用于精制鋼帶上的金屬涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于精制鋼帶(1)或鋼板上的金屬涂層的方法，其中，通過借助于至少一個(gè)感應(yīng)線圈(2)將涂層感應(yīng)加熱至高于涂層材料的熔化溫度(TS)的最大溫度(PMT)而使該涂層熔化，并隨后在冷卻裝置(3)中使該涂層冷卻至低于熔化溫度的淬火溫度(TA)。為了在涂覆涂層較薄時(shí)也能夠改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理的涂層的耐蝕性，根據(jù)本發(fā)明提出，涂層在保持時(shí)間(th)持續(xù)期間保持在高于熔化溫度(TS)的溫度上，并且通過將感應(yīng)線圈(2)中的至少一個(gè)感應(yīng)線圈相對(duì)于冷卻裝置(3)移動(dòng)而使保持時(shí)間(th)與最大溫度(PMT)和涂層的厚度相匹配，以使涂層完全在其整個(gè)厚度上熔化直至鋼帶的邊界層為止。
【專利說(shuō)明】用于精制鋼帶上的金屬涂層的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于精制鋼帶或鋼板上的金 屬涂層的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的、用于將金屬涂層涂覆在鋼帶 上的裝置、特別是鋼帶鍍錫設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 在制造具有電鍍涂層的鋼帶時(shí)、例如在制造白鐵皮（Wei β blech)時(shí)已知了，通過 在完成電鍍涂覆過程后再熔化該涂層來(lái)提高涂層的耐蝕性。為此將電鍍沉積在鋼帶上的涂 層加熱至高于涂層材料的熔點(diǎn)的溫度，并隨后在水池中淬火。通過熔化涂層而使涂層的表 面獲得了閃閃發(fā)光的外觀并避免了涂層的可滲透性，由此提高了其耐蝕性并降低了對(duì)于侵 蝕性材料、例如有機(jī)酸的滲透性。
[0003] 涂層的熔化可以例如通過感應(yīng)式加熱有涂層的鋼帶來(lái)進(jìn)行。從DE1186158-A中例 如已知了一種裝置，其用于感應(yīng)式加熱金屬帶以便熔化特別是經(jīng)電解涂上的涂層、例如鋼 帶上的錫涂層。該裝置具有：多個(gè)軋輥，通過這些軋輥來(lái)引導(dǎo)有涂層的鋼帶；以及多個(gè)按組 順次連續(xù)布置的、包括運(yùn)動(dòng)的鋼帶的感應(yīng)線圈，利用這些感應(yīng)線圈將有涂層的鋼帶感應(yīng)式 加熱至高于涂層材料的熔化溫度的溫度，以使涂層熔化。為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，即在鋼帶的 整個(gè)寬度上均相同地達(dá)到熔化溫度，在有涂層的鋼帶的帶邊緣上布置了附加的、具有直線 形起作用的加熱導(dǎo)體的感應(yīng)器。應(yīng)通過該措施來(lái)避免必須將有涂層的并具有感應(yīng)線圈的鋼 帶的溫度加熱至遠(yuǎn)高于涂層材料的熔化溫度的溫度，以使涂層在鋼帶的整個(gè)寬度上能夠均 勻地熔化。由此則又應(yīng)當(dāng)避免形成由鐵原子和涂層材料的、例如錫的原子共同構(gòu)成的合金 中間層。
[0004] 在已知的用于熔化鋼帶或鋼板上的金屬涂層的方法中，通常將總的鋼帶或鋼板、 包括所涂上的涂層加熱至高于涂層材料的熔化溫度的溫度，并隨后例如在水池中冷卻至常 溫。為此需要滿足極大的能量需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提出用于精制鋼帶或鋼板上的金屬涂層的一種方 法和一種裝置，與已知的方法和裝置相比，該方法和裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有涂層的鋼帶進(jìn)行從 能源方面來(lái)說(shuō)更加有效的處理。此外，該方法和裝置還應(yīng)在涂覆涂層較薄的情況下也能夠 提高根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理的涂層的耐腐蝕穩(wěn)定性。
[0006] 該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法以及通過具有權(quán)利要求10所述特征 的裝置實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行說(shuō)明。
