Oceľový plech vhodný na smaltovanie a spôsob výroby tohto plechu

Číslo patentu: E 19320

Dátum: 08.04.2011

Autori: Van Steenberge Nele, Gousselot Philippe, Leveaux Marc, Duprez Lode

Je ešte 5 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Tento vynález sa týka oceľového plechu vhodného na smaltovanie a spôsobu povrchovej dekarbonizácie oceľového plechu ako prípravy na smaltovanie ocele.0002 Množstvo uhlíka v oceľovom plechu má významný vplyv na výsledky z hľadiska kvality povrchu smaltovanej vrstvy nanesenej na povrch plechu. Vysoká hladina uhlíka na povrchu ocele môže viest k tvorbe bublín plynného CO, čo sa prejavuje čiernymi škvmami a prehĺbeninami v povrchu smaltu. Na druhej strane, ak je prítomná dostatočne vysoká počiatočná hladina uhlíka v celkovej hmote, tento uhlík vytvára v priebehu valcovania za tepla hrubý cementit, ktorý po valcovaní za studena praská. Tieto praskliny môžu zachytávat vodík, ktorý sa počas smaltovanie dostáva do ocele. Ked je vodík dostatočne zachytený, na povrchu vrstvy ocele/smaltu rastie tlak, čo vedie ku vzniku deformácie smaltu vo fonne rybích šupín.0003 Preto je vhodné ocel dekarbonizovat iba vo vrstve na povrchu ocele, t.j. vykonávať povrchovú dekarbonizáciu. Dokument JP-A-2282421 opisuje taký spôsob, pri ktorom je vyrábaný kontinuálne odlievaný a žíhaný trvanllvý oceľový plech na smaltovanie, vyznačujúci sa tým, že kontinuálne odlievaný oceľový plát obsahujúci C v rozmedzí 0,0025 až 0,0050 hmotn., Si max. 0,03 hmotn., Mn v rozmedzí 0,1 až 0,6 hmotn., P v rozmedzí 0,005 až 0,03 hmotn., S v rozmedzí 0,005 až 0,03 hmotn., AI max. 0,01 hmotn., N max. 0,004 hmotn., Cu v rozmedzí 0,01 až 0,06 hmotn., O v rozmedzí 0,02 až 0,06 hmotn., V v rozmedzí 0,01 až 0,06 hmotn., zvyškové Fe a nevyhnutné nečistoty, je valcovaný za tepla s konečnou teplotou vyššou ako alebo rovnajúcou sa 800 °C a teplotou navijania 600-800 °C, valcovaný za studena s redukčným pomerom vyšším ako alebo rovnajúcim sa 60 , a podrobený dekarbonizačnému žíhaniu pri 700-900 °C po dobu 30 s až 3 min., vykonávanému v peci na kontinuálne žíhanie s dekarbonizačnou atmosférou tvorenou 1-20 vodnej pary, plynným vodíkom v množstve vyššom ako alebo rovnajúcom sa dvojnásobku množstva vodnej pary a zvyškom prevažne z plynného dusíka, za účelom redukcie C na hladinu menšiu ako alebo rovnajúcu sa 0,002 hmotn. JP-A-6116634 opisuje podobny spôsob, v ktorom však východiskový materiál neobsahuje žiadny vanád, počiatočná hladina C je najviac 0,015 hmotn. a pre zachytàvaníe H je namiesto V pridávaný B. 0004 Oboma známymi spôsobmi sa získajú kompletne alebo povrchovo dekarbonizované oceľové pláty. ktoré sú vhodné na smaltovanie metódou priameho bieleho smaltovanie DWE (Direct White Enamelling), pri ktorej je na povrch nanášaná jedna vrstva bieleho smaltu a nasleduje jeden krok vypaľovania. Vzhľadom k tomu,že počiatočná hladina uhlíka je pomerne nízka, nie je dosiahnuté rezistencie voči efektu rybích šupín v dôsledku