(shuō)明的是，鋼帶連續(xù)熱浸鍍鋅退火時(shí)的冷卻方法與鋼帶連續(xù)退火是的冷卻過(guò)程有根本的不同。鋼帶連續(xù)熱浸鍍鋅退火后必須繼續(xù)進(jìn)行熱浸鍍鋅，一方面有如前所述的在大約455-475°C的溫度下保溫的過(guò)程，另一方面對(duì)鋼帶表面的還原性要求較高，不能有任何的氧化；而鋼帶連續(xù)退火的冷卻過(guò)程就直接從退火溫度冷卻到常溫，沒有保溫的過(guò)程，而且即使在一定的范圍內(nèi)鋼帶表面有輕微的氧化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響并不太大。所以，前者提高冷卻速度很難，且不能使用水之類能與鋼鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的冷卻介質(zhì)，公知的冷卻方法是向鋼帶表面噴溫度較鋼帶溫度低的氣體，通過(guò)對(duì)流熱交換吸收鋼帶表面的熱量，冷卻速度較慢，在結(jié)晶后的晶粒較大，最后獲得的鍍鋅板的強(qiáng)度也就較低。而后者就有多種公知的高速冷卻的方法(如噴水冷卻 等)，獲得較細(xì)的晶粒進(jìn)而獲得較高的強(qiáng)度。如審查員檢索到鋼帶連續(xù)退火中使用與本發(fā)明有關(guān)的冷卻方法的話，請(qǐng)作為兩個(gè)不同的范疇對(duì)待。另外，請(qǐng)參考許秀飛所著《鋼帶熱鍍鋅技術(shù)問答》第19頁(yè)到20頁(yè)的介紹，鋼帶鍍鋅技術(shù)有改良森吉米爾法和森吉米爾法兩種方法，其根本性的區(qū)別是前者對(duì)鋼帶的退火和鍍鋅兩大工序是在同一條生產(chǎn)線連續(xù)進(jìn)行的，而后者是分別在兩條生產(chǎn)線上間斷進(jìn)行的，前者的優(yōu)越性是不言而喻的，目前幾乎全部采用前者，后者已基本全部淘汰，所以在業(yè)內(nèi)所指的鋼帶鍍鋅技術(shù)就是改良森吉米爾法，本發(fā)明是針對(duì)連續(xù)設(shè)備這一特定條件進(jìn)行的創(chuàng)造。申請(qǐng)人了解到日本專利W02006/054564A1也公開了一種制造高強(qiáng)度熱浸鍍鋅板的方法，從該專利的附圖1中可以看出，屬于退火工藝的加熱、冷卻和保溫分別是在1、2和3號(hào)設(shè)備上完成，生產(chǎn)出150-500 0C溫度的中間產(chǎn)品，然后分有鍍覆和無(wú)鍍覆兩個(gè)通路，其中有鍍覆通路進(jìn)入鍍鋅設(shè)備4進(jìn)行熱浸鍍后冷卻到常溫成為鍍鋅板產(chǎn)品，可見用此方法生產(chǎn)鍍鋅板退火工藝和鍍鋅工藝是在不同的設(shè)備上進(jìn)行的，是典型森吉米爾法，這種情況下與本申請(qǐng)屬于完全不同的兩個(gè)范疇，其原理和方法是不可相提并論的。退一步講，如果將該專利中的“使用噴霧冷卻、噴水冷卻對(duì)鋼帶進(jìn)行冷卻”的方案用到本申請(qǐng)的連續(xù)設(shè)備上，那也是根本不能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)殇摪逶阱冧\時(shí)不能有任何的氧化，這是常識(shí)；而該專利的方案“使用噴霧冷卻、噴水冷卻對(duì)鋼帶進(jìn)行冷卻”到鋼板溫度上限高達(dá)500°C的情況下，顯然會(huì)在鋼帶上產(chǎn)生顯著的氧化，這也是常識(shí)。作為略有專業(yè)背景的技術(shù)人員，根本不會(huì)在連續(xù)設(shè)備上想到使用這一方法。所以，如審查員檢索到這一專利的話，請(qǐng)不要影響本申請(qǐng)的創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有高強(qiáng)度熱浸鍍鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)中采用在鋼鐵內(nèi)部添加合金元素的方法會(huì)增加冶煉的難度和成本，以及采用提高鍍鋅后冷卻速度效果甚微的不足，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征是，在鋼帶加熱到再結(jié)晶溫度(約700-8000C )以上，并適當(dāng)保溫后，向高溫鋼帶表面噴不會(huì)使鋼帶產(chǎn)生氧化的冷卻介質(zhì)，且冷卻介質(zhì)是液態(tài)的，在高溫下會(huì)產(chǎn)生汽化，吸收大量的熱量，從而使鋼帶快速冷卻，在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細(xì)的晶粒，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果。