[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，金屬涂層適宜地在其整個(gè)厚度上通過加熱至高于涂層 材料的熔化溫度的溫度而熔化，其中，該加熱通過借助于具有至少一個(gè)感應(yīng)線圈或者說(shuō)感 應(yīng)器的感應(yīng)爐進(jìn)行的電磁感應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。涂層在其中達(dá)到的最大溫度在以下被稱為最大溫 度。完成感應(yīng)式加熱后，將涂層的溫度在保持時(shí)間內(nèi)保持在1?于涂層材料的溶化溫度的溫 度上，直至將有涂層的鋼帶在冷卻裝置中淬火至低于熔化溫度的淬火溫度。在此，將涂層溫 度高于涂層材料的熔化溫度的這一時(shí)間段視為保持時(shí)間。在此，通過將感應(yīng)線圈中的至少 一個(gè)感應(yīng)線圈相對(duì)于冷卻裝置進(jìn)行移動(dòng)而使該保持時(shí)間與其余的過程參數(shù)、特別是最大溫 度、帶速度和涂層的厚度相匹配，以使涂層能夠完全地在其整個(gè)寬度上熔化直至鋼帶的邊 界層為止。由此能夠使過程參數(shù)這樣相互協(xié)調(diào)一致，即涂層（基本上正好）在其整個(gè)厚度 上熔化直至鋼帶的邊界層為止，但同時(shí)不會(huì)使位于其下方的鋼帶在很大程度上升溫。在此， 根據(jù)本發(fā)明提出的將感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)感應(yīng)線圈相對(duì)于冷卻裝置進(jìn)行的移動(dòng)能夠?qū)?現(xiàn)保持時(shí)間與（通過制造過程在電鍍涂覆方法中預(yù)設(shè)的）帶速度以及在涂覆方法中涂上的 涂層的厚度相匹配。后者適宜地在涂覆裝置的端部上借助于合適的厚度傳感器檢測(cè)出。在 鋼帶鍍錫設(shè)備（其在300m/min和700m/min之間運(yùn)動(dòng)）的典型的帶速度時(shí)，優(yōu)選地應(yīng)遵循 的保持時(shí)間則在150ms至800ms的范圍內(nèi)。為了不降低鋼帶的可變形性，優(yōu)選的是將保持 時(shí)間設(shè)置為盡可能低（然而在此并未將最大溫度設(shè)置為高于360°C的值）。
[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過電磁感應(yīng)引起的能量輸入優(yōu)選地基本上在待熔化的 涂層中和位于其下方的鋼帶的最上層中進(jìn)行。在此，感應(yīng)電流的進(jìn)入深度能夠通過感應(yīng)線 圈的或者感應(yīng)器的工作頻率來(lái)控制。在此，可在所需的感應(yīng)功率中應(yīng)用的頻率范圍在高 頻范圍內(nèi)（50kHz至1MHz)，其中，優(yōu)選的是在150kHz的頻率范圍內(nèi)以便實(shí)現(xiàn)范圍在10至 100 μ m內(nèi)的進(jìn)入深度。
[0009] 已表明的是，當(dāng)為了使金屬涂層在保持時(shí)間內(nèi)熔化而將涂層感應(yīng)式地加熱至大于 310°C的最大溫度時(shí)，有涂層的鋼帶則會(huì)具有特別高的耐蝕性。對(duì)于最大溫度來(lái)說(shuō)，已表明 特別有利的是310°C至360°C的溫度范圍，并且特別優(yōu)選的是320°C至350°C的溫度范圍。當(dāng) 加熱至高于360°C的溫度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理的鋼帶或鋼板的可變形性基于屈服極限 的降低也降低。
[0010] 通過比較試驗(yàn)令人驚異地表明了，當(dāng)涂層完全在其整個(gè)厚度上熔化直至鋼板的邊 界層時(shí)，在將最大溫度保持為高于310°C的情況下，基本上與所選擇的保持時(shí)間無(wú)關(guān)地在涂 層和鋼帶或鋼板之間的邊界層上會(huì)形成（與涂層的厚度相比）較薄的合金層，該合金層由 鐵原子和涂層材料的原子構(gòu)成。也就是說(shuō)，在鍍錫的鋼帶（白鐵皮）上，例如在錫涂層與鋼 的邊界層上形成非常薄的鐵-錫-合金層（FeSn 2)。
[0011] 合金錫電偶（ATC，"Alloy Tin Couple"）值作為電化學(xué)試驗(yàn)是衡量合金層的多孔 性的標(biāo)準(zhǔn)，通過測(cè)量ATC值而斷定了，與在實(shí)施傳統(tǒng)方法時(shí)（即在退火爐中例如通過電阻加 熱使涂層在略高于232°C的錫熔化溫度的溫度下熔化）形成的合金層相比，通過感應(yīng)式熔 化而形成的合金層的多孔性較小并且密封性明顯更高。因此推測(cè)，這種薄且少孔的合金層 會(huì)對(duì)耐蝕性產(chǎn)生特別積極的影響。因此將根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法與權(quán)利要求1的特征 部分所述的特點(diǎn)無(wú)關(guān)地視為獨(dú)立發(fā)明。