tvorby cementitu. Ako riešenie je v doterajšom stave techniky používaná ocel s vysokou hladinou kyslíka a obmedzenou hladinou AI, spoločne so špeciñckými prvkami k legovaníu, ako sú napríklad B, V. Vďaka obmedzenému obsahu Al sú v celkovej hmote ocele vytvárané oxidy Si a Mn a nitridy B a V, ktoré sú užitočné proti vzniku efektu rybích šupln. Toto legovanle však zahŕňa dodatočné náklady a spôsobuje niektoré technické ťažkosti, napríklad odlievanie s V. Dekarbonizované oceľové pláty podľa doterajšieho stavu techniky majú dalej nízku tvarovateInost, ako dokladajú hodnoty Lankfordovho koeficientu (ľm). Tieto hodnoty nepresahujú 1,8, čo predstavuje problém pri použití hlbokého ťahania. Konkrétne Obrázok 1 v JP 6116634 ukazuje, že hodnôt rm v rozmedzí 1,6 až 1,8 je dosiahnuté iba u veľmi úzkeho rozmedzia hladín uhlíka pred dekarbonizačným žíhaním. U hladín pod 00050 hmotn. C a nad 0,0150 hmotn. C hodnoty ľm klesajú.0005 Cielom predloženého vynálezu je poskytnúť čiastočne dekarbonizovaný oceľový plech vhodný na smaltovanie, ktorý nemá nevýhody vyššie uvedeného doterajšieho stavu techniky.0006 Tento vynález sa týka oceľových plechov a produktov a spôsobu ich výroby, ako je opisané v pripojených patentových nárokoch. Tento vynález sa teda týka valcovaného oceľového plechu vhodného na smaltovanie. pričom uvedený plech má profil uhlíka deñnovaný gradientom v hladine C od hladiny Cpovrch na aspoň jednom povrchu plechu po hladinu Ccelok v celkovej hmote plátu, pričom Cmlokje vyšší ako Cpovrcn, a pričom hodnota- Cceokje vyšší ako 0 a nižší ako alebo rovnajúci sa 0,08 hmotn.,- Cpuvrch je v rozmedzí O až 0,015 hmotn.,- Oje nižší ako 0,01 hmotn.- S je v rozmedzí 0,008 hmotn. až 0,04 hmotn.,- Ca je v rozmedzí 0,0005 hmotn. až 0,005 hmotn., zvyšok tvorí Fe a náhodné nečistoty, a pričom hĺbka, kde hladina C dosahuje (Cceiok Cpavrchj/Z, je väčšia ako 75 m.0007 Podľa výhodného uskutočnenia má oceľový plech podľa tohto vynálezu hodnotu ľm v rozmedzí 1,8 až 2,1.0008 Podľa špecifických uskutočnení je Cpovrch v rozmedzí 0,005 hmotn, až 0,015 hmotn., alebo v rozmedzí 0 až 0,005 hmotn.0009 Podľa ďalších špeciñckých uskutočnení je Ccelok v rozmedzí 0,02 hmotn. až 0,08 hmotn., alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,08 hmotn. alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,06 hmotn.0010 Podľa ďalšieho uskutočnenia je hladina AI v rozmedzí 0,02 hmotn. až 0,06 hmotn.0011 Podľa ďalšieho uskutočnenia je uvedená hĺbka v rozmedzí 130 m až 200 m.0012 Tento vynález sa tiež týka smaltovaného oceľového plechu pozostávajúceho z oceľového plechu podľa ktoréhokoľvek z vyššie vedených odsekov, vybaveného smaltovanou vrstvou.0013 Tento vynález sa tiež týka oceľového produktu vyrobeného z plechu podľa tohto vynálezu a smaltovaného oceľového produktu pozostávajúceho z tohto produktu, vybaveného smaltovanou vrstvou. 