Способ производства оцинкованной полосы для последующего нанесения полимерного покрытия


 


Владельцы патента RU 2529323:

Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству оцинкованного полосы под полимерное покрытие, преимущественно лакокрасочное с массой цинкового покрытия не более 300 г/м2. Для увеличения прочности проката с полимерным покрытием при испытании на изгиб с 3 Т до 11/2 Т по ГОСТ Р 52146-2003 способ включает горячую прокатку стальной полосы из малоуглеродистой стали, содержащей, мас.%: углерод 0,02-0,05, кремний не более 0,04, марганец 0,12-0,25, сера не более 0,018, фосфор не более 0,020, хром не более 0,05, никель не более 0,06, медь не более 0,08, алюминий 0,025-0,070, азот не более 0,007, железо и неизбежные примеси - остальное, смотку полосы в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия массой не более 300 г/м2, охлаждение, дрессировку и смотку в рулон, при этом температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 830-900°С и 670-720°С соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 680-820°С, дрессировку ведут с обжатием 0,4-1,2% и правку оцинкованной полосы. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству оцинкованного проката под полимерное покрытие, преимущественно лакокрасочное с массой цинкового покрытия не более 300 г/м2.

Для оценки прочности полимерного покрытия при изгибе от 0 Т и более ГОСТ P 52146-2003 предусматривает специальное испытание, основанное на изгибе образца на 180° до образования трещин. Если на поверхности покрытия отсутствуют трещины, то прочность при первом изгибе соответствует 0 Т. В случае наличия трещин испытания продолжают. При отсутствии трещин прочность полимерного покрытия при втором изгибе составляет ½Т. Образец изгибают до исчезновения трещин на поверхности покрытия.

В соответствии с ГОСТ Р 52146-2003 качественный показатель прочности при изгибе на 180° отсутствие трещин и повреждений для лакокрасочного покрытия не должен превышать 3T. Однако существует необходимость по требованию большого количества потребителей оцинкованного проката с лакокрасочным покрытием ограничить значение этого показателя до 11/2T.

Причиной образования трещин полимерного покрытия при изгибе, как правило, являются трещины цинкового покрытия, на которое оно нанесено. Трещины цинкового покрытия, в свою очередь, образуются из-за высокой степени деформации внешней поверхности изгиба.

Деформация поверхностного слоя листового проката при изгибе на 180° определяется соотношением:

ε = h D = h 2 R H ,

где ε - деформация поверхностного слоя проката;

h - толщина проката;

D - наружный диаметр при испытании проката;

RH - наружный радиус изгиба при испытании проката.

Формула показывает, что деформация наружной поверхности изгиба зависит от его радиуса. Чем меньше радиус изгиба, тем больше степень деформации. Для показателя прочности 11/2Т степень деформации внешнего поверхностного слоя составляет 20%. Это относится к изгибу, выполненному точно по радиусу. Однако радиус в разных локальных точках поверхности изгиба может меняться. Это может произойти в результате образования излома стальной холоднокатаной основы образца в процессе испытания. В месте излома образуется угол с очень маленьким радиусом изгиба. В результате степень деформации согласно формуле возрастает в несколько раз и цинковое покрытие, которое могло выдержать деформацию в 20%, трескается.

Таким образом, положительное влияние на результаты испытаний прочности покрытия при Т-изгибе будут оказывать те параметры технологии, которые уменьшают вероятность образования излома стальной основы: химический состав стали, на которую нанесено защитное покрытие, режимы горячей прокатки, режим отжига в печи линии горячего цинкования и деформационная обработка оцинкованного проката.

Известен способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку, химическую очистку, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, охлаждение, горячее цинкование, охлаждение, двухстадийный отжиг, дрессировку, причем двухстадийный отжиг проводят в защитной или восстановительной атмосфере сначала при 300-340°C в течение 0,5-1,0 ч, затем при 370-400°C в течение 0,5-2,0 ч, а дрессировку проводят при комнатной температуре (авторское свидетельство СССР №1779267, C1D 8/02, Бюллетень изобретений №44, 30.11.1992).

Недостатком данного способа является то, что двухстадийный отжиг и дрессировка проводятся вне линии горячего цинкования. Для этого необходимо задействовать дополнительное оборудование цеха холодной прокатки, что связано с дополнительными расходами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения оцинкованной полосовой стали для последующего нанесения высококачественных лакокрасочных покрытий, включающий холодную прокатку полос с величиной шероховатости (Ra), равной 1,1-1,5 мкм, и плотностью пиков 80-160 на см, химическую очистку поверхности полосы, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, горячее цинкование, влажную дрессировку с величиной обжатия 0,5-0,8% на валках с шероховатостью, равной 2,5-3,0 мкм, плотностью пиков, равной 150-200 на 1 см, после предварительной обкатки их в дрессировочной клети без полосы с удельным усилием 100-200 H/мм2 в течение 0,1-0,3 ч, при дрессировке и обкатке осуществляют очистку рабочей поверхности бочек валков.