[0012] 將用于感應(yīng)式熔化涂層的方法參數(shù)、特別是最大溫度和保持時(shí)間適宜地這樣選擇 并與帶速度和涂層厚度這樣匹配，即涂層僅有一部分與鋼帶或鋼板的鐵原子構(gòu)成合金，并 且因此在熔化后還存在非合金的涂層，而且在其下方存在薄的合金層。在此，根據(jù)所選擇 的過程參數(shù)的不同，合金層的厚度約相當(dāng)于僅為1. 3g/m2、或者更小的單位面積質(zhì)量或者涂 層。在耐蝕性和可變形性方面，已證明特別適合的是薄于1. 〇g/m2的合金層，并且被證明為 特別優(yōu)選的是厚度在〇. 05至0. 6g/m2范圍內(nèi)的合金層。當(dāng)合金層較厚、即相當(dāng)于鍍層大于 1. 3g/m2時(shí)，有涂層的鋼板的可變形性例如對(duì)于制造飲料或儲(chǔ)存罐來(lái)說(shuō)會(huì)變差。
[0013] 利用根據(jù)本發(fā)明的方法能夠確保，例如在為鋼板鍍錫時(shí)，即便薄的總鋅鍍層為 l.〇g/m2或更小時(shí)，那么則會(huì)在從光學(xué)上能夠起反應(yīng)的（即閃閃發(fā)光的）涂覆上表面上實(shí)現(xiàn) 薄且同時(shí)基本上無(wú)孔的并由此而非常緊密的合金層。與涂層的厚度相比非常薄的且同時(shí)緊 密的合金層會(huì)使得有涂層的鋼耐蝕性提高，并使得涂層更好地粘附在鋼帶或者鋼板上。根 據(jù)本發(fā)明，這通過這種方式實(shí)現(xiàn)的是，過程參數(shù)能夠在熔化涂層時(shí)相互匹配，以便對(duì)在熔化 涂層時(shí)形成的合金層的厚度進(jìn)行有目的的設(shè)置。特別是在根據(jù)本發(fā)明的、按照權(quán)利要求1 所述的方法中，形成的合金層的厚度與在迄今為止使用的方法中固定設(shè)置的、熔化裝置和 冷卻裝置之間的距離不再有關(guān)聯(lián)。而相反地在根據(jù)本發(fā)明的方法中，感應(yīng)線圈到冷卻裝置 的距離能夠適宜地設(shè)置成是無(wú)級(jí)的，以便能夠?qū)⒈３謺r(shí)間設(shè)置為所期望的值。通過使保持 時(shí)間與其余的過程參數(shù)、例如最大溫度或沉積在鋼帶上的涂層的厚度相匹配，最后能夠有 目的性地控制合金層的厚度，并由此最終控制有涂層的鋼帶的材料特性、例如其耐蝕性和 可變形性。在此，當(dāng)將最大溫度設(shè)置為在310°C和360°C之間的值，并且將保持時(shí)間設(shè)置在 0. Is和1. Os之間且優(yōu)選地在0. 2s和0. 3s之間時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。
[0014] 基于本發(fā)明的目的進(jìn)一步通過一種用于將金屬涂層涂覆在鋼帶上的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在該裝置中，連續(xù)鋼帶以一定的帶速度在帶運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)，并且在涂覆裝置中電解地設(shè) 有金屬涂層。該裝置特別可以是具有電解涂覆裝置的鋼帶鍍錫設(shè)備，在該設(shè)備中，鋼帶以一 定的帶速度運(yùn)動(dòng)穿過含錫的電解質(zhì)，以便在鋼帶上沉積出錫鍍層。在帶運(yùn)動(dòng)方向上將熔化 裝置布置在涂覆裝置的后面，在該熔化裝置中，通過感應(yīng)式加熱將涂層加熱至高于涂層材 料的熔化溫度的最大溫度從而使涂層熔化。在帶運(yùn)動(dòng)方向上將冷卻裝置布置在烙化裝置的 后面，在該冷卻裝置中將有涂層的鋼帶冷卻至低于熔化溶度的淬火溫度。根據(jù)本發(fā)明，熔化 裝置相對(duì)于冷卻裝置來(lái)說(shuō)是可移動(dòng)的，以便能夠?qū)⑷刍b置和冷卻裝置之間在帶運(yùn)動(dòng)方向 上的距離設(shè)置為期望值。
