BRPI0607715B1

BRPI0607715B1 - "equipamento para produção de tira de aço laminada a quente revestida por imersão a quente".

Info

Publication number: BRPI0607715B1
Application number: BRPI0607715-3B1A
Authority: BR
Inventors: Makoto Katube; Masayuki Miyake
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2014-12-16
Also published as: CN101994073B; BRPI0607715A2; CN101994073A; JPWO2006106999A1; US20080283157A1; WO2006106999A1; CN101155935B; JP4619404B2; CN101155935A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção "EQUIPAMENTO PARA PRODUÇÃO DE TIRA DE AÇO LAMINADA A QUENTE REVESTI- DA POR IMERSÃO A QUENTE".

Campo Técnico A presente invenção refere-se a um equipamento para a produ- ção tira de aço laminada a quente com revestimento por imersão a quente.

Descreve-se ainda o processo de produção mediante lingotamento contínuo de placas finas, laminação a quente e revestimento por imersão a quente. Técnica Anterior Em anos recentes, devido à necessidade de economizar energia e cortar custos, a tecnologia para produção de chapas de aço usando o pro- cesso de lingotamento contínuo de placas finas (processo de lingotamento de placas finas) tal como descrito na Publicação de patente Japonesa (A) ns 2-197358 passou a estar sob os refletores no mundo. Esse processo de lin- gotamento contínuo de placas finas é caracterizado pelo ponto da tira fina ser diretamente enviada do processo de lingotamento contínuo para o pro- cesso de laminação. Por esta razão, comparado com a máquina de lingota- mento contínuo convencional que requer resfriamento da placa de aço, de- tecção de defeito, remoção de defeito, aquecimento, e numerosos outros processos entre o lingotamento contínuo e o processo de laminação, a efici- ência de energia é extremamente boa e os custos de capital podem ser mantidos baixos. Além disso, o fato de que essa máquina de lingotamento contínuo de placas finas pode ser utilizada juntamente com fornos elétricos que usam sucata como matéria-prima é outra razão principal pela qual está sendo dada esta atenção.

Entretanto, há o problema de que a tira de aço laminada a quen- te produzida pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas é mais difícil de melhorar quanto à qualidade de superfície comparada com a tira de aço laminada a quente produzida pela máquina convencional de lingotamen- to contínuo. Por esta razão, até recentemente, o processo de lingotamento contínuo de placas finas não teve seu uso amplamente difundido. Além dis- so, há muito pouca informação sobre as tiras de aço laminadas a quente produzidas pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas. Quando se galvaniza por imersão a quente essa tira de aço laminada a quente, o método usado para tiras de aço laminadas a quente obtidas pela máquina de lingotamento contínuo convencional foi usado no estado.

Como método para galvanização por imersão a quente de tiras de aço laminadas a quente, em geral é usado um "método de forno não-oxidante".

Com esse método, a tira de aço laminada a quente é passada continuamen- te através de um forno não-oxidante, forno de redução (forno de recozimen- to), e forno de resfriamento para aquecê-la até uma alta temperatura e oxi- dá-la e reduzi-la. Oxidando-se a tira de aço laminada a quente no forno não- oxidante, e então reduzindo-a no forno de redução dessa forma, uma cama- da de Fe pode ser formada na superfície da tira de aço laminada a quente. O

FeO ou outra película de oxido na superfície da tira de aço laminada a quen- te é resistente à aderência pelo fundido quente, então removê-la da superfí- cie da tira de aço laminada a quente tem o efeito de melhorar a capacidade de umedecimento do revestimento para imersão a quente.

Tal equipamento convencional de imersão a quente é projetado principalmente para o propósito de processar chapas de aço laminadas a frio, então a taxa de elevação da temperatura na zona de aquecimento foi de cerca de 10°C/s a 20°C/s na faixa. Além disso, quando se usa esse equipa- mento de imersão a quente para revestir a tira de aço laminada a quente, uma vez que o aço em geral não precisa de recozimento de recristalização, a temperatura máxima no momento do recozimento foi geralmente ajustado para 640°C a 660°C ou algo assim.

Note que, como outro método, "o método de fluxo" é também conhecido. Com esse método, a superfície da tira de aço laminada a quente é revestida com um fluxo de cloreto de zinco, cloreto de amônio, etc. para ativar a superfície da tira de aço laminada a quente e melhorar a capacidade de umedecimento para a imersão a quente. Entretanto, esse método não é geralmente usado para a produção de tiras de aço laminadas a quente em vista da dificuldade da produção contínua e da adesão do revestimento.

Se a tira de aço laminada a quente produzida usando o processo de lingotamento contínuo de placas finas for galvanizada por imersão a quente pelo método de produção de tiras de aço laminadas a quente usando o acima mencionado "equipamento de revestimento do tipo forno não- oxidante", defeitos de não-revestimento são formados na superfície da tira de aço galvanizada por imersão a quente. Acredita-se que isto seja parcial- mente devido à adição de Ca específico para o processo de lingotamento contínuo de placas finas.

Uma máquina de lingotamento contínuo de placas finas tem um molde de lingotamento muito mais estreito que uma máquina de lingotamen- to contínuo convencional e tem também um bocal de injeção de uma estrutu- ra especial, então a alumina facilmente entope o bocal. Portanto, para evitar isto, em uma máquina de lingotamento contínuo de placas finas, o Ca é adi- cionado à panela para diminuir o ponto de fusão da alumina.

Nesse processo de lingotamento contínuo de placas finas, uma placa lingotada com uma espessura de 50 mm a 80 mm é enviada direta- mente para o processo de laminação enquanto é mantida a uma alta tempe- ratura e laminada. Esse laminador de laminação a quente é um laminador de tiras a quente correspondente à máquina de laminação final de um processo convencional de laminação a quente e lamina a placa até uma espessura de 1,2 mm a 4 mm ou algo assim para produzir a tira de aço laminada a quente.