0014 Tento vynález sa tiež týka spôsobu výroby valcovaného oceľového plechu na smaltovanie,zahŕňajúceho nasledujúce kroky- podrobenie oceľového platu valcovaniu za tepla a následnému navíjaniu, a valcovaniu za studena, za účelom získania oceľového plechu valcovaného za studena, pričom uvedený plát má nasledujúce počiatočné zloženie- pričom zvyšok tvorí Fe a náhodné nečistoty,- podrobenie uvedeného plechu valcovaného za studena kroku kontinuálneho žihania, kde uvedený plech je v priebehu doby dekarbonizácie vystavený dekarbonizačnej atmosfére zahŕňajúcej vodnú paru a plynný vodík, kde obsah H 2 je v rozmedzí 1 obj. až 95 obj., obsah H 2 O je v rozmedzí 0,04 obj. až 33 obj.,pričom zvyšok je prevažne plynný dusík a pričom pomer pH 2 O/pH 2 je v rozmedzl 0,04 až 0,5.0015 Podľa výhodného uskutočnenia sa uvedené kontinuálne žíhanie vykonáva pri teplote žíhania v rozmedzl 760 °C až 850 C a po dobu dekarbonizácie v rozmedzí 45 s až 300 s.0016 Podľa špecifického uskutočnenia je teplota žíhania v rozmedzl 800 C až 850 °C.0017 Podľa špecifických uskutočnení spôsobu podľa tohto vynálezu je počiatočná hladina C v rozmedzl 0,025 hmotn. až 0,08 hmotn. alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,06 hmotn.0018 Podľa ďalšieho uskutočnenia je počiatočná hladina Al v rozmedzí 0,02 hmotn. až 0,06 hmotn. 0019 Podľa jedného uskutočnenia je pomer pH 2 O/pH 2 v rozmedzí 0,04 až 0,25.0020 Spôsob podľa tohto vynálezu môže ďalej zahŕňať krok zlepšenia trvanlivosti pri teplote v rozmedzí 350 C až 450 °C po dobu v rozmedzí 100 s až 500 s. Tento spôsob môže ďalej zahŕňať krok valcovania za studena skinpass (zvýšenie tvrdosti a rozsahu pružnosti) s redukciou v rozmedzí 0,3 až 1,5 .Obrázok 1 znázorňuje proñl uhlíka v ocelovom plechu podľa tohto vynálezu. Obrázok 2 znázorňuje príklad kroku žihania použiteľný v spôsobe podľa tohto vynálezu.0022 Oceľový plech podľa tohto vynálezu má C-proñl deñnovaný gradientom v hladine C od nižšej hladiny Cpovrch na povrchu po hladinu Ccelok v celkovej hmote. Plátje získatelný spôsobom, ktorý zahŕňa krok kontinuálnej dekarbonizácie, ako bude opísaný ďalej v tomto texte. Obrázok 1 znázorňuje distribúciu uhlíka v hrúbke dvoch plechov podľa tohto vynálezu s hrúbkou 0,7 mm. Krivka 10 znázorňuje plech zahŕňajúci oblast celkovej hmoty 11, kde hladina uhlíka Ccelok je v podstate konštantné, a dve oblasti povrchu 12 (jedna na každej strane plechu),pričom každá oblast povrchu vykazuje C-profil. Povrchová hladina je definovaná ako minimálna hodnota Cprofilu, meraná vhodnou technikou merania (napriklad optická emisná spektroskopia s tlejivým výbojom (GDOES), ktorá umožňuje meranie zloženia ako hĺbkovú analýzu). V oceľovom plechu podľa tohto vynálezu je hladina C na povrchu maximálne 0,015 hmotn., pričom Ccalak je vyššia ako nula a nižšia ako alebo rovnajúca sa 0,08 hmotn. Zároveň je Ccelok vyššia ako Cpuvyci Podľa jedného uskutočnenia je Cpovrch v rozmedzí 0,005 hmotn. až 0,015 °/o hmotn. Podľa ďalšieho uskutočnenia je Cpovrch v rozmedzí O až 0,005 hmotn.0023 Krivka 10 je príkladom plechu, kde karbonizácia nebola