[0015] 熔化裝置為此包括至少一個(gè)在帶運(yùn)動(dòng)方向上可運(yùn)動(dòng)地布置的感應(yīng)線圈。除了該可 運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)線圈外，熔化裝置也還可以包含其它的、在帶運(yùn)動(dòng)方向上順次連續(xù)布置的感應(yīng) 線圈。在此，這些附加的感應(yīng)線圈在位置上能夠關(guān)于冷卻裝置固定或者同樣也可以是可移 動(dòng)的。然而適宜的是，在由多個(gè)順次連續(xù)連接的感應(yīng)線圈構(gòu)成的裝置中，將至少最后一個(gè)感 應(yīng)線圈、即最靠近冷卻裝置的感應(yīng)線圈或者整個(gè)線圈裝置設(shè)計(jì)成是可移動(dòng)的。
[0016] 通過這個(gè)或這些感應(yīng)線圈能夠?qū)⒂型繉拥匿搸б钥稍O(shè)置的加熱率感應(yīng)式加熱至 最大溫度。已被證明為對(duì)此適宜的加熱率在600K/S和1300K/S之間，優(yōu)選地在900K/S和 llOOK/s 之間。
[0017] 冷卻裝置可以是填充了冷卻液、例如水的淬火槽。然而也可以使用其它的冷卻裝 置，例如風(fēng)扇或氣體冷卻裝置、特別是空氣冷卻裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 以下通過實(shí)施例并參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。圖中示出：
[0019] 圖1示出用于將金屬涂層涂覆在鋼帶上的裝置的示意圖；
[0020] 圖2示出圖1中的裝置的熔化裝置和冷卻裝置的示意圖；
[0021] 圖3示出圖1中的裝置的可運(yùn)動(dòng)的熔化裝置的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 在圖1中示意性示出的裝置例如是具有涂覆裝置的鋼帶鍍鋅設(shè)備，在該鋼帶鍍鋅 設(shè)備中，通過以帶速度％引導(dǎo)鋼帶穿過含錫的電解質(zhì)在薄鋼板或極薄鋼板上沉積出錫涂 層。然而，本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域并不局限于本實(shí)施例。本發(fā)明能夠以相應(yīng)的方式、例如也應(yīng) 用在用于給鋼帶電解式地涂覆其它金屬、例如鋅的方法中，以便制造所謂的經(jīng)過專門鍍鋅 的極薄鋼板。根據(jù)本發(fā)明的方法的應(yīng)用也并不局限于在鋼帶鍍錫設(shè)備中涂覆鋼帶，而是也 能夠以相應(yīng)的方式、例如也可以在對(duì)塊狀的鋼板進(jìn)行浸潰涂覆（Tauchbeschichtung)時(shí)應(yīng) 用，在進(jìn)行浸潰涂覆時(shí)，金屬涂層不是電解式地涂覆在鋼帶上的。
[0023] 在圖1中示意性示出的、用于為鋼帶進(jìn)行電解式鍍錫的鋼帶鍍錫設(shè)備包括開卷機(jī) 組10,在該開卷機(jī)組中，被冷乳成薄或極薄鋼板的鋼帶被滾軸（卷盤：Coil)卷出，并在焊接 裝置11中一起焊接成連續(xù)鋼帶。將該連續(xù)鋼帶導(dǎo)入環(huán)形塔（Schlaufenturm) 12中，以便形 成鋼帶儲(chǔ)備。由環(huán)形塔12容納的鋼帶儲(chǔ)備確保鋼帶在進(jìn)行連續(xù)焊接或者稍后在分割有涂 層的鋼帶并將其卷在卷好的卷盤上所需的靜止時(shí)間內(nèi)，也能夠以預(yù)設(shè)的帶速度持續(xù)地穿過 鋼帶鍍錫設(shè)備。在環(huán)形塔12上連接了預(yù)處理裝置13和涂覆裝置4。在預(yù)處理裝置13中對(duì) 鋼帶表面進(jìn)行清潔和去油，對(duì)此將在后面詳細(xì)說(shuō)明，并且在涂覆裝置4中，將以帶速度（v B) 運(yùn)動(dòng)穿過鋼帶鍍錫設(shè)備的鋼帶引導(dǎo)穿過含錫的電解質(zhì)，以便在鋼帶上沉積出錫涂層。在帶 運(yùn)動(dòng)方向上將熔化裝置5連接在涂覆裝置4上，在該熔化裝置中，在鋼帶上沉積出的涂層被 加熱至高于涂層材料的熔化溫度（在錫的情況下該熔化溫度為232°C)的溫度，以使沉積出 的涂層熔化。在該熔化裝置5上連接冷卻裝置3和后處理裝置14以及第二環(huán)形塔15。最 后將有涂層的鋼帶在卷取機(jī)組16中卷繞在乳棍（卷盤：Coil)上。