Nesse caso, para manter a placa fina quente, é usado um forno túnel com um longo tempo de residência, de forma que uma grande quantidade de ca- repa é formada na superfície da placa antes da laminação. O Ca adicionado conforme explicado acima e que permanece na placa fina oxida na carepa e permanece na forma de CaO. Como resultado, o oxido CaO formado por essa adição de Ca provoca irregularidades e covas na película de óxido na superfície da tira de aço laminada a quente quando oxidada no forno não-oxidante no processo de revestimento, provoca degra- dação parcial na capacidade de umedecimento do revestimento com a gal- vanização por imersão a quente, e provoca defeitos no revestimento.

Além disso, a tira de aço laminada a quente produzida usando o processo de lingotamento contínuo de placas finas apresenta uma quantida- de maior de fuligem em comparação a uma máquina convencional de lingo- tamento contínuo. Isto se dá porque com o processo de lingotamento contí- nuo, a placa fina de aço é enviada diretamente para o processo de lamina- ção e laminada enquanto é mantida a alta temperatura, então o FeaC e o C permanecem facilmente na superfície da tira de aço no estado separado. Se muitos desses Fe3C, etc. permanecerem na superfície da tira de aço lamina- da a quente, quando oxidada no forno não-oxidante, o C reage com o oxigê- nio, a formação de uma película de oxido de Fe é parcialmente atrasada, e são formadas irregularidades e covas na película de oxido. Essas irregulari- dades e covas são consideradas como redutores da capacidade de umede- cimento do revestimento com zinco e causa defeitos no revestimento.

Além disso, aprendeu-se que se a tira de aço laminada a quente produzida usando-se o processo de lingotamento contínuo de placa fina for produzida por uma linha convencional de imersão a quente, ocorrerão fen- das na bobina. Em particular, fendas de bobina notáveis similares a "pregas" ocorrem com tiras de aço laminadas a quente de 2 mm de espessura ou mais. A razão é que se forem produzidas por uma linha convencional de i- mersão a quente, o limite de elasticidade cai mais do que o necessário na etapa de aquecimento e recozimento, então em particular se for processada uma tira de aço laminada a quente de bitola grossa com uma espessura de 2 mm ou mais, ocorrem fendas na bobina na linha de processamento após o revestimento.

Para evitar as fendas de bobina, no passado foram propostas a tecnologia de aquecer a tira de aço laminada a quente após o revestimento para ajustar o limite de elasticidade e a tecnologia de aumentar o diâmetro do cilindro da linha de processamento após o revestimento para reduzir a tensão de dobramento, mas a tecnologia anterior é complicada na operação.

Esta última tecnologia requer precisão de processamento do perfil do cilindro etc. para produzir cilindros de grandes diâmetros e, portanto, uma tecnologia sofisticada e equipamentos de processamento, então, como resultado, exi- gem custos de produção consideravelmente altos dos cilindros.

Descrição da Invenção A presente invenção foi feita em consideração dos problemas acima e fornece em particular meios para evitar defeitos de não revestimento formados em uma superfície revestida quando se reveste por imersão a quente a tira de aço laminada a quente produzida pelo processo de lingota- mento contínuo de placas finas.

Para resolver os problemas acima, de acordo com a presente invenção, é fornecido um método de produção de tira de aço laminada a quente por imersão a quente caracterizada pela produção da tira de aço pelo lingota- mento por um processo de lingotamento contínuo de placas finas e laminação a quente, a mencionada tira contendo, em % em massa, C: 0,03% ou mais, Si: 0,02% ou mais, Mn: 0,15% ou mais, e Ca: 0,001% ou mais, aquecendo a mesma até uma temperatura máxima de pico da tira de aço de 550°C até menos de 650°C a uma taxa de elevação de temperatura de 25°C/s ou mais por 15 segundos ou mais para oxidação, aquecendo-se a tira até uma tem- peratura máxima de pico da tira de aço de 700°C a 760°C de forma que o tempo em que a temperatura da tira de aço for 570°C ou mais seja de 25 segundos a 45 segundos para redução, e então imergindo-a a quente.

Note que, no método de produção de tiras de aço laminadas a quente por imersão a quente, a imersão a quente pode ser tornada galvani- zação por imersão a quente.

Além disso, de acordo com a presente invenção, é fornecido um equipamento para produção de tira de aço laminada a quente por imersão a quente cuja tira de aço imersa a quente produzida pelo lingotamento pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas por laminação a quente, cujo equipamento para produção de tira de aço laminada a quente por imer- são a quente é caracterizado por ter um forno usado para oxidação e um forno usado para redução e por uma razão de comprimento entre o forno usado para oxidação e o forno usado para redução ao longo de uma direção de transporte da tira de aço laminada a quente sendo 0,5 a 0,9.

Note que, no equipamento para produção de tira de aço lamina- da a quente por imersão a quente, a tira de aço pode passar através do for- no usado para oxidação em um tempo de 15 segundos a 25 segundos.

De acordo com a presente invenção, é possível evitar defeitos de não-revestimento formados na superfície revestida quando se imerge a quente tiras de aço laminadas a quente produzidas pelo processo de lingo- tamento contínuo de placas finas. Além disso, é também possível executar a imersão a quente sem fratura de bobina.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista da configuração de um equipamento ade- quado de produção de tira de aço laminada a quente galvanizada por imer- são a quente conforme a presente invenção. A figura 2 é uma vista explicando as mudanças de temperatura em um forno não-oxidante e um forno de recozimento de um equipamento adequado de produção de tira de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente conforme a presente invenção. A figura 3 apresenta uma vista antes e depois da oxidação da tira de aço laminada a quente produzida pelo processo de lingotamento con- tínuo de placas finas: (a) mostra a tira de aço laminada a quente antes da oxidação, (b) mostra a tira de aço laminada a quente após a oxidação pela presente invenção, e (c) mostra a tira de aço laminada a quente após a oxi- dação pela técnica anterior. A figura 4 apresenta vistas da tira de aço laminada a quente oxi- dada em um forno não-oxidante antes e após a redução: (d) mostra a tira de aço laminada a quente antes da redução, (e) mostra a tira de aço laminada a quente reduzida com excesso de carência, (f) mostra a tira de aço laminada a quente que é insuficientemente reduzida, e (g) mostra a tira de aço lami- nada a quente que é excessivamente reduzida. A figura 5 é uma vista da configuração de um equipamento de lavagem em frente ao equipamento de imersão a quente.

