專利名稱：制造帶電解涂層的熱軋鋼帶的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造電鍍熱軋鋼帶的方法和設備。
在制造鋼制品的過程中，通常在成品上涂覆涂層。其主要目的是使產品防腐。含有鋅或鋅合金的涂層是防腐涂層領域中使用最廣泛的，但是，在襯板領域(packing plate sector)也經常使用含錫或鉻的涂層。
在鋼帶連續(xù)鍍覆中，兩種方法是很重要的熱浸鍍；和電鍍。
在這兩種方法中，所用初始原料是冷軋鋼帶。這種冷軋鋼帶是用較厚的(通常為1.5-5毫米)熱軋鋼板在冷軋機中加工的，其中將其軋至0.3-2毫米的最終厚度。
在冷軋該熱軋鋼板之前，需去除在熱軋過程中析出的氧化皮(由各種鐵的氧化物組成、厚度為5-20微米的表面層)。通常是在無機酸如硫酸或鹽酸中分解該層。該過程稱作酸洗，并且在分批或連續(xù)的酸洗設備中進行。例如在AT399,517中公開了一種這樣的方法。
其目的是將制造鋼帶中的各個單獨的工藝步驟結合，以節(jié)約設備成本并提高產品質量。例如，現有技術的狀況是將酸洗和冷軋工藝結合在一起。
DE-PS19606305 C1(Mannesmann)公開了另一種在一個設備中進行熱軋和酸洗的裝置。在所述的冷軋過程中，材料變硬，并且該效果必須在隨后的退火過程中消除(reversed)。退火在罩式爐中分批地進行或者在貫通式爐中連續(xù)進行。在熱浸鍍鋅中，將退火和鍍覆工藝結合在一個帶處理設備中進行，其中首先進行退火工藝，然后在另一步驟中通過浸入熔融鋅中用鋅層鍍覆鋼帶。
將鋅和其他金屬沉積在鋼帶上的另一方法是電鍍。在這種情況下，將鋼帶、通常為已退火的冷軋鋼帶拉過含有溶解的金屬離子的電解槽。該鋼帶通過合適的方式與整流器的負極(陰極)聯(lián)接，同時與整流器正極聯(lián)接的金屬陽極與該鋼帶對置放置。通過在兩極施加電流，金屬離子以金屬的形式沉積在鋼帶上。
例如在AT373,922中公開了這種工藝。在EP580,730(SIKEL)中公開了另一種不同的工藝，這種工藝特別適合由氯化物電極沉積鋅合金，因為陽極區(qū)域由隔膜與陰極隔膜隔離。
在近幾年中，熱軋鋼帶的制造工藝有了顯著發(fā)展，并且可直接在熱軋工藝中制得越來越薄的鋼帶。結果，熱軋鋼帶可用于很多先前需加工成冷軋鋼帶的應用場合。但是，這也意味著必須在熱軋鋼帶上涂覆防腐層。因此JP91258210建議以干式方式使熱軋鋼帶去除氧化皮，然后將其進行熱浸鍍處理。但是，該工藝具有某些缺點，因為干式去除氧化皮工藝是昂貴的，并且因為不再存在任何結合退火和熱浸鍍工藝的結合點，(這對于冷軋鋼帶是一個優(yōu)點)，這是由于無需對熱軋鋼帶退火。
因此，本發(fā)明的特征在于將熱軋鋼帶連續(xù)地供入全部在一條生產線中的化學酰洗區(qū)以及隨后的裝配電解槽的涂覆區(qū)。
本發(fā)明一種有利的形態(tài)的特征在于使鋼帶在酸洗和電鍍之間進行漂洗。
本發(fā)明構造的優(yōu)越特征在于將鹽酸用作酸洗劑，將氯化物電解質作為涂覆劑，但是硫酸也可用作酸洗劑，硫酸鹽電解質也可作為涂覆劑。
本發(fā)明的再一有利形態(tài)的特征在于在酸洗過程中形成的含鐵溶液被用作涂覆劑。
本發(fā)明構造的優(yōu)越特征在于從電解槽中排出的溶液至少在酸洗工藝的一個步驟中用作酸洗溶液。
本發(fā)明還涉及用于制造電鍍的熱軋鋼帶的裝置。其特征在于化學酸洗區(qū)和含有電解槽的涂覆區(qū)結合在一條生產線中，其中化學酸洗區(qū)可由漂洗區(qū)與電解槽分離。
本方法的優(yōu)點是，這兩種工藝可以在50-90℃較低的溫度的水溶液中進行。結果，無需將全部鋼帶加熱至300-500℃，這可顯著節(jié)約能源。在常規(guī)的制造電鍍涂覆鋼帶的方法中，總是需要在酸中快速酸洗鋼帶作為預處理，主要是保證涂層可較好地粘附在基材上。另外，常規(guī)技術需要去油污，因為在中間步驟過程中需要將鋼帶涂油以防止任何可能的腐蝕。在本發(fā)明的方法中，這些工藝步驟也可省略，因為酸洗和涂覆是緊接著進行的(可能由漂洗區(qū)分離)。結果節(jié)約了化學試劑并減少了所產生的排出物的量。在酸洗過程中形成的硫酸鐵或氯化鐵溶液(無論如何，在經過如在AT400,042中所述的清洗步驟之后)可部分地用作用于沉積合金涂層如鋅-鐵合金涂層的電解質的鐵源。在氯化物電解質中涂覆這種涂層的工藝例如公開在AT397,663中。
