專利名稱：高強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)過脫脂、退火、熱浸鍍后獲得的。強度是熱浸鍍鍍鋅鋼帶的主要性能指標之一，為了節(jié)省材料，必須提高強度，生產(chǎn)高強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，這樣勢必會增加冶煉的難度和成本。所以人們開始進行增加鍍鋅以后冷卻速度，試圖通過細化再結(jié)晶后的晶粒度來提高強度的研究，但效果甚微。這是因為，鋼帶在鍍鋅退火時的溫度約在700-800°C，冷卻時的再結(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，鋼帶在熱浸鍍鋅過程中相當于先從約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，也很難細化內(nèi)部組織晶粒。所以，通過增加鍍后冷卻速度來提高強度的效果當然不佳。需要說明的是，鋼帶連續(xù)熱浸鍍鋅退火時的冷卻方法與鋼帶連續(xù)退火是的冷卻過程有根本的不同。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的溫度下保溫的過程，另一方面對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)退火的冷卻過程就直接從退火溫度冷卻到常溫，沒有保溫的過程，而且即使在一定的范圍內(nèi)鋼帶表面有輕微的氧化對產(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，通過對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)，獲得較細的晶粒進而獲得較高的強度。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，請作為兩個不同的范疇對待。另外，請參考許秀飛所著《鋼帶熱鍍鋅技術(shù)問答》第19頁到20頁的介紹，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)進行的，而后者是分別在兩條生產(chǎn)線上間斷進行的，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)明是針對連續(xù)設(shè)備這一特定條件進行的創(chuàng)造。申請人了解到日本專利W02006/054564A1也公開了一種制造高強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，然后分有鍍覆和無鍍覆兩個通路，其中有鍍覆通路進入鍍鋅設(shè)備4進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)備上進行的，是典型森吉米爾法，這種情況下與本申請屬于完全不同的兩個范疇，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、噴水冷卻對鋼帶進行冷卻”的方案用到本申請的連續(xù)設(shè)備上，那也是根本不能實現(xiàn)的，因為鋼板在鍍鋅時不能有任何的氧化，這是常識；而該專利的方案“使用噴霧冷卻、噴水冷卻對鋼帶進行冷卻”到鋼板溫度上限高達500°C的情況下，顯然會在鋼帶上產(chǎn)生顯著的氧化，這也是常識。作為略有專業(yè)背景的技術(shù)人員，根本不會在連續(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，請不要影響本申請的創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有高強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，并適當保溫后，向高溫鋼帶表面噴不會使鋼帶產(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，在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細的晶粒，達到提高強度的效果。所選的冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)，如果是碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)，可以在鋼帶加熱時燃燒輔助鋼帶加熱，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:當所需鍍鋅的鋼帶在爐內(nèi)進行退火處理時，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，并適當保溫，然后進行快速冷卻到約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，當噴到鋼帶表面接觸到高溫的鋼帶后便會立即產(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)是碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)(如工業(yè)乙醇、丁酮等)，可以隨爐內(nèi)保護氣體沿鋼帶運行的反方向流動到加熱段在鋼帶加熱段燃燒，放出化學熱，輔助鋼帶加熱，不會造成環(huán)境污染和能源浪費。
本發(fā)明的有益效果是，通過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，在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細的內(nèi)部組織晶粒，達到提高強度的效果，生產(chǎn)出高強度熱鍍浸鍍鋅鋼帶，方法簡單易行，效果良好穩(wěn)定。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。附圖是本發(fā)明一個實施例的原理圖。圖中1.鋼帶，2.鋼帶運行方向，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。
具體實施例方式請見附圖，在本發(fā)明的一個實施例中，鋼帶(I)沿著鋼帶運行方向(2)進入加熱爐進行退火處理，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間后，進入加熱爐冷卻段(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)置了若干個噴頭(6)及其它附加裝置，可以從上下兩個方向向鋼帶(I)噴不會使鋼帶產(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，在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細的內(nèi)部組織晶粒，達到提高強度的效果。同時，所使用的液態(tài)冷卻介質(zhì)不會是鋼帶產(chǎn)生氧化，然后鋼帶(I)以表面無氧化狀態(tài)經(jīng)轉(zhuǎn)向輥(7)進入鋅鍋(8)內(nèi)，在約455-475°C溫度的鋅液(9)中進行熱浸鍍，并經(jīng)沉沒輥(10)后離開鋅鍋(8)，生產(chǎn)出高強度熱鍍浸鍍鋅鋼帶。所選的冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)。加熱爐內(nèi)氣體的運行方向是與鋼帶運行方向(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)，如果是碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)(如工業(yè)乙醇、丁酮等)，可以在鋼帶加熱段燃燒，放出化學熱，輔助鋼帶加熱，不會造成環(huán)境污染和能源浪費。在本申請的一個商業(yè)化應(yīng)用例中，對普通鋼帶連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線進行了改造，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)品組織晶粒級別由6-7級上升為9-10級，機械性能屈服強度由260-300Mpa 上升到了 420_500Mpa，斷后伸率 A5tl 由 36% -40%上升到了 40% -44%。通過本申請的工藝改造，使用普通原料，穩(wěn)定生產(chǎn)出了 S350GD+Z級別的鍍鋅板，與采用高強度的原材料相比，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，實際生產(chǎn)成本降低了 82-105元/噸，年經(jīng)濟效益超過850萬元，在商業(yè)上獲得了圓滿成功?？梢?，本發(fā)明方法簡單易行，商業(yè)運用效果良好穩(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，并適當保溫后，向高溫鋼帶表面噴不會使鋼帶產(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)備上進行熱浸鍍鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強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)，可以但不局限于碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)，在常溫下是液態(tài)的，在高溫下會產(chǎn)生汽化，吸收鋼帶大量的熱量，從而使鋼帶在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細的晶粒，達到提高強度的效果，生產(chǎn)出高強度熱浸鍍鋅鋼帶。
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，則汽化后的可燃氣體隨爐內(nèi)保護氣體流動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，在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，生成很細的晶粒，達到提高強度的效果，然后進行熱浸鍍鋅，生產(chǎn)出高強度熱鍍浸鍍鋅鋼帶。冷卻介質(zhì)可以但不局限于碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)，如果是碳氫化合物之類的可燃物質(zhì)，可以在鋼帶加熱時燃燒輔助鋼帶加熱，以物盡其用。
文檔編號C23C2/40GK103233192SQ201310176029
公開日2013年8月7日 申請日期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 申請人:重慶萬達薄板有限公司