金屬鍍覆鋼帶的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬帶材、特別是鋼帶的制造，所述金屬帶材具有耐腐蝕金屬合金 鍍層，該鍍層含有作為合金中的主要元素的鋁-鋅-硅-鎂，并據(jù)此在下文中被稱為 "Al-Zn-Si-Mg 合金"。
[0002] 特別地，本發(fā)明涉及在帶材上形成Al-Zn-Si-Mg合金鍍層的熱浸金屬鍍覆法， 該鍍覆法包括將未鍍覆過(guò)的帶材浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金浴中并且在帶材上形成 Al-Zn-Si-Mg合金鍍層。
[0003] 典型地，本發(fā)明的Al-Zn-Si-Mg合金包括具有以重量％計(jì)的如下范圍的Al、Zn、Si 和Mg元素：
[0004] Zn: 30 至 60%
[0005] Si :0.3 至 3%
[0006] Mg :0.3 至 10%
[0007] 余量：Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 更加典型地，本發(fā)明的Al-Zn-Si-Mg合金包括具有以重量％計(jì)的如下范圍的A1、 Zn、Si和Mg元素：
[0009] Zn: 35 至 50%
[0010] Si :1· 2 至 2. 5%
[0011] Mg :1.0 至 3.0%
[0012] 余量：Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0013] Al-Zn-Si-Mg合金可以含有作為有意添加的合金添加劑或作為不可避免的雜質(zhì)而 存在于合金內(nèi)的其它元素。因此，詞組"Al-Zn-Si-Mg合金"在這里應(yīng)當(dāng)被理解為涵蓋含有 這類其它元素（作為有意添加的合金添加劑或作為不可避免的雜質(zhì)）的合金。舉例來(lái)說(shuō)， 上述其它元素可以包括Fe、Sr、Cr和V中的任何一種或多種。
[0014] 應(yīng)注意，由于諸如在鍍覆過(guò)程中金屬帶材部分地溶解到鍍層中等因素，成為固化 鍍層的Al-Zn-Si-Mg合金的組成可能在一定程度上不同于被用來(lái)形成鍍層的Al-Zn-Si-Mg 合金的組成。
[0015] 根據(jù)最終用途，可在金屬鍍覆帶材的一個(gè)或兩個(gè)表面上涂覆例如聚合物涂料。在 這方面，金屬鍍覆帶材本身可以作為最終制品來(lái)出售或可以將涂料層涂覆在一個(gè)或兩個(gè)表 面并作為經(jīng)涂覆的最終制品來(lái)出售。
【背景技術(shù)】
[0016] 在澳大利亞和其它地方廣泛用于建筑產(chǎn)品（尤其是異形壁和屋頂板）的一種耐腐 蝕金屬合金鍍層是Al-Zn合金鍍層，更加特別地，是由合金中還含有Si的55% Al-Zn合金 形成的鍍層。通常通過(guò)經(jīng)涂覆的金屬合金鍍覆帶材的冷成型來(lái)制造壓型板材。典型地，通 過(guò)對(duì)經(jīng)涂覆的帶材進(jìn)行軋制成型來(lái)制造壓型板材。
[0017] 在這種已知的55% Al-Zn合金中添加 Mg已經(jīng)于多年前就在專利文獻(xiàn)中提出過(guò)， 例如，參見以新日本制鐵株式會(huì)社（Nippon Steel Corporation)名義申請(qǐng)的美國(guó)專利US 6635359。
[0018] 已經(jīng)證實(shí)：當(dāng)55% Al-Zn合金鍍層中含有Mg時(shí)，Mg會(huì)給產(chǎn)品性能帶來(lái)某些有益效 果，例如改善了切邊保護(hù)（cut-edge protection)等。
[0019] 申請(qǐng)人已經(jīng)實(shí)施了與諸如鋼帶等帶材上的Al-Zn-Si-Mg合金鍍層相關(guān)的廣泛的 研發(fā)工作。本發(fā)明是該研發(fā)工作的成果的一部分。
[0020] 上面的討論不應(yīng)被視為在澳大利亞和其它地方所承認(rèn)的公知常識(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 與本發(fā)明有關(guān)的研發(fā)工作包括在申請(qǐng)人的金屬鍍覆作業(yè)線上的一系列工廠試 驗(yàn)，以此來(lái)研宄在這些金屬鍍覆作業(yè)線上將Al-Zn-Si-Mg合金鍍層形成在鋼帶上的可行 性。工廠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：與相比，Al-Zn-Si-Mg合金鍍層遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的Al-Zn鍍層更容易與淬火水 (quench water)發(fā)生反應(yīng)，所述淬火水在鍍覆鋼帶離開恪融合金浴后被用來(lái)冷卻金屬合金 鍍層。更加具體地，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)：與傳統(tǒng)的Al-Zn鍍層的情況相比，Al-Zn-Si-Mg合金鍍層 更多地溶解入淬火水中，這樣的溶解導(dǎo)致了淬火水中的沉淀物，在金屬鍍覆作業(yè)線上的淬 火水回路中，這樣的沉淀物造成了冷卻水回路換熱器的迅速劣化并且造成在冷卻水貯藏箱 表面上形成不期望的覆層。沉淀問(wèn)題是潛在的嚴(yán)重維護(hù)問(wèn)題。