所選的冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)，如果是碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)，可以在鋼帶加熱時(shí)燃燒輔助鋼帶加熱，以物盡其用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:當(dāng)所需鍍鋅的鋼帶在爐內(nèi)進(jìn)行退火處理時(shí)，鋼帶按照工藝要求被加熱到再結(jié)晶溫度，一般是在約700-800°C范圍，并適當(dāng)保溫，然后進(jìn)行快速冷卻到約455-475°C的鍍鋅溫度，本發(fā)明采用向高溫鋼帶表面噴冷卻介質(zhì)的方法提高冷卻速度，所選的冷卻介質(zhì)在環(huán)境溫度下是液態(tài)的，當(dāng)噴到鋼帶表面接觸到高溫的鋼帶后便會(huì)立即產(chǎn)生汽化，直接從鋼帶表面吸收大量的熱量，從而使鋼帶以很快的速度冷卻。如果冷卻介質(zhì)是碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)(如工業(yè)乙醇、丁酮等)，可以隨爐內(nèi)保護(hù)氣體沿鋼帶運(yùn)行的反方向流動(dòng)到加熱段在鋼帶加熱段燃燒，放出化學(xué)熱，輔助鋼帶加熱，不會(huì)造成環(huán)境污染和能源浪費(fèi)。
本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)向高溫鋼帶表面噴冷卻介質(zhì)的方法，促使所需鍍鋅的鋼帶加熱保溫后，在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細(xì)的內(nèi)部組織晶粒，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果，生產(chǎn)出高強(qiáng)度熱鍍浸鍍鋅鋼帶，方法簡(jiǎn)單易行，效果良好穩(wěn)定。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的原理圖。圖中1.鋼帶，2.鋼帶運(yùn)行方向，3.加熱爐加熱段，4.加熱爐保溫段，5.加熱爐冷卻段，6.噴頭，7.轉(zhuǎn)向輥，8.鋅鍋，9.鋅液，10.沉沒輥。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)見附圖，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鋼帶(I)沿著鋼帶運(yùn)行方向(2)進(jìn)入加熱爐進(jìn)行退火處理，首先在加熱爐加熱段(3)內(nèi)加熱到 約700-800°C，并在加熱爐保溫段(4)內(nèi)在上述溫度下保溫一段時(shí)間后，進(jìn)入加熱爐冷卻段(5)，也就是本發(fā)明相關(guān)的區(qū)域。本發(fā)明采用在加熱爐冷卻段(5)內(nèi)鋼帶(I)上下兩側(cè)設(shè)置了若干個(gè)噴頭(6)及其它附加裝置，可以從上下兩個(gè)方向向鋼帶(I)噴不會(huì)使鋼帶產(chǎn)生氧化的冷卻介質(zhì)，本發(fā)明所選的冷卻介質(zhì)在環(huán)境溫度下是液態(tài)的，噴到鋼帶(I)表面接觸到高溫的鋼帶(I)后便會(huì)立即產(chǎn)生汽化，直接從鋼帶(I)表面吸收大量的熱量，從而使鋼帶(I)以很快的速度冷卻，在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細(xì)的內(nèi)部組織晶粒，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果。同時(shí)，所使用的液態(tài)冷卻介質(zhì)不會(huì)是鋼帶產(chǎn)生氧化，然后鋼帶(I)以表面無(wú)氧化狀態(tài)經(jīng)轉(zhuǎn)向輥(7)進(jìn)入鋅鍋(8)內(nèi)，在約455-475°C溫度的鋅液(9)中進(jìn)行熱浸鍍，并經(jīng)沉沒輥(10)后離開鋅鍋(8)，生產(chǎn)出高強(qiáng)度熱鍍浸鍍鋅鋼帶。所選的冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)。加熱爐內(nèi)氣體的運(yùn)行方向是與鋼帶運(yùn)行方向(2)相反的，即加熱爐冷卻段(5)內(nèi)的氣體依次流向加熱爐保溫段(4)和加熱爐加熱段(3)，如果是碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)(如工業(yè)乙醇、丁酮等)，可以在鋼帶加熱段燃燒，放出化學(xué)熱，輔助鋼帶加熱，不會(huì)造成環(huán)境污染和能源浪費(fèi)。