[发明专利]镀锌退火钢材料的方法

说明书

本发明涉及镀锌退火(galvannealing)钢材料时使用的方法。

镀锌退火是钢材料在其中既镀锌又退火的过程。镀锌典型地通过将钢材料浸入液态锌浴中进行。可以使钢材料预热后浸入和/或可以通过与液态锌接触将其加热。

此后，将钢材料进一步加热，达到发生退火的温度。当材料保持在该较高的温度时，锌涂层在钢材料表面形成合金，该合金在耐腐蚀性等方面提供了具有吸引力的性能。

常规地，在这一过程中或者使用感应加热或者在空气炉中加热以进一步加热材料。这两种策略都涉及问题。

感应加热确实是高效率的，但其对被加热材料的尺寸和几何结构敏感。而且，锌不像钢那样得到加热，因此可能出现温度梯度。最后，感应加热的设备典型地非常昂贵。

在空气炉中加热不会导致任何与尺寸和材料几何相关的问题，但另一方面与感应加热相比其显著是较低效的。因为锌的低辐射因子，增加向材料的热传递也是困难的，因此生产率受限。

本发明解决上面描述的问题。

因此，本发明涉及镀锌退火钢材料时的方法，其中在第一步骤中将该材料预热到第一处理温度并使其涂覆有液态合金化金属层，在第二步骤中将其进一步加热到第二、更高的处理温度，并且在第三步骤中将其保持在第二处理温度持续预定的时间以便使合金化金属涂层至少部分地与钢材料合金化，并且，其特征在于通过一个或多个DFI燃烧器使得第二步骤的加热得以进行。

下面，将参考本发明的举例性实施方案以及附图详细地描述本发明，其中：

图1是横截面视图，显示了进行常规镀锌退火过程中所使用的各种部件。

图2是横截面视图，显示了根据本发明进行镀锌退火过程中所使用的各种部件。

在图1中，示出了在常规的、连续的镀锌退火过程中狭长带材形式的钢产品101如何沿着各种处理步骤运送。在第一步骤中，将钢产品传送通过浴102，其中存在液态锌形式的合金化金属103。因此，这样浸入的钢带材101涂覆有液态锌层。

在第二步骤中，使钢带材101运送通过一对气刀104，从带材101表面去除过多的锌。

在第三步骤中，使带材传送通过气体或感应炉105，其升高钢带材101的温度以便开始退火。

此后，通过使带材101运送通过保温炉106持续一段时间完成退火，在该炉中使钢材料101的温度保持恒定。

图2所示的过程与图1的过程类似。在第一步骤中，金属带1通过具有液态锌2的浴3，并且此后通过一对气刀4。

然而，替代炉105，在第二步骤中用一个或几个DFI燃烧器5以便进一步加热钢带材1至其退火温度。使DFI燃烧器5布置为离钢材料1这样的距离：使得它们各自的火焰冲击材料1的表面。这确保了非常好的热传递效率。

此后，在第三步骤中，使带1运送通过保温炉6持续预定时间，以允许退火完成。

通过采用DFI燃烧器5替代常规的炉或感应炉105以便进一步升高钢材料1的温度，获得了数个优势。

第一，用DFI燃烧器加热是快速并高效率的，并且比常规的加热炉显著更加高效。其原因是，锌具有低辐射因子，在常规炉中其在炉氛与锌涂覆的金属表面之间给出低的热传递率。用DFI燃烧器不出现该问题。

第二，用DFI燃烧器加热不像例如常规的感应加热器那样对材料1的尺寸及其机械和几何结构敏感。

第三，用DFI燃烧器加热是对感应加热器的更廉价的替代，与相应的DFI加热所需要的相比，后者需要更复杂的安装设施。

当离开锌浴2时，钢带材1的温度，以下称为“第一处理温度”，优选为350℃-450℃，根据优选的实施方案大于约420℃，在该温度下锌熔化。

如此强烈地优选使用DFI燃烧器5加热以便在几秒钟内获得钢材料1的最终温度，以下称为“第二处理温度”。这意味着参予与合金化金属的合金化过程的钢材料表面结构的那些部分，在几秒内基本上并以其整体具有至少达到第二处理温度的温度。第二处理温度优选比第一处理温度热50-150℃。

为了获得DFI燃烧器5的最大效率，优选用于燃料燃烧的氧化剂包含至少80％重量分数的氧。燃料可以是任何适合的燃料，如天然气或丙烷。

为了避免钢材料1表面过热，优选其相对于DFI燃烧器5连续移动。例如，这可以通过连续型的过程获得，在该连续型的过程中使钢材料1沿着生产线连续运送，并且此后相对于设置在生产线上的部件，特别是DFI燃烧器5，一直具有特定的速率。