При реализации данного способа улучшается адгезия лакокрасочного покрытия, однако при испытании проката с лакокрасочным покрытием на изгиб не исключается появление изломов оцинкованной полосы, что приведет к появлению трещин и уменьшению прочности лакокрасочного покрытия.

Техническим результатом данного изобретения является увеличение прочности проката с лакокрасочным покрытием при испытании на изгиб с 3 Т до 11/2Т по ГОСТ Р 52146-2003.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства оцинкованной полосы, преимущественно с массой цинкового покрытия не более 300 г/м2, для последующего нанесения полимерного покрытия, включающем горячую прокатку стальной полосы из малоуглеродистой стали, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия, охлаждение, дрессировку и смотку в рулон, согласно предложенному техническому решению температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 830-900°C и 670-720°C, соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 680-820°C, дрессировку ведут с обжатием 0,4-1,2%, при этом сталь имеет следующий химический состав, мас.%:

Углерод 0,02-0,05
Кремний не более 0,04
Марганец 0,12-0,25
Сера не более 0,018
Фосфор не более 0,020
Хром не более 0,05
Никель не более 0,06
Медь не более 0,08
Алюминий 0,025-0,070
Азот не более 0,007
Железо и неизбежные примеси остальное

Кроме того, для улучшения плоскостности проката, в некоторых случаях целесообразно после дрессировки проводить правку полосы на изгибо-растяжной машине.

Сущность изобретения состоит в следующем. Углерод в количестве более 0,02% и марганец более 0,12% добавлены в химический состав для создания необходимых конструкционным сталям прочностных характеристик. Алюминий в количестве 0,025-0,070% связывает азот и уменьшает процесс старения стали. Сера и фосфор являются вредными примесями. При увеличении в составе стали содержания углерода выше 0,05%, азота выше 0,007%, а также таких элементов, как марганец выше 0,25%, кремний выше 0,04%, хром выше 0,05%, медь выше 0,08% и никель выше 0,06%, при снижении температуры конца горячей прокатки ниже 830°C и смотки ниже 670°C, а также температуры отжига в печи линии горячего цинкования ниже указанных пределов дрессировкой проката с обжатием менее 0,4% не удается устранить площадку текучести на диаграмме растяжения образцов в процессе определения их механических свойств. Такой металл при использовании в качестве основы для нанесения полимерных покрытий подвержен излому при испытании прочности покрытия при изгибе по ГОСТ Р 52146-2003. Увеличение степени обжатия при дрессировке выше 1,2% приведет к снижению пластических свойств оцинкованного проката и проката с полимерным покрытием.

В ряде случаев после дрессировки проводят правку оцинкованной полосы на изгиборастяжной машине с удлинением до 0,5%.

Примеры реализации способа.

Полосу из стали, химический состав которой приведен в таблице 1, прокатывали на стане горячей прокатки, сматывали в рулон, травили на непрерывной травильной линии, прокатали на стане холодной прокатки, химическую очистку, рекристаллизационный отжиг, нанесение цинкового покрытия, дрессировку и правку проводили на агрегате непрерывного горячего цинкования. Деформационно-термические режимы обработки полосы приведены в таблице 2.

Полученный таким образом оцинкованный прокат обрабатывали на линии нанесения полимерных покрытий. Прочность полимерного покрытия при изгибе на 180° определяли по ГОСТ 52146-2003. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 1
№ состава C Si Mn S P Cr Ni Cu Al N Железо и неизбежные примеси
1 0,01 0,03 0,10 0,012 0,015 0,04 0,05 0,07 0,01 0,005 Ост.
2 0,02 0,03 0,15 0,012 0,015 0,04 0,05 0,07 0,04 0,005 Ост.
3 0,05 0,04 0,25 0,018 0,020 0,05 0,06 0,08 0,07 0,007 Ост.
4 0,04 0,02 0,12 0,014 0,012 0,04 0,03 0,05 0,06 0,006 Ост.
5 0,03 0,03 0,25 0,015 0,014 0,05 0,04 0,05 0,07 0,004 Ост.
6 0,08 0,08 0,30 0,020 0,021 0,06 0,07 0,09 0,09 0,008 Ост.
Таблица 2
Пример Горячая прокатка Температура отжига в АНГЦ, °С Деформационная обработка в АНГЦ Прочность проката с полимерным покрытием при изгибе на 180°, Т
Температура конца прокатки, °C Температура смотки, °C Обжатия при дрессировке, % Вытяжка при правке, %
1 830 680 720 0,8 0,30 21/2T
2 890 710 820 0,7 0,30 l1/2Т
3 870 690 740 1,0 0,50 11/2Т
4 880 720 820 0,6 0,30 11/2Т
5 910 730 630 0,3 0,60 31/2T
6 890 710 820 0,7 0,30

