專利名稱:一種細(xì)化鋼板鍍層表面結(jié)晶形態(tài)的熱浸鍍液處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬鋼板熱浸鍍領(lǐng)域,特別是涉及細(xì)化鋼板鍍層表面結(jié)晶形態(tài)的熱浸鍍液處理技術(shù)背景技術(shù)細(xì)化鋼板鍍層表面結(jié)晶形態(tài),能夠提高作為涂層基板的鍍層板質(zhì)量。目前普遍使用的小鋅花熱鍍鋅鋼板就是其中一種。小鋅花熱鍍鋅是當(dāng)今汽車制造,家電和建筑行業(yè)最受青睞的材料,又是彩涂鋼板最主要的基材。目前小鋅花熱浸鍍鋅技術(shù)主要有以下幾種(1)增加結(jié)晶中心型。帶鋼從鋅鍋拉出后,在鋅層凝固之前,采用壓縮空氣或水蒸汽把水霧化,可以在水中加入適量的磷酸鹽或銨鹽,還可以使用壓縮空氣直接噴射鋅粉或其他固體微粉,這種霧化了的細(xì)小水滴或細(xì)小粉末顆粒在鋅層表面形成大量結(jié)晶中心,許多晶體在同一區(qū)域內(nèi)同時成長,又相互抑制,其結(jié)果是在鋅花還很細(xì)小時就固化了。
(2)加速冷卻型。用水使液態(tài)鋅層急劇冷卻,形成大量結(jié)晶核,并且由于急冷,控制了鋅花生長時間,當(dāng)鋅花還很細(xì)小時鋅層便凝固了。
這兩種方法通常采用在帶鋼兩表面同時噴射壓縮空氣/水,或過熱蒸氣/水。在尚未凝固的鋅層表面,人為地增加結(jié)晶中心,同時又加快了鋅層的凝固速度,縮短晶體長大的時間,以此得到小鋅花表面。采用此種方法,雖然可以達(dá)到獲得小鋅花表面的目的,但尚存在一些不足之處主要有由噴嘴堵塞或損壞引起的小鋅花表面出現(xiàn)局部帶狀不均勻;噴射介質(zhì)沒達(dá)到良好的霧狀所引起的小鋅花表面出現(xiàn)無規(guī)律的鋅花;孔型噴嘴和帶鋼之間沒有達(dá)到最佳距離所引起的板面出現(xiàn)有規(guī)律的帶狀條紋,即在帶鋼寬度方向上,大鋅花結(jié)構(gòu)和小鋅花結(jié)構(gòu)有規(guī)律地、間隔地布滿整個表面。
此外,還有一種缺偶元素型控制小鋅花的方法,即控制鋅液中鉛含量,鉛含量越低,鋅花越小。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中調(diào)整鉛含量會產(chǎn)生大量的過渡產(chǎn)品,因此,可操作性不強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱浸鍍液的處理方法,彌補(bǔ)原有熱浸鍍工藝生產(chǎn)小鋅花產(chǎn)品的不足,不再通過噴嘴向鋼板鍍鋅層噴射冷卻介質(zhì)來獲得小鋅花,而是在鋅鍋中插入電極進(jìn)行電脈沖處理,改變鋅液結(jié)晶形態(tài)從而生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的小鋅花鍍層鋼板。
本發(fā)明是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的,在400~620℃熱浸鍍鋅液中加入能量為500J~100MJ,電壓為100V~2000V,電流為100A~1KA的脈沖電場,鋅鍋內(nèi)的鋅液在經(jīng)電脈沖孕育處理后,液體鋅中形成大量晶核,來自還原爐的鋼帶進(jìn)入鋅鍋后,鋼帶表面涂敷具有這種特性的液體金屬鋅,經(jīng)過氣刀到達(dá)后冷段,冷卻后即可獲得質(zhì)量良好的小鋅花鍍層。
根據(jù)液態(tài)金屬團(tuán)簇結(jié)構(gòu)假說,在液態(tài)金屬中有能夠穩(wěn)定存在的結(jié)構(gòu)不同于固態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇,稱其為晶坯。在熔點(diǎn)溫度以上,穩(wěn)定存在的晶坯主要以傳統(tǒng)的臨界晶坯為主。采用電脈沖處理技術(shù)孕育出穩(wěn)定的大尺度晶坯是通過外電場對原晶坯外電層進(jìn)行反復(fù)的畸變和松弛作用,在反復(fù)的畸變和松弛過程中液態(tài)金屬原子被結(jié)合到晶坯中,使穩(wěn)定的小尺度晶坯轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的大尺度晶坯。
對于已經(jīng)存在的團(tuán)簇來講,當(dāng)施加電脈沖時,團(tuán)簇外電層結(jié)構(gòu)將由于電場作用而發(fā)生畸變。這種畸變將會導(dǎo)致團(tuán)簇一側(cè)外層電位的降低,而團(tuán)簇一側(cè)外層電位的降低有利于該團(tuán)簇周圍的團(tuán)簇或原子與之結(jié)合。當(dāng)向液態(tài)金屬加入電脈沖時,實(shí)質(zhì)上是向液態(tài)金屬施加了電場;由于電場的影響,團(tuán)簇外電層結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,該原子團(tuán)或團(tuán)簇就長大成為尺度更大的團(tuán)簇,按照傳統(tǒng)凝固理論的觀點(diǎn),原子團(tuán)或團(tuán)簇程度越大,其形核或結(jié)晶需要克服的位壘(或勢壘)就越小,從而形核率也就越高。形核率提高使液態(tài)金屬凝固結(jié)晶成為細(xì)晶組織。對于鍍鋅用鋅液而言,采用電脈沖孕育處理技術(shù),有利于得到小鋅花鍍層。