Melhor Forma de Execução da Invenção Abaixo, configurações preferidas da presente invenção serão explicadas em relação aos desenhos. Note que nesta descrição e nos dese- nhos, aos elementos que tenham as mesmas configurações funcionais são atribuídos os mesmos numerais de referência.

Na presente invenção, como tira de aço de imersão a quente produzida pelo método de produção de tiras de aço de galvanização por imer- são a quente, as tiras de aço galvanizadas por imersão a quente SGHC, SGH340, SGH400, SGH440, SGH540, etc. definidas pela JIS G 3302 estão cobertas. É usada a tira de aço laminada a quente produzida pelo lingota- mento e laminação de um aço contendo, em % em massa, C: 0,03% ou mais, Si: 0,02% ou mais, Mn: 0,15% ou mais, e Ca: 0,001% ou mais pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas.

Se o teor de Ca for menor que 0,001 %, algumas vezes não pode ser evitado o entupimento do bocal, então pelo menos aquela quantidade de Ca está contida. O Ca é geralmente adicionado no processo de produção de aço pela adição de CaAI, CaSi, FeCa, ou Ca metálico ao aço fundido após a desoxidação. A figura 1 é uma vista da configuração de um equipamento ade- quado para produção 1 de tira de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente conforme a presente invenção. Esse equipamento para produção de tira de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quen- te é compreendido de um carretei de alimentação 10 servindo como ponto de partida da linha de processo de galvanização por imersão a quente, um carretei de bobinamento 11 servindo como ponto final, um forno de preaque- cimento (não mostrado) arranjado entre os carretéis 10, 11, um forno não- oxidante 12, um forno de recozimento 15, incluindo uma zona de redução 13 e uma zona de resfriamento 14, um tanque de galvanização por imersão a quente 16, um equipamento de secagem 17, e um forno de resfriamento 18. O carretei de alimentação 10 é um carretei no qual é bobinada a tira de aço laminada a quente produzida pelo lingotamento do aço contendo, em % em massa, C: 0,03% ou mais, Si: 0,02% ou mais, Mn: 0,15% ou mais, e Ca: 0,001% ou mais pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas, e então laminando a mesma sem diminuir a temperatura. O forno não-oxidante 12 é conhecido como um forno para oxida- ção "leve" da tira de aço laminada a quente alimentada pelo carretei de alimen- tação e tem comprimento na direção do transporte da tira de aço de, por exem- pio, 15 m a 25 m. No caso dessa configuração, a taxa de processamento é de 120 m/min, de forma que o tempo de oxidação da tira de aço laminada a quente no forno não-oxidante 12 seja de 7 segundos a 12 segundos. A razão combustível-ar no forno não-oxidante 12 é ajustada para 0,9 a 0,98 ou simi- lar. Além disso, o comprimento na direção do transporte no forno não- oxidante 12 mais no forno de preaquecimento é ajustado, por exemplo, para 30 m a 50 m. O tempo total de oxidação (tempo de passagem) no forno não- oxidante 12 e no forno de preaquecimento seja de 15 segundos a 25 segun- dos. O forno de recozimento 15 arranjado imediatamente após o for- no não-oxidante 12 é compreendido da zona de redução 13 para reduzir a tira de aço laminada a quente oxidada e da zona de resfriamento 14 para resfriar a tira de aço laminada a quente e tem um comprimento na direção do transporte de, por exemplo, 70 m a 100 m. No caso dessa configuração, a taxa de processamento é de 120 m/min, de forma que o tempo de redução da tira de aço laminada a quente no forno de recozimento 15 se torna, por exemplo, 25 segundos a 45 segundos na região de 570°C ou mais onde a redução é realmente rápida. Além disso, a atmosfera no forno de recozimen- to 15 é feita de H2 e N2 etc. Note que a zona de redução na qual a redução é principalmente executada é compreendida de um forno de redução e de um forno de encharque ou de apenas um forno de redução. Seu comprimento na direção de transporte é ajustado para, por exemplo, 50 m a 70 m. O tanque de galvanização por imersão a quente 16 é um tanque para tratamento da tira de aço laminada a quente para deposição por imer- são a quente. O equipamento de secagem 17 é um equipamento para secar 0 fundido em excesso aderido à tira de aço laminada a quente por um gás. O forno de resfriamento 18 é um forno para então resfriar a tira de aço lamina- da a quente. A seguir, o método de produção de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente usando o equipamento de produ- ção de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente 1 será explicado usando-se as Figuras. 2 a 4. A figura 2 é uma vista mostrando a mudança na temperatura da superfície da tira de aço quando a tira de aço laminada a quente passa atra- vés do forno não-oxidante 12, da zona de redução 13, e da zona de resfria- mento 14 do equipamento para produção 1 de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente. Na figura 2, o ponto da tempera- tura em que a tira de aço laminada a quente entra no forno não-oxidante 12 é O, o ponto da temperatura em que ela sai do forno não-oxidante 12 é P, o ponto de temperatura em que ela entra no forno de redução da zona de re- dução é Q, o ponto de temperatura em que ela sai do forno de redução da zona de redução 13 e entra no forno de encharque da zona de redução 13 é S, o ponto de temperatura em que ela sai do forno de encharque da zona de redução e entra na zona de resfriamento 14 é T, e o ponto de temperatura em que ela sai da zona de resfriamento 14 é V.

Inicialmente, a tira de aço laminada a quente produzida pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas é alimentada pelo carre- tei de alimentação 10, prossegue na linha, passa através do forno de prea- quecimento, e entra no forno não-oxidante 12. A tira de aço laminada a quente que entra no forno não-oxidante 12, conforme mostrado na seção 1 da figura 2, é aquecida de forma que a temperatura máxima de pico da tira de aço se torna 550°C a menos de 600°C a uma taxa de elevação de temperatura de 25°C/s ou mais por um período de 15 s a 25 s, enquanto a superfície da tira de aço laminada a quente é oxidada. Aqui, "tempo de oxidação" significa o tempo de passagem através da zona de preaquecimento e do forno não-oxidante.