Из таблиц 1 и 2 видно, что в случае реализации предложенного способа (составы 2-4) прочность полимерного покрытия при изгибе на 180° составляет 11/2 T. При запредельных значениях заявленных параметров (составы 1, 5, 6) прочность полимерного покрытия составляет 21/2T, 31/2T и 3 T.

Применение предложенного способа позволяет получить прокат с полимерным покрытием, преимущественно с лакокрасочным, с более жесткими требованиями по прочности полимерного покрытия при изгибе на 180°.

1. Способ производства оцинкованной полосы, предназначенный для последующего нанесения полимерного покрытия массой цинкового покрытия, преимущественно не более 300 г/м2, включающий горячую прокатку стальной полосы из малоуглеродистой стали, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия, охлаждение, дрессировку и смотку в рулон, отличающийся тем, что температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 830-900°С и 670-720°С соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 680-820°С, дрессировку ведут с обжатием 0,4-1,2%, при этом сталь имеет следующий химический состав, мас.%:

углерод 0,02-0,05
кремний не более 0,04
марганец 0,12-0,25
сера не более 0,018
фосфор не более 0,020
хром не более 0,05
никель не более 0,06
медь не более 0,08
алюминий 0,025-0,070
азот не более 0,007
железо и
неизбежные примеси остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после дрессировки дополнительно проводят правку оцинкованной полосы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для непрерывного нанесения покрытий на поверхность протяженных изделий погружением в расплав. Устройство содержит ванну 2 для расплава и камеру 1 нанесения покрытия, снабженные средствами для создания внутри них соответственно разрежения и избыточного давления.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для непрерывного нанесения металлических защитных покрытий на поверхность протяженного изделия погружением в расплав алюминия, цинка, их сплавов, олова, свинца и др.

Изобретение относится к области нанесения покрытий методом погружения на стальную полосу. .

Изобретение относится к обработке жидкого металлического покрытия, нанесенного погружением на стальную полосу на линии непрерывного цинкования. .

Изобретение относится к жидкостному нанесению металлического покрытия на волокна. .

Изобретение относится к устройству, позволяющему устанавливать на место, по меньшей мере, один ролик в жидкой ванне для цинкования непрерывно движущейся стальной полосы без вмешательства человека в окружающую ее среду.

Изобретение относится к установке для цинкования погружением непрерывно движущейся стальной полосы. .

Изобретение относится к электролитическому бестоковому получению покрытий на алюминии и может быть использовано для тонкого свинцово-цинкового покрытия изделий электрохимических производств.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения в горячекатаном стальном листе сопротивления усталости проводят черновую прокатку со степенью обжатия 80% или более и чистовую прокатку при температуре подачи чистовой прокатки в диапазоне 800-950°С стали, содержащей в мас.%: С 0,05-0,15, Si 0,2-1,2, Mn 1,0-2,0, Al 0,005-0,10, N 0,006 или менее, и по меньшей мере один элемент, выбранный из: Ti 0,03-0,13, Nb 0,02-0,10 и V 0,02-0,15, железо и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных свойств по всей длине рулона в способе производства текстурованных листов из электротехнической стали из слябов, содержащих в мас.%: от 0,01 до 0,10 С, от 2,5 до 4,5 Si, от 0,02 до 0,12 Mn, от 0,005 до 0,10 Al и от 0,004 до 0,015 N, а от 0,005 до 0,06 S и/или от 0,005 до 0,06 S, температура стального листа контролируется таким образом, чтобы удовлетворять уравнению T(t)<FDT-(FDT-700)×t/6 (где T(t) - температура стального листа (°C), FDT - температура конца прокатки (°C) и t - время (c) после завершения чистовой прокатки) по всей длине рулона в ходе охлаждения после завершения чистовой прокатки при горячей прокатке, и, кроме того, температура концевого участка рулона стального листа, представляющего 10% длины рулона, контролируется таким образом, чтобы по истечении 3 секунд после завершения горячей прокатки она составляла не менее 650°C.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам для постоянных магнитов. Сплав для постоянных магнитов содержит, масс.%: кобальт 34,5-35,5, никель 14,0-14,5, медь 3,8-4,2, алюминий 7,0-7,5, титан 5,0-5,5, сера 0,15-0,25, олово 0,1-0,2, гафний 1,0-2,0, железо - остальное.