[0024] 在將來(lái)自第一環(huán)形塔12的、還沒有涂層的鋼帶在涂覆裝置4中鍍上錫鍍層之前， 先在預(yù)處理裝置13中對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。在預(yù)處理裝置13中，首先將無(wú)涂層的鋼帶去油并 隨后酸洗。為此，引導(dǎo)還沒有涂層的鋼帶以帶速度（V B)穿過堿性去油槽、例如裝有鈉碳酸 鹽溶液或氫氧化鈉溶液的堿性去油槽。須定期清除去油槽上通過油脂和鐵屑而產(chǎn)生的污 物。已表明的是，如果緊接著便實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的精制方法，那么當(dāng)去油槽的槽渾濁度（槽 消光現(xiàn)象）在以波長(zhǎng)為535nm的光進(jìn)行光學(xué)測(cè)量時(shí)具有〈1的消光值（根據(jù)朗伯-比爾 (Lambert-Beer)-定律，等同于小于10個(gè)因數(shù)的光削弱）時(shí)，貝U去油槽具有足夠的清潔度。
[0025] 完成去油后，利用沖洗液進(jìn)行第一次沖洗并且隨后將鋼帶在酸性溶液中、例如在 硫酸溶液中進(jìn)行酸洗并再次沖洗。對(duì)于在后面實(shí)施的根據(jù)本發(fā)明的精制方法來(lái)說(shuō)適宜的 是，在完成去油和酸洗后利用優(yōu)選地具有〈20 μ s/cm的導(dǎo)電率的沖洗液進(jìn)行沖洗。
[0026] 在連接在預(yù)處理裝置13上的涂覆裝置4中，引導(dǎo)經(jīng)過去油和酸洗的鋼帶穿過含錫 的電解槽，在那里作為陰極接通，并且在兩個(gè)串聯(lián)的錫陽(yáng)極之間穿過。由此溶解陽(yáng)極的錫并 且在鋼帶上作為錫涂層析出。在此，錫可以以任意的厚度涂覆在鋼帶上，并且如果有需要的 話，可以涂覆在鋼帶的兩個(gè)面上。涂覆的錫涂層的厚度通常在l.〇g/m 2和5. 6g/m2之間。但 具有更薄的或具有更厚的錫涂層的鋼帶涂層也是可能的。
[0027] 為了提高由涂層的鋼帶的耐蝕性，在涂覆裝置4中完成涂覆過程后，對(duì)鋼帶實(shí)施 根據(jù)本發(fā)明的精制方法。在熔化裝置5和在帶運(yùn)動(dòng)方向上在該熔化裝置后接入的冷卻裝置 3中實(shí)施該精制方法。根據(jù)本發(fā)明的精制方法的和為此所使用的裝置的細(xì)節(jié)將在后面參照 附圖2和3詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0028] 在圖2中示意性地示出了熔化裝置5和在帶運(yùn)動(dòng)方向上布置在后面的冷卻裝置3。 通過轉(zhuǎn)向輥19引導(dǎo)以一定的帶速度運(yùn)動(dòng)的鋼帶，并將其導(dǎo)入熔化裝置5中并再?gòu)娜刍b置 導(dǎo)入到冷卻裝置3中。正如在圖2中示出的那樣，運(yùn)動(dòng)的鋼帶基本在垂直方向上從上至下地 在熔化裝置5和冷卻裝置3之間運(yùn)動(dòng)。熔化裝置5是具有至少一個(gè)感應(yīng)線圈2的感應(yīng)爐。 該感應(yīng)爐也可以包括多個(gè)、在帶運(yùn)動(dòng)方向上順次連續(xù)布置的感應(yīng)線圈或者說(shuō)感應(yīng)器。以下 將由此出發(fā)，即感應(yīng)爐僅包含一個(gè)感應(yīng)線圈2。利用交流電流、優(yōu)選地利用高頻范圍（50kHz 至30MHz)內(nèi)的交流電流加載該感應(yīng)線圈2,并且有涂層的鋼帶1以帶速度（vB)運(yùn)動(dòng)穿過該 感應(yīng)線圈2。由此在有涂層的鋼帶中通過感應(yīng)引起渦流電流，該渦流電流對(duì)有涂層的鋼帶進(jìn) 行加熱。為了熔化涂覆在鋼帶上的涂層，在感應(yīng)爐中將有涂層的鋼帶加熱至高于涂層材料 的熔化溫度（T s，在錫的情況下其為232°C)的溫度。在此所達(dá)到的最大溫度被稱為最大溫 度（峰值金屬溫度：PMT，peak metal temperature)。已表明的是，為了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的 精制方法，最大溫度優(yōu)選地高于310°C，并且優(yōu)選地在320°C和350°C之間的范圍內(nèi)。最大溫 度能夠通過感應(yīng)線圈2的功率來(lái)控制。通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)入有涂層的鋼帶的 上表面中的進(jìn)入深度能夠通過用加載感應(yīng)線圈2的電磁交流電流的頻率來(lái)控制。感應(yīng)線圈 2的、實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的精制方法所需的功率在1500至2500kW的范圍內(nèi)。
[0029] 利用感應(yīng)爐能夠以600K/S和1300K/S之間的加熱率將有涂層的鋼帶加熱至高于 涂層材料的熔化溫度Ts的溫度。適宜地將感應(yīng)爐的加熱率設(shè)置在900K/S和llOOK/s之間.