Os estados da superfície da tira de aço laminada a quente antes e depois dessa oxidação estão mostrados na figura 3. A figura 3(a) mostra a tira de aço laminada a quente antes da oxidação, a figura 3(b) mostra a tira de aço laminada a quente após a oxidação pela presente invenção, e a figura 3(c) mostra a tira de aço laminada a quente após a oxidação pela técnica anterior.

Ajustando-se a taxa de elevação da temperatura na seção I da figura 2 para 25°C/s ou mais, que é maior que a taxa de elevação de tempe- ratura convencional acima mencionada, é obtido o efeito de evitar a formação de defeitos de não-revestimento. Em oposição a isso, se ajustar a taxa de ele- vação de temperatura na seção I para menos de 25°C/s, a adição de Ca e a fuligem de F3C etc. provocam a formação de defeitos de não-revestimento. A razão porque 0 ajuste da taxa de elevação de temperatura para 25°C/s ou mais evita os defeitos de não-revestimento será explicada abaixo.

Conforme mostrado na Fig, 3(a), a película óxido de Fe na su- perfície da tira de aço laminada a quente é formada pelos átomos de Fe da camada de Fe que se move para a camada de superfície e reage com 0 oxi- gênio. Além disso, quando uma película de óxido de Fe é formada, 0 Si e 0 Mn presentes na tira de aço são oxidados da mesma maneira que 0 Fe, en- tão S1O2 e MnO e outras películas de óxidos secundários são formadas sob a película de óxido de Fe. Aqui, quando uma película de óxido de Fe é for- mada, se 0 CaO, Fe3C, etc. mostrados na figura 3(a) aderem à superfície da tira de aço, a formação de uma película de óxido de Fe será inibida e as co- vas 19 mostradas na figura 3(c) acabarão sendo formadas. No caso do Fe3C, este se quebra em C que reage com o oxigênio com 0 que, conforme mostrado na figura 3(c), a formação de uma película de óxido de Fe é inibi- da. Da forma acima, se as covas 19 forem formadas, conforme mostrado na figura 3(c), SÍO2 e MnO e outras películas de óxido secundários acabam a- parecendo na superfície. Esses S1O2 e MnO e outras películas de óxidos secundários degradam a capacidade de umedecimento com a galvanização por imersão a quente, então defeitos de não-revestimento acabam sendo provocados no momento da galvanização por imersão a quente.

Portanto, na presente invenção, a taxa de elevação de tempera- tura é ajustada para um valor alto de 25°C/s ou mais e a taxa de formação de uma película de óxido de Fe é tornada grande.

Se a temperatura de aquecimento torna-se alta, a formação de uma película de óxido será promovida, então quanto maior a taxa de aque- cimento, maior a taxa de formação de uma película de óxido. Uma película de óxido é formada principalmente pela movimentação para a superfície do Fe, de modo que se a taxa de formação de uma película de óxido for grande, no final CaO, Fe3C, etc. serão retirados da superfície da tira de aço. Mesmo se CaO, Fe3C etc. resultarem em covas, a película de óxido de Fe também será formada no seu fundo.

Acredita-se que a ação ocorra uma vez que a concentração de oxigênio na superfície da tira de aço é alta no momento do aquecimento, então Fe203 (hematita) é formado na superfície extrema da tira de aço lami- nada a quente. A formação de Fe203 prossegue devido à difusão de oxigê- nio para o interior da tira de aço. Daí pode ser considerado que como resul- tado CaO, Fe3C, etc. são retirados da superfície da tira de aço. A concentração de oxigênio dentro da película de óxido de Fe da superfície torna-se menor quanto mais para o interior da superfície, então sob o Fe203, é formado Fe304 (magnetita) a 570°C ou menos, enquanto FeO (wustita) é formada a 570°C ou mais. Esses Fe304 e FeO crescem devido à difusão para fora dos íons de Fe. Portanto, a 570°C ou mais, o Fe203 é formado na superfície extrema da tira de aço laminada a quente, Fe3Ü4 é formado abai- xo do Fe203, e FeO é formado abaixo do Fe304- A menos de 570°C, Fe203 é formado na superfície extrema e Fe304 é formado abaixo dele.

Abaixo desses FeO e Fe203, quando a concentração de Si ou Mn no aço é alta, são formadas películas de óxido secundárioas compreen- didas de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si ou Mn.

Se CaO, Fe3C, etc. aderirem à superfície da tira de aço laminada a quente e não são retirados na superfície, o CaO, Fe3C, etc. bloqueará o fornecimento de oxigênio pela camada de superfície, então películas de óxi- dos secundárias compreendidas de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si ou Mn serão formadas diretamente abaixo do CaO, Fe3C, etc. Nesse caso, no processo de redução seguinte, se o CaO, Fe3C. etc. da superfície diminuírem, covas de óxidos de Si ou Mn ou de óxidos compostos de Si ou Mn expostos na superfície serão formados e como resultado defeitos de não-revestimento serão detectados após o revestimento.

Entretanto, conforme explicado acima, quando se ajusta a taxa de elevação de temperatura até um valor alto de 45°C/s ou maior, os CaO, Fe3C, etc. aderidos à superfície da tira de aço são expulsos na superfície, a concentração de oxigênio nas covas após eles serem retirados torna-se alta, e Fe304 e FeO são formados nessas partes, e então óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si ou Mn nunca serão expostos na superfície.

Devido a isso, mesmo se as covas 19 mostradas na figura 3(b) forem formadas na película de óxido de Fe devido às ações inibitórias de CaO, Fe3C, etc., uma película de óxido de Fe é formada no fundo dessa fu- ração 19. Portanto, o Si02, o MnO, e outras películas de óxido secundárias são cobertos pela película de óxido de Fe e não aparecerão na superfície da tira de aço.