下面基于


本發(fā)明，該

了本發(fā)明的設備。
將未處理的熱軋鋼帶1送入例如包括兩個酸洗槽3和4的化學酸洗區(qū)2。在鋼帶出口處將新酸液5加入酸洗區(qū)2中。此處所示的酸洗工藝使用一種酸洗試劑，但是，在每個酸洗槽3和4中均可使用不同的酸。用過的酸6在鋼帶入口處排出，并進入酸清洗步驟7。可將廢酸液8帶入酸再生裝置，從而可作為新酸而重新加至酸槽中。在化學酸洗2之后，將鋼帶在漂洗區(qū)9清洗以去除粘于其上的酸，并且之后立即送入電鍍槽10中進行鍍覆，之后，鍍覆的鋼帶11離開該設備并且例如卷成盤卷。
電解質12由制備電解質的溶解區(qū)13提供。在酸洗過程中產生的硫酸鐵或氯化鐵溶液14在經過酸清洗步驟7之后可在此使用并與鋅15一起加入。
實施例在用于電鍍金屬帶的實驗設備中，主要包括下列裝置開卷機，脫脂裝置，酸洗設備，鍍鋅槽，漂洗區(qū)，干燥機，繞卷機使用薄、去氧化皮的熱軋鋼帶，鋼帶寬度300毫米，厚度1毫米。不使用脫脂裝置。
試驗1在酸洗區(qū)用溫度為90℃的含有20％硫酸的硫酸溶液處理熱軋鋼帶。在酸洗區(qū)端部，用水漂洗鋼帶。垂直排布的電鍍槽裝配有涂有IrO2的不溶性鈦陽極。電解槽含有硫酸鋅電解質，PH值為1.5，溫度為55℃。4個陽極(2個位于鋼帶的上部，2個位于鋼帶的下部)中的每一個均通入3000A。
在30米/分鐘的帶速下，涂覆約2微米的鋅層。在離開電解槽之后，用水漂洗鋼帶然后干燥。該產品得到均勻的且銀色的光澤表面。
在隨后的試驗中，表明涂層很好地粘附在表面上。
試驗2在該試驗中，用溫度為80℃的濃度16％的鹽酸溶液酸洗鋼帶。鋼帶不經任何漂洗即進行電鍍鋅。這些電鍍槽裝有可溶性的帶狀鋅陽極。電解質是PH值為3的氯化鋅溶液。盡管具有約5g/l的鐵含量，仍沉積純鋅層。表面甚至比由硫酸鹽電解質形成的涂層還亮。檢測該涂層的粘附性很好。金相觀察也表明酸洗處理是完全的，未檢測到殘余的氧化皮。
試驗3在本試驗中，酸洗區(qū)使用鹽酸，并且大約含有100g/l Fe、60g/l HCl，總氯化物190g/l，將來自酸洗區(qū)的溶液泵入含有粒狀鋅的溶解區(qū)。
在溶解處理之后，殘余的鹽酸在分解鋅中消耗掉。所提供的溶液具有下列成分100g/l Fe、54g/l Zn、氯化物190g/l。該溶液在電鍍區(qū)用作電解質。該電解槽裝有不溶性的陽極和隔膜。通過施加電流，在鋼帶上沉積鋅和鐵的層。分析得出該層中鐵的含量為11-13％。
在試驗的后期，將取自電鍍槽中的溶液供入酸洗區(qū)。這表明在電鍍鋅區(qū)形成的游離酸可用于溶解氧化皮。
權利要求
1.用于制造電鍍涂層的熱軋鋼帶的方法，其特征在于將熱軋鋼帶連續(xù)地送入全部在一條生產線中的化學酸洗區(qū)及然后的具有電解槽的涂覆區(qū)。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于鋼帶在酸洗和電鍍之間進行漂洗。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于鹽酸被用作酸洗劑，氯化物電解質作為涂覆劑。
4.根據權利要求1或2的方法，其特征在于硫酸用作酸洗劑，硫酸鹽電解質作為涂覆劑。
5.根據權利要求1-4的任一方法，其特征在于將在酸洗過程中形成的含鐵溶液用作涂覆劑。
6.根據權利要求1-5的任一方法，其特征在于從電解槽排出的溶液至少在酸洗工藝的一個步驟中用作酸洗溶液。
7.用于制造電鍍的熱軋鋼帶的設備，其特征在于化學酸洗區(qū)(2)和含有電解槽(10)的涂覆區(qū)結合在一條生產線中。
8.根據權利要求7的設備，其特征在于化學酸洗區(qū)(2)由漂洗區(qū)與電解槽(10)分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造電鍍涂層的熱軋鋼帶的設備和方法。其主要特征在于化學酸洗區(qū)(2)與具有電解槽(10)的涂覆區(qū)結合在一條生產線中。
文檔編號C25D7/06GK1251394SQ99119109
公開日2000年4月26日 申請日期1999年7月30日 優(yōu)先權日1998年7月31日
發(fā)明者W·卡納 申請人:安德里茨-專利管理有限公司