[0030] 熔化裝置5(感應(yīng)爐）或者說(shuō)感應(yīng)線圈2在帶運(yùn)動(dòng)方向上在線圈入口 2a和線圈出 口 2b之間在長(zhǎng)度L上延伸，長(zhǎng)度適宜地在2至3m的范圍內(nèi)。該長(zhǎng)度L是有效的加熱區(qū)，在 加熱裝置5中，有涂層的鋼帶是在該加熱區(qū)內(nèi)加熱的。
[0031] 在帶運(yùn)動(dòng)方向上并且與熔化裝置5相隔一定距離地將冷卻裝置3連接在熔化裝置 5上。在這里以附圖示出的實(shí)施例中，冷卻裝置3包括以冷卻液填充的淬火槽6。在該淬火 槽6中布置了另一個(gè)轉(zhuǎn)向輥19,通過該轉(zhuǎn)向輥將經(jīng)過淬火的鋼帶從冷卻裝置3中導(dǎo)出。冷 卻液的液體平面在圖2中用參考標(biāo)號(hào)7表示。在線圈出口 2b和液體平面7之間的這段距 離中，熔化了的涂層在熔化裝置5和冷卻裝置3之間通過熱傳導(dǎo)和對(duì)流來(lái)稍微冷卻。然而， 由于涂層在熔化裝置5中已經(jīng)被加熱至遠(yuǎn)高于熔化溫度T s的溫度，因此熔化了的涂層在其 從熔化裝置5至冷卻裝置3之間的路徑上仍處在熔化狀態(tài)下。經(jīng)過在線圈出口 2b和液體 平面7之間在鋼帶上預(yù)設(shè)的點(diǎn)所需的時(shí)長(zhǎng)是由線圈出口 2b和液體平面7之間的距離D以 及帶速度（vB)決定的，并且計(jì)算出tH = D/VB。該時(shí)間段tH在后面被稱為保持時(shí)間。
[0032] 當(dāng)鋼帶浸入冷卻液中時(shí)，對(duì)在熔化裝置5中加熱的鋼帶進(jìn)行迅速淬火，使其溫度 降至冷卻液的溫度，該溫度通常在室溫的范圍內(nèi)。通過將涂層熔化并迅速淬火，有涂層的鋼 帶會(huì)形成閃閃發(fā)光的上表面。此外，涂在剛帶上的涂層的粘附性也通過熔化和迅速淬火而 得到提1?。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在提出，總的熔化裝置5或者至少布置在其中的感應(yīng)線圈2是能夠 相對(duì)于冷卻裝置3移動(dòng)的，以便能夠?qū)⒕€圈出口 2和冷卻裝置3的入口、特別是液體平面7 之間的距離D設(shè)置成所期望的且適合于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的值。為此，正如在圖3中 示出的那樣，將總的熔化裝置5或至少其感應(yīng)線圈2可運(yùn)動(dòng)地布置在框式支架8中。適宜 地將總的熔化裝置5這樣布置在框式支架8上，即它能夠在帶運(yùn)動(dòng)方向上無(wú)級(jí)地移動(dòng)。在 使用具有感應(yīng)線圈串聯(lián)組（由多個(gè)在帶運(yùn)動(dòng)方向上適宜地順次連續(xù)布置的感應(yīng)線圈構(gòu)成） 的熔化裝置5時(shí)，優(yōu)選地至少將從帶運(yùn)動(dòng)方向上來(lái)看處在最末尾的感應(yīng)線圈（即與冷卻裝 置3相鄰的感應(yīng)線圈）設(shè)計(jì)為在帶運(yùn)動(dòng)方向上是可移動(dòng)的，以便能夠?qū)⑵涞较噜彽睦鋮s裝 置3的距離設(shè)置成合適的值。在此，熔化裝置5和感應(yīng)線圈串聯(lián)組的（最末尾的）線圈之 間的適當(dāng)?shù)木嚯x這樣確定，即涂層因此正好在其整個(gè)厚度上熔化直至鋼帶的邊界層為止， 而不會(huì)在此（通過電磁感應(yīng)）將多余的能量帶入涂層中。
[0034] 在圖3中示出了框式支架8和布置在其上的熔化裝置5 (感應(yīng)爐）。在此，熔化裝 置5包括殼體9,感應(yīng)線圈2布置在該殼體中。殼體9在框式支架8上通過滑軌可運(yùn)動(dòng)地在 上端部位置2c和下端部位置2d之間可移動(dòng)地布置?？蚣?的移動(dòng)適宜地通過發(fā)動(dòng)機(jī)式的 驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行。