在本申請(qǐng)的一個(gè)商業(yè)化應(yīng)用例中，對(duì)普通鋼帶連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線進(jìn)行了改造，在其冷卻段的鋼帶工下兩側(cè)各增加了四排噴頭，以30-35kg/min的流量，向鋼帶表面噴工業(yè)甲醇，工業(yè)甲醇遇到高溫的鋼帶立即汽化，并帶走大量的熱量，使鋼帶在4-5秒內(nèi)由700-800°C下降到455-475°C后鍍鋅，生產(chǎn)了高強(qiáng)度熱浸鍍鋅板。與改造之前相比，在使用同樣原料的情況下， 產(chǎn)品組織晶粒級(jí)別由6-7級(jí)上升為9-10級(jí)，機(jī)械性能屈服強(qiáng)度由260-300Mpa 上升到了 420_500Mpa，斷后伸率 A5tl 由 36% -40%上升到了 40% -44%。通過(guò)本申請(qǐng)的工藝改造，使用普通原料，穩(wěn)定生產(chǎn)出了 S350GD+Z級(jí)別的鍍鋅板，與采用高強(qiáng)度的原材料相比，雖然生產(chǎn)成本上升了 38-45元/噸，但節(jié)約了原料成本120-150元/噸，實(shí)際生產(chǎn)成本降低了 82-105元/噸，年經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)850萬(wàn)元，在商業(yè)上獲得了圓滿成功?？梢姡景l(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，商業(yè)運(yùn)用效果良好穩(wěn)定，是一種精致的加工方法。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征是，在鋼帶加熱到再結(jié)晶溫度(約710-7300C )以上，并適當(dāng)保溫后，向高溫鋼帶表面噴不會(huì)使鋼帶產(chǎn)生氧化的冷卻介質(zhì)，使鋼帶快速冷卻到鍍鋅所需的溫度，并在同一設(shè)備上進(jìn)行熱浸鍍鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征是:所選的冷卻介質(zhì)，不能是水或含有水的物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征是:所選的冷卻介質(zhì)，可以但不局限于碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)，在常溫下是液態(tài)的，在高溫下會(huì)產(chǎn)生汽化，吸收鋼帶大量的熱量，從而使鋼帶在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細(xì)的晶粒，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果，生產(chǎn)出高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征是:若所選的冷卻介質(zhì)是可燃物，則汽化后的可燃?xì)怏w隨爐內(nèi)保護(hù)氣體流動(dòng)到鋼帶加熱段與空氣混合從而燃燒，放出熱量使鋼 帶加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度熱浸鍍鋅鋼帶的生產(chǎn)方法，在鋼帶加熱到再結(jié)晶溫度以上，并適當(dāng)保溫后，向高溫鋼帶表面噴不致使鋼帶產(chǎn)生氧化的冷卻介質(zhì)，所選的冷卻介質(zhì)是液態(tài)的，在高溫下會(huì)產(chǎn)生汽化，吸收大量的熱量，從而使鋼帶快速冷卻，在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細(xì)的晶粒，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果，然后進(jìn)行熱浸鍍鋅，生產(chǎn)出高強(qiáng)度熱鍍浸鍍鋅鋼帶。冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)，如果是碳?xì)浠衔镏惖目扇嘉镔|(zhì)，可以在鋼帶加熱時(shí)燃燒輔助鋼帶加熱，以物盡其用。
文檔編號(hào)C23C2/40GK103233192SQ201310176029
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者許秀飛 申請(qǐng)人:重慶萬(wàn)達(dá)薄板有限公司