Isto é, as propriedades da superfície da tira de aço após o final do processo de elevação da temperatura tornou-se como segue: Conforme mostrado na figura 3(b), a partir do interior, a superfície é compreendida de Fe (tira de aço laminada a quente), uma película de óxido secundária compre- endida de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn, e uma película de óxido compreendida de Fe304 e FeO ou FeO sobre aquela. CaO, Fe3C es- tão presentes na superfície. Há covas sob o CaO, Fe3C, mas não há camada de FeO.

Em oposição a isso, se a taxa de elevação da temperatura for ajustada em menos de 25°C/s, será difícil retirar CaO, Fe3C, etc. na superfí- cie, conforme mostrado na figura 3(c), uma película de óxido secundária compreendida de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn aca- barão aparecendo na superfície.

Note que as películas de óxidos secundárias compreendidas de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn no Fe (tira de aço lamina- da a quente) serão descritos simplesmente nas Figuras. 3(b), (c) como "Si02, MnO".

Além disso, ajustando-se a temperatura máxima de pico da tira de aço no formo não-oxidante até 550°C ou mais, é obtido o efeito de que uma camada de óxido é uniformemente formada e os CaO, Fe3C, etc. pre- sentes na parte da superfície da película de óxido podem ser facilmente re- movidos. Esse efeito não é obtido se a temperatura máxima de pico da tira de aço for tornada menor do que 550°C.

Além disso, ajustando-se a temperatura máxima de pico da tira de aço no forno não-oxidante para menos de 600°C, a formação excessiva de uma película de óxido é evitada. Se a temperatura máxima de pico da tira de aço dentro do forno não-oxidante for tornada 600°C ou mais, a película de óxido será produzida excessivamente e a película de óxido acabará per- manecendo na subsequente redução.

Nesse caso, o tempo para manter a taxa de elevação da tempe- ratura em 25°C/s ou mais é tornado 15 segundos ou mais. Se for de menos de 15 segundos, uma espessura suficiente de película de óxido não é possu- ída, então, como resultado, as películas de óxidos secundárias compreendi- das de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn acabarão sendo expostas na superfície sem serem cobertas pela película de FeO. A seguir, conforme mostrado na seção II da figura 2, a tira de aço laminada a quente oxidada prossegue na linha e entra na zona de redu- ção 13 do forno de recozimento 15. No forno de recozimento 15, inicialmente, a tira é aquecida na zona de redução 13 para dar uma temperatura máxima de pico da tira de aço de 700°C a 760°C, e então prossegue para a zona de resfri- amento 14 onde é resfriada. A tira de aço laminada a quente é reduzida na zo- na de redução 13 e a zona de resfriamento 14 no forno de recozimento em um estado de manutenção da temperatura da tira de aço em 570°C ou mais por um período de 25 segundos a 45 segundos. Isto é, na figura 2, o tempo do ponto de temperatura R onde a temperatura da tira de aço é de 570°C até o ponto de temperatura U é ajustado para 25 segundos até 45 segundos.

Aqui, a razão para limitação da temperatura da redução para a região de uma temperatura de 570°C ou mais é como segue: isto é, acima de 570°C, FeO torna-se o principal óxido de Fe e é reduzido. O FeO, compa- rado com o Fe304, é fácil de reduzir devido, em parte, à alta temperatura de processamento. Portanto, o método de redução do FeO é mais fácil de con- trolar que a redução de Fe304.

As superfícies da tira de aço laminada a quente antes e depois da redução acima estão mostradas na figura 4. A tira de aço laminada a quente antes da redução é (d), a tira de aço laminada a quente reduzida sem excesso de ou falta é (e), a tira de aço laminada a quente que é insuficien- temente reduzida é (f), e a tira de aço laminada a quente que é excessíva- mente reduzida é (g). Note que, na figura 4, o CaO e o Fe3C mostrados na figura 3 não são mostrados, mas esses CaO e Fe3C são soprados para fora da superfície da tira de aço pelo fluxo ou pela atmosfera de redução H2, N2, e similar quando passam através do forno de recozimento 13 etc.

Note que as películas de óxidos secundárias compreendidas de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn formados no Fe {tira de aço) são descritas simplesmente como "Si02, MnO" também na Fig, 4.

Como resultado, a película de óxido no estado da figura 3(b) é adequadamente reduzida e, conforme mostrado na figura 4(e), a estrutura torna-se, a partir do interior, Fe (tira de aço), uma película de óxido secundá- ria compreendida de óxidos de Si ou Mn ou óxidos compostos de Si e Mn, e uma película de Fe acima daquela. Covas, onde o FeO e o Fe3C estiveram presentes, permanecem na superfície, mas há uma camada de Fe no fundo.

Reduzindo-se a tira de aço laminada a quente para dar uma temperatura máxima de pico da tira de aço de 700°C a 760°C em um estado de manutenção da temperatura da tira de aço em 570°C ou mais por um pe- ríodo de 25 segundos a 45 segundos, a superfície da tira de aço laminada a quente mostrada na figura 4(d) é reduzida sem excesso ou falta no forno de recozimento 15.

Isto é, conforme mostrado na figura 4(e), a película de óxido de Fe formada pela película de não-óxido é reduzida e torna-se completamente uma camada de Fe. Além disso, esta camada de Fe cobre completamente a película de Si02, de MnO, e outras películas de óxidos secundárias forma- das pela oxidação bem como pela redução, o Si02, MnO e outras películas de óxidos secundárias que degradam a capacidade de umedecimento do revestimento com a galvanização por imersão a quente são completamente cobertos, de forma que a capacidade de umedecimento do revestimento se torna extremamente boa, e defeitos de não-revestimento não ocorrem.

Em oposição a isto, quando a temperatura máxima de pico da tira de aço for menor que 700°C ou quando o tempo de manutenção da tem- peratura da tira de aço em 570°C ou mais for menor que 25 segundos, a re- dução no forno de recozimento 15 torna-se insuficiente e, conforme mostra- do na Fig, 4(f), a película de óxido de Fe acaba permanecendo. Portanto, essa camada de óxido de Fe degrada a capacidade de umedecimento do revestimento para imersão a quente, então defeitos de não revestimento a- cabam ocorrendo.