[0035] 利用該裝置現(xiàn)在能夠使從涂層熔化后直至將熔化了的涂層在冷卻裝置3中淬火 的保持時(shí)間與其余的過程參數(shù)、例如最大溫度、帶速度和在涂覆裝置4中涂上的涂層的厚 度相匹配。通過這種方式能夠這樣設(shè)置所述的過程參數(shù)和保持時(shí)間，即：使涂層在定義的條 件下熔化。特別是能夠使涂層（正好）在其整個(gè)厚度上熔化直至鋼帶的邊界層為止。已表 明的是，熔化至與鋼帶的邊界層是非常有利的，因?yàn)樵诖诉@在涂層與鋼帶之間的邊界層上 形成相比于涂層的厚度較薄的且同時(shí)非常緊密的合金層。該合金層由鋼帶中的鐵原子和涂 層材料中的原子構(gòu)成（也就是說(shuō)，例如當(dāng)涂層為錫涂層時(shí)，即由錫和鐵原子構(gòu)成，化學(xué)式為 FeSn2)。該合金中間層的形成對(duì)有涂層的鋼帶的特性有極大的影響。特別是合金層的形成 能夠提高經(jīng)過涂覆的鋼帶的耐蝕性并改進(jìn)涂層在鋼帶上的粘附性。
[0036] 通過比較試驗(yàn)?zāi)軌虼_定，特別是當(dāng)最大溫度高于310°C時(shí)，利用根據(jù)本發(fā)明的精制 方法能夠形成特別穩(wěn)定且緊密的合金層。通過測(cè)量ATC值能夠確定，該合金層與實(shí)施傳統(tǒng) 方法時(shí)形成的中間層相比孔特別地少并且因此是緊密的。該具有較少細(xì)孔的緊密的合金層 會(huì)導(dǎo)致改進(jìn)有涂層的鋼帶的耐蝕性。
[〇〇37] 為了實(shí)現(xiàn)比較的目的，將根據(jù)傳統(tǒng)方法制造的白鐵皮與利用根據(jù)本發(fā)明的方法精 制而成的白鐵皮進(jìn)行比較。為此將涂覆有2. 0至8. 6g/m2的錫鍍層的白鐵皮根據(jù)本發(fā)明 來(lái)進(jìn)行處理，其中，在實(shí)施例中，在感應(yīng)式熔化涂層時(shí)，設(shè)置加熱率為963°C /s且最大溫度 (PMT)為330°C。可運(yùn)動(dòng)的熔化裝置到冷卻裝置的距離設(shè)置為D = 3. 9m并且鋼帶以700m/ min的帶速度運(yùn)動(dòng)穿過鋼帶鍍錫設(shè)備。在此產(chǎn)生厚度等同于0.8g/m2的涂層的合金層。利 用標(biāo)準(zhǔn)化的ATC方法對(duì)這樣制造的白鐵皮進(jìn)行其耐蝕性方面的檢測(cè)，并將其與傳統(tǒng)制造的 白鐵皮進(jìn)行比較。傳統(tǒng)制造的白鐵皮的具有典型為〇. 12 μ A/cm2或更高的ATC值（"Alloy Tin Couple"值）。而根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理的白鐵皮相反地則具有小得多的ATC值，即ATC 值小于0. 08 μ A/cm2。甚至能夠利用根據(jù)本發(fā)明的精制方法制造尚僅具有0. 04 μ A/cm2的 ATC值的白鐵皮。通過比較試驗(yàn)?zāi)軌虼_定，特別是當(dāng)最大溫度（PMT)高于310°C時(shí)，便能夠 實(shí)現(xiàn)這樣低的ATC值。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于精制鋼帶（1)或鋼板上的金屬涂層的方法，其中，通過借助于至少一個(gè)感 應(yīng)線圈（2)將所述涂層感應(yīng)式加熱至高于所述涂層的材料的熔化溫度（T s)的最大溫度 (PMT)而使所述涂層熔化，并隨后在冷卻裝置（3)中使所述涂層冷卻至低于所述熔化溫度 的淬火溫度（TA)，其特征在于，所述涂層在保持時(shí)間（t h)持續(xù)期間保持在高于所述熔化溫 度（Ts)的溫度上，并且通過將所述感應(yīng)線圈（2)中的至少一個(gè)感應(yīng)線圈相對(duì)于所述冷卻裝 置（3)移動(dòng)而使所述保持時(shí)間（t h)與所述最大溫度（PMT)和所述涂層的厚度相匹配，以使 所述涂層完全在所述涂層的整個(gè)厚度上熔化直至所述鋼帶的邊界層為止。