在鋅鋁鎂浸鍍液中采用上述方法對鋼板做表面處理,同樣獲得組織細(xì)密的表面鍍層。
采用此種工藝生產(chǎn)出的小鋅花,消除了現(xiàn)有技術(shù)中,由于噴嘴堵塞或損壞引起的小鋅花表面出現(xiàn)局部帶狀不均勻;噴射介質(zhì)沒達(dá)到良好的霧狀所引起的小鋅花表面出現(xiàn)無規(guī)律的鋅花;孔型噴嘴和帶鋼之間沒有達(dá)到最佳距離所引起的板面出現(xiàn)有規(guī)律的帶狀條紋等缺陷。
圖1到圖6為本發(fā)明的鋅花形貌圖。
具體實(shí)施例方式
在下表所示的實(shí)施例1中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量500J,電壓100V,電流100A,當(dāng)帶鋼帶速60m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖1所示。
在下表所示的實(shí)施例2中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量1×105J,電壓400V,電流500A,當(dāng)帶鋼帶速95m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖2所示。
在下表所示的實(shí)施例3中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量1×106J,電壓500V,電流600A,當(dāng)帶鋼帶速100m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖3所示。
在下表所示的實(shí)施例4中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量2×107J,電壓600V,電流800A,當(dāng)帶鋼帶速100m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖4所示。
在下表所示的實(shí)施例5中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量5×107J,電壓850V,電流1000A,當(dāng)帶鋼帶速110m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖5所示。
在下表所示的實(shí)施例6中,將連接脈沖發(fā)生裝置的電極插入460℃鋅液中,,脈沖發(fā)生裝置的電場能量1×108J,電壓2000V,電流1000A,當(dāng)帶鋼帶速120m/min時,獲得了小鋅花鍍層產(chǎn)品,如圖6所示。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)化鋼板鍍層表面結(jié)晶形態(tài)的熱浸鍍液處理方法,其特征在于在熱浸鍍液中加入脈沖電場予以處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍液的處理方法,其特征在于所述熱浸鍍液為鋅液或鋅鋁鎂液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍液的處理方法,其特征在于生產(chǎn)小鋅花鍍層鋼板時,所用電場能量為500J~100MJ,電壓為100V~2000V,電流為100A~1KA。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱浸鍍液的處理方法,其特征在于生產(chǎn)小鋅花鍍層鋼板時,所用電場能量最佳值為1MJ~50MJ,電壓最佳值為400V~850V,電流最佳值為500A~1KA。
全文摘要
本發(fā)明公開一種細(xì)化鋼板鍍層表面結(jié)晶形態(tài)的熱浸鍍液處理方法,在460~600℃熱浸鍍鋅液中加入能量為500J~100MJ,電壓為100V~2000V,電流為100A~1KA的脈沖電場,鋅鍋內(nèi)的鋅液在經(jīng)電脈沖孕育處理后,液體鋅中形成大量晶核,來自還原爐的鋼帶進(jìn)入鋅鍋后,鋼帶表面涂敷具有這種特性的液體鋅,經(jīng)過氣刀到達(dá)后冷段,冷卻后即可獲得質(zhì)量良好的小鋅花鍍層。
文檔編號C25D13/00GK1932069SQ200510047208
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者關(guān)勇, 李平, 李震, 李鋒, 張春雷 申請人:鞍鋼股份有限公司