Além disso, quando a temperatura máxima de pico da tira de aço excede 760°C ou o tempo de manutenção da temperatura da tira de aço em 570°C ou mais excede 45 segundos, a redução no forno de recozimento 15 torna-se excessiva. Nesse caso, conforme mostrado na figura 4(g), a pelícu- la de óxido de Fe é suficientemente reduzida e é formada uma camada de Fe. Entretanto, o Si e o Mn têm um poder de oxidação mais forte que o Fe, então mesmo quando a película de óxido de Fe é reduzida peio forno de re- cozimento 15, camadas de óxidos secundárias de Si02 e de MnO crescem excessivamente e acabam aparecendo na superfície da tira de aço. Confor- me explicado acima, o SÍO2 e 0 MnO degradam a capacidade de umedeci- mento da tira de aço laminada a quente, então defeitos de não-revestimento acabam sendo formados. A seguir, a tira de aço laminada a quente reduzida prossegue na linha do forno de recozimento até um tanque de galvanização por imersão a quente 16 aquecido até uma temperatura predeterminada onde ela é imersa e galvanizada por imersão a quente. A seguir, a tira de aço laminada a quente galvanizada por imer- são a quente prossegue na linha e a deposição da galvanização por imersão a quente na tira de aço laminada a quente é ajustada até uma quantidade predeterminada por um equipamento de secagem 17. A seguir, a tira de aço laminada a quente prossegue na linha e é resfriada no formo de resfriamento 18.

Na configuração acima, a tira de aço laminada a quente que en- tra no forno não-oxidante 12 é aquecida para dar uma temperatura máxima de pico da tira de aço de 550°C a menos de 600°C a uma taxa de elevação de temperatura de 25°C/s ou mais por um período de 15 segundos a 25 se- gundos para oxidação. Quando uma película de óxido de Fe for formada, mesmo se o FesC e outras fuligens e óxtdos à base de Ca formarem covas 19, o fundo dos covas 19 são cobertas pela película de oxido de Fe.

Além disso, na configuração acima, a tira de aço laminada a quente oxidada é aquecida para dar uma temperatura máxima de pico da tira de aço de 700°C a 760°C enquanto mantém a temperatura da tira de aço em 570°C ou mais por 25 segundos a 45 segundos para reduzi-la, enquanto a película de oxido de Fe na superfície da tira de aço laminada a quente é re- duzida sem excesso ou falta. Além disso, também nenhuma camada de oxi- do secundária de Si02 e MnO aparece na superfície. Portanto, a formação de defeitos de não-revestimento pode ser evitada.

Além disso, na configuração acima, o comprimento na direção de transporte do forno usado para oxidação (forno de preaquecimento e for- no não-oxidante 12) foi ajustado para 30 m a 50 m, enquanto o comprimento na direção do transporte do forno usado para redução (zona de redução 13) foi ajustado para 50 m a 70 m. Das experiências, revela-se que se a razão de comprimentos ao longo da direção de transporte do forno usado para oxi- dação e do forno usado para redução for de 0,5 a 0,9, um bom estado de revestimento pode ser obtido. Na presente configuração, ajustando-se a ra- zão dos comprimentos ao longo da direção de transporte do forno usado para oxidação e do forno usado para redução para ser 0,5 a 0,9, a formação de defeitos de não-revestimento pode ser evitada. Além disso, o forno usado para oxidação e o forno usado para redução são ajustados para comprimen- tos adequados sem excesso ou falta, então os investimentos em custo de capital são otimizados.

Acima, a configuração preferida da presente invenção foi expli- cada enquanto se referia aos desenhos anexos, mas a presente invenção não é limitada a esses exemplos. Uma pessoa versada na técnica poderia claramente conceber várias modificações ou mudanças dentro do escopo das idéias técnicas descritas nas reivindicações. Estas devem também natu- ralmente ser entendidas como caindo dentro do escopo técnico da presente invenção.

Além disso, na configuração acima, a tira de aço laminada a quente foi alimentada a partir de um carretei de alimentação, mas é também possível conectá-la diretamente a uma linha que executa o lingotamento contínuo de placas finas.

Além disso, na configuração acima, a tira de aço laminada a quente foi alimentada a partir de um carretei de alimentação ao forno não oxidante, mas ela pode também ser tratada por decapagem, lavagem da superfície por esfregação, etc. antes de ser alimentada ao forno não oxidante.

Além disso, na configuração acima, a tira de aço laminada a quente foi alimentada a partir de um carretei de alimentação para o interior do forno não-oxidante, mas é também possível fornecer um equipamento para decapagem, lavagem da superfície por esfregação, e outros processos antes da oxidação.

Além disso, na configuração acima, foi usado um forno de reco- zimento incluindo uma zona de redução e uma zona de resfriamento, mas é também possível usar fornos separados tais como um forno de redução e um forno de resfriamento.

Além disso, na configuração acima, como imersão a quente foi usada a galvanização por imersão a quente, mas alumínio, chumbo, esta- nho, etc. podem também ser usados em lugar do zinco.

Além disso, na configuração acima, a presente invenção é parti- cularmente eficaz em tiras de aço laminadas a quente. Acredita-se que a razão é porque a superfície da tira de aço laminada a quente tem limites de grãos mais brutos, maiores áreas de superfície, oxidação e redução mais fáceis, e uma maior taxa de crescimento de camada de óxido.

Aqui, para comparar a quantidade de oxidação e a quantidade de redução sob as condições de galvanização por imersão a quente da cha- pa de aço laminada a frio, as fórmulas convencionais para se estimar a quantidade de oxidação e a quantidade de redução da chapa de aço lamina- da a frio são aplicadas à tira de aço laminada a quente tendo um bom estado de revestimento sob as condições de oxidação e redução da presente inven- ção de modo a calcular a quantidade de oxidação e a quantidade de redução da tira de aço laminada a quente. A fórmula para estimar a quantidade de oxidação de chapa de aço laminada a frio estima a quantidade de oxidação a partir de duas tabelas do tempo deixado no forno de preaquecimento e no forno não-oxidante e a temperatura de pico da chapa de aço laminada a frio. A fórmula para estimar a quantidade de redução da chapa de aço laminada a frio estima a quanti- dade de redução a partir das duas variáveis do tempo deixada no forno de redução e a temperatura de pico da chapa de aço laminada a frio. Quando se estima essa quantidade de redução no caso de uma temperatura do forno de redução de 570°C ou mais e a quantidade de redução no caso de menos de 570°C são calculadas separadamente e a soma das duas é estimada como sendo a quantidade de redução. As formas específicas das fórmulas para estimativa da quantidade de oxidação e da quantidade de redução não estão mostradas, mas podem ser derivadas das experiências.