[0022] 在認(rèn)識(shí)到沉淀問(wèn)題且實(shí)施進(jìn)一步的研發(fā)工作后，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)：冷卻水的pH控制和 較小程度的冷卻水溫度控制能夠減小沉淀物形成的程度且使冷卻水換熱器能夠以實(shí)用的 方式運(yùn)行。更加具體地，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)下述方式來(lái)解決沉淀問(wèn)題：經(jīng)由冷卻水的PH 控制和較小程度的冷卻水溫度控制（低溫操作）來(lái)抑制冷卻水的堿性，從而降低冷卻水對(duì) Al-Zn-Si-Mg合金鍍層的腐蝕性。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，提出了一種在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金的鍍層以形成 Al-Zn-Mg-Si鍍覆鋼帶的方法，所述方法包括以下步驟：將鋼帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金 浴中，在所述鋼帶的裸露表面上形成所述合金的鍍層，并且使用冷卻水對(duì)所述鍍覆鋼帶進(jìn) 行冷卻，所述冷卻的冷卻步驟包括將所述冷卻水的pH值控制在pH 5-9的范圍內(nèi)。
[0024] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的pH值控制為小于8。
[0025] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的pH值控制為小于7。
[0026] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的pH值控制為小于7. 5。
[0027] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的pH值控制為大于5. 5。
[0028] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的pH值控制為大于6。
[0029] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為在25_80°C的范圍內(nèi)。
[0030] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為小于70°C。
[0031] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為小于60°C。
[0032] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為小于55°C。
[0033] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為小于50°C。
[0034] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為小于45°C。
[0035] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為大于30 °C。
[0036] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為大于35°C。
[0037] 所述冷卻步驟可以包括將所述冷卻水的溫度控制為大于40 °C。
[0038] 所述冷卻步驟可以包括通過(guò)將酸添加至所述冷卻水來(lái)控制所述pH值。
[0039] 所述冷卻步驟可以包括通過(guò)添加酸和其它的鹽、緩沖劑、濕潤(rùn)劑、表面活性劑和偶 聯(lián)劑等來(lái)控制所述pH值。
[0040] 所述酸可以是任何適合的酸，舉例來(lái)說(shuō)，諸如磷酸和硝酸等。
[0041] 所述冷卻步驟可以是水淬步驟。
[0042] 所述冷卻步驟可以是這樣的閉合環(huán)路：其中，水通過(guò)回路來(lái)循環(huán)，所述回路將水供 給至所述鍍覆鋼帶，所述回路對(duì)水進(jìn)行收集和冷卻，并且使冷卻過(guò)的水返回以用于對(duì)所述 鍍覆鋼帶進(jìn)行冷卻。
[0043] 所述閉合環(huán)路可以包括：貯水箱；噴射系統(tǒng)，所述噴射系統(tǒng)用于將來(lái)自所述貯水 箱的水供給至所述但鍍覆鋼帶；和換熱器，所述換熱器用于在水已經(jīng)被噴射至所述鋼帶之 后對(duì)水進(jìn)行冷卻。
[0044] 所述冷卻步驟可以是這樣的開放環(huán)路：其中，在所述冷卻步驟中冷卻水不被循環(huán) 利用。
[0045] 所述冷卻步驟可以包括：控制操作條件以將所述鍍覆鋼帶冷卻至28_55°C的溫度 范圍。
[0046] 所述冷卻步驟可以包括：控制操作條件以將所述鍍覆鋼帶冷卻至30_55°C的溫度 范圍。
[0047] 所述方法可以包括其它步驟，所述其它步驟包括下述步驟中的任一個(gè)或多個(gè)：在 熱浸鍍覆步驟之前對(duì)鋼帶進(jìn)行預(yù)處理以清洗所述鋼帶，在鍍覆步驟后立即控制所述鍍覆鋼 帶的厚度，乳制所述鍍覆鋼帶，使用鈍化液處理所述鍍覆鋼帶并且卷取所述鍍覆鋼帶。
[0048] 所述Al-Zn-Si-Mg合金可以含有大于0· 3重量％的Mg。
[0049] 所述Al-Zn-Si-Mg合金可以含有大于LO重量％的Mg。
[0050] 所述Al-Zn-Si-Mg合金可以含有大于1.3重量％的Mg。
[0051] 所述Al-Zn-Si-Mg合金可以含有大于1.5重量％的Mg。
[0052] 所述Al-Zn-Si-Mg合金可以含有小于3重量％的Mg。
[0053]