[发明专利]以热镀锌为目的的高强度钢带的连续退火和制备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以在液态金属浴中进行热浸镀为目的的高强度钢带的 连续退火和制备的新方法，所述热浸镀优选为镀锌(galvanisation)或所谓“镀 锌退火(galvannealing)”的处理。

背景技术

这里考虑的技术领域是在由锌或锌合金组成的镀浴中通过连续进 给合金元素含量高的钢带，尤其是HSS钢(高强度钢)带而进行镀锌的领域。 这种被认为难于镀锌的特殊钢为例如合金元素(铝、锰、硅、铬等)含量可达 或超过2％的钢、“双相”不锈钢、TRIP、TWIP(高达25％的Mn和3％的Al)等。 这种钢带通常要切割并经过冲压、卷折等而成型，以便用于例如汽车或建筑领 域。

众所周知，某些钢由于其特定的表面反应性而不能对镀锌或镀锌退 火处理作出良好的反应。镀锌能力基本上取决于在浸入液态金属浴之前对残留 的轧制油的良好去除以及防止过度的表面氧化。因此，在连续镀锌工艺过程中 可能遇到液态锌对含金元素含量高的钢品种缺乏浸润性的问题。这种锌的浸润 性的降低是由于在钢带表面的外层(最外表面(extrême surface))中存在选 择性氧化物层而造成的。这些选择性氧化物是在浸入锌浴之前的连续退火过程 中由合金元素的偏析及其被水蒸汽氧化而形成的。水蒸气是在此由冷轧板材上 总是存在的氧化铁被退火炉的气氛中所含的氢还原而形成的。

因此，人们致力于消除外部模式的选择性氧化或使其迁移到钢的内 部，达到表面外层之下1或2μm，以便可以使几乎纯的金属铁层暴露于液态锌 中，而不依赖于合金组成并且有利于锌或锌合金层的附着。这种结果可以通过 不同的方法获得： -在高温保温过程中升高露点(例如JP-A-2005/068493)，从而使合金 元素的选择性氧化从外部模式转变为内部模式； -通过提高例如直焰炉燃烧器中的空气/可燃气体之比，在加热阶段将 铁全部氧化，然后在高温保温过程中用氢还原成金属铁(例如 JP-A-2005/023348、JP-A-07034210等)，或用钢中的游离碳还原，该游离碳在 必要时扩散穿过氧化物层并与该层表面上的氧交换(例如参见BE-A-1014997)； -预沉积铁或镍(例如JP-A-04280925、JP-A-2005/105399)。

这些方法通常要求在高温保温阶段在对于钢来说的还原性气氛中 工作，这需要低的露点和高氢含量(高达气氛气体的75％)，而氢是一种昂贵的 气体。这些方法都可改善高强度钢的可镀锌性，其效果明显但不充分，尤其是 在含有例如大量硅(约1.5重量％)的某些钢的情况下。此外，需要进行预沉积 的方法成本太高。

根据现有技术中已知方法的一个实例，镀锌用的钢带的退火制备装 置在钢带的前进方向上通常包括： -第一(预)加热工段，该工段保证将钢带加热到这样一个温度：该 温度使得可以形成其厚度(约50纳米)适合于其随后还原的氧化物膜；该工段 处于通过添加空气或氧气而成为氧化性的气氛中，例如，在直焰炉的情况下为 空气/可燃气体混合物的形式，或者在辐射炉的情况下仅为空气的形式； -第二退火工段，该工段通过常规闸(sas)与该加热工段相分隔，在 该第二退火工段中钢带保持在退火的高温下并且该工段处于过压的惰性气氛中 以防止加热工段的气体进入其中； -第三还原工段，该工段同样通过常规闸与第二工段相分隔，并且处 于相对于后者轻微减压但相对于环境轻微过压的气氛下；该工段用于完成退火 周期(保温周期结束)，在通过浸入泵转移到液态金属浴中之前将钢带冷却并任 选地进行过时效；在这个区域中，在第一工段中形成的氧化物层理想地被露点 很低的氢/惰性气体气氛完全还原。

当然，也有更简单或更复杂的退火炉，典型地包括一到四个不同的 工段，以实现(预)加热、保温、冷却、过时效等各个功能。

发明内容

本发明的目的是指供一种可以克服现有技术的缺陷的方案。

特别地，本发明的目的是提供一种更经济的以高强度钢镀锌为目的 的制备和退火的方法，所述镀锌在采用或不采用镀锌退火型处理伴随的热处理 的情况下进行。

本发明的另一目的是提供一种用于镀锌的高强度钢的制备方法，该 钢不具有脆性缺陷。

特别地，本发明的目的是提供一种在无添加氢的封闭气氛下的退火 方法。

本发明的补充目的是在冷却和浸入锌浴之前的连续退火的完全氧 化步骤过程中防止钢带表面最外层中的合金元素发生选择性氧化。