Tiras de aço laminadas a quente obtidas pela laminação a quen- te de placas lingotadas obtidas por uma máquina de lingotamento de placas finas foram oxidadas e reduzidas sob condições adequadas de oxidação e redução definidas pela presente invenção. Os valores das quantidades de oxidação e das quantidades de redução foram descobertos pelas fórmulas acima para estimativa da quantidade de oxidação e da quantidade de redu- ção. Como resultado, as quantidades de oxidação foram 0,12 a 0,2 mg/m2 ou algo assim, e as quantidades de redução foram 0,2 a 0,35 mg/m2 ou algo assim. Esses valores são menores se comparados com as quantidades de oxidação de 0,1 a 0,8 mg/m2 e quantidades de redução de 0,45 a 1 mg/m2 da chapa de aço laminada a frio obtida pelas mesmas fórmulas.

Pelos resultados acima, a taxa de oxidação e a taxa de redução são mais rápidas que no caso de chapa de aço laminada a frio, então pode ser estimado que os valores calculados da quantidade de oxidação e da quantidade de redução adequadas quando se galvaniza por imersão a quen- te uma chapa de aço laminada a quente são menores que os valores no ca- so da chapa de aço laminada a frio.

Aplicando-se a presente invenção à galvanização por imersão a quente de tiras de aço laminadas a quente, comparado com o caso de apli- cação a chapas de aço laminadas a frio, o tempo de oxidação e de redução pode ser encurtado. Além disso, o comprimento do forno para a oxidação e redução pode ser encurtado e portanto o equipamento de galvanização por imersão a quente pode ter seu tamanho reduzido.

Entretanto, em frente ao equipamento de imersão a quente da presente invenção, conforme mostrado na figura 5, é arranjado um sistema de lavagem alcalina compreendido de um tanque de pulverização alcalina 20, um tanque de lavagem alcalina 21, um tanque de lavagem com água morna 22, e um secador de ar quente 23 e não usando lavagem eletrolítica e um escovador alcalino usando escovas de náilon 24. A razão porque a lava- gem eletrolítica usada em geral não é usada é que quando se usa uma má- quina de lingotamento contínuo de placas finas e um laminador de tiras a quente conectado com ele para produzir tiras de aço laminadas a quente, a placa fina é laminada a quente, então a superfície da tira de aço laminada a quente é decapada e revestida com um preventivo de ferrugem. O tempo entre a decapagem e a imersão a quente é de 2 dias ou menos ou algo as- sim, portanto a quantidade de preventivo de ferrugem revestido pode ser tornada menor pelas circunstâncias reais.

Entretanto, após a decapagem, a superfície da tira de aço tem uma pequena quantidade de preventivo de ferrugem e preventivo de ferru- gem e FeaC etc. presente nela, então um sistema de lavagem alcalina que não use lavagem eletrolítica é usado para retirar o preventivo de ferrugem, FesC, etc, que aderiram à superfície, então um escovador alcalino usando escovas de náilon é usado para remover o preventivo de ferrugem, Fe3C, etc.

Essa lavagem remove o preventivo de ferrugem geralmente queimado em um forno de aquecimento. No forno de aquecimento, o oxigê- nio na atmosfera é usado para estabilizar a oxidação da superfície da tira de aço laminada a quente. Portanto, a quantidade de formação de película de óxido é estável, então essa é uma boa condição para evitar defeitos de não- revestimento.

Note que, por experiência, foi descoberto que a razão adequada da quantidade de oxidação e a quantidade de redução quando se trata com tiras de aço laminadas a quente obtidas pela laminação a quente de uma placa lingotada obtida por uma máquina de lingotamento de placas finas é de 0,4 a 0,55 ou algo assim. Em oposição a isso, no caso convencional de chapas de aço laminadas a frio, foi de 0,2 a 1,2 ou algo assim, isto é, os va- lores flutuaram.

Além disso, se usar um processo de oxidação e um processo de redução como na presente invenção, foi confirmado que mesmo com tiras de aço produzidas laminando-se diretamente uma placa produzida em uma má- quina de lingotamento contínuo de placas finas e tendo uma espessura de 2 mm ou mais, nenhuma fratura ocorre mesmo se usar os cilindros comuns de transporte com diâmetro de 1500 mm no processo após o revestimento.

Acredita-se que a razão seja que ajustando-se a taxa de eleva- ção da temperatura no processo de oxidação para 25°C/s e fazendo-se o tempo de redução mais curto que aquele do processo de redução das cha- pas de aço laminadas a frio convencionais, o limite de elasticidade da tira de aço laminada a quente torna-se maior e o processamento torna-se possível a um estresse menor do que quando ocorre o alongamento, então as fratu- ras da bobina não mais ocorrem.

Note que a taxa usual de processamento na técnica atual é de 90 mpm a 180 mpm, então é possível aplicar a presente invenção a um e- quipamento recentemente estabelecido ou modificar o equipamento de imer- são a quente tendo esta faixa de taxas. O limite superior da taxa de proces- samento de um equipamento de imersão a quente é, na técnica atual, 180 mpm ou algo assim. Entretanto, mesmo se um equipamento de imersão a quente com uma taxa de processamento ainda maior for desenvolvido, a presente tecnologia pode ser aplicada. Além disso, o limite inferior da taxa de processamento pode ser qualquer taxa desde que as condições da pre- sente invenção possam ser realizadas.