2. -種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的方法，其特征在于，所述最大溫度高于 310°C，并且所述涂層完全在所述涂層的所述整個(gè)厚度上熔化直至所述鋼帶的邊界層為止。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述最大溫度（PMT)在310°C和360°C 之間，并且優(yōu)選地在320°C和350°C之間。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述感應(yīng)式加熱的加熱率在 600K/s和1300K/s之間，并且優(yōu)選地在900K/s和llOOK/s之間。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，有涂層的所述鋼帶（1)以帶 速度（VB)相對(duì)于所述感應(yīng)線圈⑵運(yùn)動(dòng)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，能夠無(wú)級(jí)地調(diào)整所述感應(yīng)線 圈（2)到所述冷卻裝置（3)的距離，以便將所述保持時(shí)間（t h)設(shè)置成期望值。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述保持時(shí)間（th)在0. Is和
1. 〇s之間，并且優(yōu)選地在0. 2s和0. 3s之間。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述涂層和所述鋼帶之間 的邊界層上形成薄的合金層，所述合金層基本上由鐵原子和涂層材料的原子的構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述合金層薄于1. 3g/m2,并且優(yōu)選地薄 于 1. Og/m2。
10. -種用于將金屬涂層涂覆在鋼帶上的裝置、特別是鋼帶鍍錫設(shè)備，在所述裝置中， 連續(xù)的鋼帶（1)以帶速度（V B)在帶運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)并在涂覆裝置（4)中電解地設(shè)有金屬 涂層，其中，在帶運(yùn)動(dòng)方向上在所述涂覆裝置（4)后面布置有熔化裝置（5)，在所述熔化裝 置中，所述涂層通過將所述涂層感應(yīng)加熱至高于所述涂層的材料的熔化溫度（T s)的最大溫 度（PMT)而熔化，并且冷卻裝置（3)布置在所述熔化裝置（5)的后面，有涂層的所述鋼帶 (1)在所述冷卻裝置中淬火至低于所述熔化溫度的淬火溫度（TA)，其特征在于，所述熔化裝 置（5)能夠相對(duì)于所述冷卻裝置（3)移動(dòng)，以便設(shè)定所述熔化裝置（5)和所述冷卻裝置（3) 之間在帶運(yùn)動(dòng)方向上的距離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述熔化裝置（5)包含至少一個(gè)在帶運(yùn) 動(dòng)方向上能運(yùn)動(dòng)地布置的感應(yīng)線圈（2)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述熔化裝置（5)包含多個(gè)在所述帶運(yùn) 動(dòng)方向上順次連續(xù)布置的感應(yīng)線圈，其中，至少最后一個(gè)感應(yīng)線圈、即最靠近所述冷卻裝置 (3)的感應(yīng)線圈能夠關(guān)于所述冷卻裝置（3)移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置（3)包括用冷卻液填充的 淬火槽（6)。
【文檔編號(hào)】C23C2/28GK104066859SQ201380006307
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】迪爾克·馬圖舍克, 賴納·紹爾, 赫爾穆特·奧伯霍費(fèi)爾, 賴納·托馬斯, 馬庫(kù)斯·奧珀 申請(qǐng)人:蒂森克虜拉塞斯坦有限公司