Изобретение относится к нанокристаллическому сплаву на основе железа и способу его формирования и может быть использовано в трансформаторе, индукторе, входящем в состав двигателя магнитном сердечнике.
Изобретение относится к литейному производству. Способ включает заливку в охлаждаемую литейную форму первого слоя из суспензионной ферритной стали толщиной, составляющей 10÷50% объема литейной формы.

Способ включает создание металлического слоя (2) с ферритообразующим элементом, по меньшей мере, на одной поверхности пластины (1), выполненной из Fe или сплава Fe, с превращением α-γ.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения в толстолистовой стали низкого соотношения между пределом текучести и пределом прочности, высокой прочности, ударной вязкости и стойкости к последеформационному старению, эквивалентной классу API 5L Х60 и менее, толстолистовая сталь содержит, мас.%: от 0,03% до 0,06% C, от 0,01 до 1,0 Si, от 1,2 до 3,0 Mn, 0,015 и менее Р, 0,005 и менее S, 0,08 и менее Al, от 0,005 до 0,07 Nb, от 0,005 до 0,025 Ti, 0,010 и менее N, 0,005% и менее О, остальное Fe и неизбежные примеси, имеет трехфазную микроструктуру, состоящую из бейнита, мартенсито-аустенитного компонента (М-A) и квазиполигонального феррита, при этом доля площади бейнита составляет от 5% до 70%, доля площади компонента М-А - от 3% до 20%, остальную долю площади составляет квазиполигональный феррит, а эквивалентный диаметр круга для компонента М-А составляет 3,0 мкм и менее.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения изделий на основе железного порошка, и может быть использовано при изготовлении средне- и тяжелонагруженных конструкционных деталей, испытывающих динамические и истирающие нагрузки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к трубам из высокопрочной стали, пригодным для транспортировки природного газа и сырой нефти. Для повышения прочности трубы при продольном изгибе и ударной прочности зоны термического влияния при сварке часть основного материала содержит, в мас.%: С более 0,03-0,08, Si 0,01-0,5, Mn 1,5-3,0, P 0,015, S≤0,005, Al 0,01-0,08, Nb 0,005-0,025, Ti 0,005-0,025, N 0,001-0,010, 0≤0,005, В 0,0003-0,0020, дополнительно включает один или более из элементов: Cu, Ni, Cr, Мо и V, остальное Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой стойкости труб для нефтяных скважин к сульфидному растрескиванию под напряжением (СРН-стойкость) бесшовная стальная труба содержит, мас.%: от 0,15 до 0,50 С, от 0,1 до 1,0 Si, от 0,3 до 1,0 Mn, 0,015 или менее P, 0,005 или менее S, от 0,01 до 0,1 Al, 0,01 или менее N, от 0,1 до 1,7% Cr, от 0,4 до 1,1% Мо, от 0,01 до 0,12 V, от 0,01 до 0,08 Nb, от 0,0005 до 0,003 В или дополнительно содержит от 0,03 до 1,0 мас.% Cu и имеет микроструктуру, которая содержит 0,40% или более растворенного Mo и фазу отпущенного мартенсита, которая является главной фазой и которая имеет зерна первичного аустенита с размером зерна 8,5 или более и 0,06 мас.% или более диспергированного осадка M2C-типа, имеющего по существу зернистую форму.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения коррозионной стойкости стального листового изделия и обеспечения хорошей свариваемости осуществляют предварительное покрытие стальной полосы или листа алюминием, или алюминиевым сплавом, резку указанной стального листа или полосы с предварительным покрытием для получения стальной заготовки с предварительным покрытием, нагрев заготовки в предварительно нагретой печи до температуры и в течение времени согласно диаграмме в соответствии с толщиной заготовки при средней скорости нагрева Vc в температурном диапазоне от 20 до 700°C, составляющей от 4 до 12°C/с и при скорости нагрева Vc' в температурном диапазоне от 500 до 700°C, составляющей от 1,5 до 6°C/с, затем перемещение указанной нагретой заготовки к штамповочному прессу, горячую штамповку нагретой заготовки в штамповочном прессе для получения горячештампованного стального листового изделия, охлаждение нагретой заготовки от температуры на выходе из печи до температуры 400°C при средней скорости охлаждения, по меньшей мере, 30°C/с.
Наверх