Alguns equipamentos de galvanização por imersão a quente são limitados em termos de t/h econômica dos fornos. Em tal caso, se a tira tor- nar-se mais espessa, a taxa de processamento é reduzida, então o tempo para passagem através do forno de oxidação torna-se mais longo e como resultado a taxa de elevação média da temperatura torna-se menor. Nesse caso, o equipamento pode também ser operado de forma que parte do pro- cesso de elevação da temperatura satisfaça a taxa de elevação da tempera- tura da presente invenção.

Exemplo 1 Os ingredientes dos quatro tipos de tiras de aço laminadas a quente A, B, C e D produzidas usando-se o processo de lingotamento contínuo de placas finas estão mostrados na Tabela 1 expressos em % em massa.

Tabela 1 Tabela 1 -continuação- As várias condições e resultados quando se usa um método de produção de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente conforme a presente invenção para produzir tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente desses quatro tipos de tiras de aço laminadas a quente estão mostradas na Tabela 2. Para a produção de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente, os qua- tro tipos de tiras de aço laminadas a quente foram passadas através de um forno de preaquecimento, um forno não-oxidante, um forno de redução, um forno de encharque, um forno de resfriamento para oxidação, redução e res- friamento, e então foram galvanizadas por imersão a quente. A quantidade de revestimento da galvanização por imersão a quente estava na faixa de 80 a 120 g/m2 (um lado).

Conforme mostrado na Tabela 2, os Dados n031 a 4 são exemplos que satisfazem todas as condições definidas na presente invenção. As superfí- cies das tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente pro- duzidas foram extremamente boas em termos de condição do revestimento.

Por outro lado, os dados nos 5 a 9 mostrados na Tabela 2 são exemplos comparativos onde algumas das condições definidas na presente invenção não são satisfeitas. As superfícies das tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente produzidas tinham defeitos de não-revestimento ou escória residual ou outros defeitos de revestimento.

Exemplo 2 Os ingredientes dos dois tipos de tiras de aço laminadas a quen- te A e B produzidas usando-se o processo de lingotamento contínuo de pla- cas finas estão mostrados na Tabela 3, expressos em % em massa.

Tabela 3 Tabela 3 - continuação- As várias condições e resultados quando se usa o método de produção de tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente conforme a presente invenção para produzir tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente desses dois tipos de tiras de aço laminadas a quente estão mostradas na Tabela 4. Para a produção das tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente, os dois tipos de tiras de aço laminadas a quente foram oxidados em um forno de prea- quecimento e em um forno não-oxidante, reduzidos em uma zona de redu- ção {forno de redução e forno de encharque), então foram galvanizados por imersão a quente. Note que nesta experiência, o forno de preaquecimento e o forno não-oxidante correspondem ao “forno usado para oxidação", en- quanto a zona de redução corresponde ao "forno usado para redução".

Os dados n28 3 e 4 mostrados na Tabela 4 tinham comprimentos do forno de preaquecimento fixados em 17 m e comprimentos do forno não- oxidante fixados em 21 m, tinham diferentes condições de resfriamento, e tinham comprimentos das zonas de redução ajustados para tornarem-se pseudo 41 m e 78 m. O tempo de redução é o valor calculado a partir de uma taxa de processamento de 120 m/min.

Conforme mostrado na Tabela 4, os dados n-s 1 e 2 são exemplos onde a razão do comprimento total do forno de preaquecimento e do forno não-oxidante e o comprimento da zona de redução satisfazem a condição de estar na faixa de 0,5 a 0,9 definida na presente invenção. As superfícies das tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente eram extremamente boas em termos de condições de revestimento.

Por outro lado, os dados n2S 3 e 4 mostrados a Tabela 4 são e- xemplos comparativos onde a razão do comprimento total do forno de prea- quecimento e do forno não-oxidante e o comprimento da zona de redução está fora da faixa de 0,5 a 0,9 definida na presente invenção. As superfícies das tiras de aço laminadas a quente galvanizadas por imersão a quente pro- duzidas tinham defeitos de não-revestimento e outros defeitos de reves- timento.

Note que a presente invenção é trabalhada na faixa da taxa de processamento mostrada nos exemplos. Nesse caso, o limite superior da taxa de processamento é, na tecnologia atual, 180 mpm ou similar. Entretan- to, mesmo se um equipamento de imersão a quente com uma maior taxa de processamento for construído, a presente tecnologia pode ser aplicada.

Além disso, o limite inferior da taxa de processamento pode ser qualquer faixa desde que as condições da presente invenção possam ser realizadas. A taxa de processamento comum na tecnologia atual é de 90 mpm a 180 mpm, então alguns equipamentos de galvanização por imersão a quente são limitados em termos de t/h econômica dos fornos. Nesse caso, se a tira de aço laminada a quente se tornar mais espessa, a taxa de pro- cessamento é reduzida, então o tempo de passagem através do forno de oxidação torna-se mais longo e como resultado a taxa de elevação da tem- peratura torna-se menor. Nesse caso, o equipamento pode também ser ope- rado de forma que parte do processo de elevação da temperatura satisfaça a taxa de elevação da temperatura da presente invenção.

Aplicabilidade Industrial A presente invenção é eficaz para evitar que defeitos de não- revestimento ocorram em superfícies revestidas quando a tira de aço lami- nada a quente galvanizada por imersão a quente produzida a partir do pro- cesso de lingotamento contínuo de placas finas.

Claims

1. Equipamento para produção de tira de aço laminada a quente revestida por imersão a quente e produzida pelo processo de lingotamento contínuo de placas finas e por laminação a quente, caracterizado por com- preender um primeiro forno (12) usado para oxidação e um segundo forno (15) usado para redução, sendo que relação entre os comprimentos do pri- meiro forno (12) e o segundo forno (15), no sentido da direção de transporte da mencionada tira de aço, é de 0,5 a 0,9.

2. Equipamento para produção de tira de aço laminada a quente revestida por imersão a quente de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de que a mencionada tira de aço passa através do mencio- nado primeiro forno (12) usado para oxidação por um tempo de 15 segundos a 25 segundos.