vykonaná v celej jeho hrúbke. To znamená, že hladina Ccelok je rovnaká ako počiatočná hladina C použitá v spôsobe výroby (podrobnejšie opísanom ďalej). Podľa uskutočnení, ktoré zodpovedajú uskutočneniam podľa spôsobu tohto vynálezu (viď ďalej), je potom Ccelok v rozmedzí 0,02 hmotn. až 0,08 hmotn., alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,08 hmotn., alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,06 hmotn. alebo v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,05 hmotn. Krivka 13 znázorňuje prípad, kedy dekarbonizácia pokračovala až do stredovej roviny plechu. V tomto prípade je Ccelok nižšia ako počiatočná hladina C spôsobu a C-profil zasahuje do každej polovičnej šírky plechu.0024 Dekarbonizovaný plech podľa tohto vynálezu ďalej zahŕňa AI, Mn a prípadne S, Cu a Ca. Na rozdiel od dokumentov doterajšieho stavu techniky musi byt hladina kyslíka udržiavaná pod 0,01 hmotn. Podľa výhodného uskutočnenia oceľového plechu podľa tohto vynálezu nie je kyslík do zloženia pridávaný zámeme,aleje ponechaný iba ako nečistota. Rezistencia voči efektu rybích šupín je zaistená vyššou počiatočnou hladinou C, takže na tento účel nie je nutná tvorba oxidu. To znamená, že nie sú zahrnuté žiadne špeciálne prvky k Iegovaniu, ako napríklad V. Okrem toho je N udržiavaný na najnižšej možnej hladine.0025 Hladina Al v plechu podľa tohto vynálezu je v rozmedzí 0,012 hmotn. až 0,07 hmotn., čo je viac ako povolená hladina Al v vyššie uvedených dokumentoch doterajšieho stavu techniky. V citovaných dokumentoch doterajšieho stavu techniky musí byt Al obmedzený za účelom zabránenie deoxidácii, čim sa zaistí tvorba oxidov pôsobiacich proti efektu rybích šupín. V spôsobe podľa tohto vynálezu (viď ďalej) je AI nevyhnutný na deoxidáciu a väzbu voľného N, aby sa zabránilo zhoršovaniu mechanických vlastností. Ak je hladina Al nižšia ako 0,012 hmotn., dochádza k nedostatočne deoxidácii a je nutné umožniť väzbu N inými prostriedkami. Pridanie Al v hladinach vyšších ako 0,07 hmotn. znamená zvýšenie nákladov na proces a zhoršenie kvality smaltovania. výhodnejšie rozmedzie hladín Al súvisiace s optimalizovanejšimi podmienkami, pokial ide o deoxidáciu a náklady/ kvalitu smaltovanie, je 0,02 hmotn. až 0,06 hmotn.0026 Mn je prítomný v rozmedzí 0,12 hmotn. až 0,45 hmotn. Tento prvokje pridávaný za účelom kontroly pevnosti plechu a aby sa zabránilo tvorbe voľnej síry.0027 Meď, síru a Vápnik možno voliteľne pridat nad hladinou nečistôt, konkrétnejšie v rozmedziach 0,025 hmotn. až 0,1 hmotn., 0,008 hmotn. až 0,04 hmotn. a 0,0005 hmotn. až 0,005 hmotn. v uvedenom poradí. Tieto prvky zlepšujú kvalitu smaltovania.0028 Zvyšok zloženia oceľového plechu podľa tohto vynálezu tvori Fe a náhodné nečistoty. Nasledujúce prvky môžu byt prítomné ako nečistoty v hladinách, ktoré sú výhodne nižšie ako hodnoty (v hmotn.) uvedené v Tabuľke 10029 V oceľovom plechu podľa tohto vynálezu hĺbka C-profilu, definovaná ako hĺbka, kde hladina C dosahuje(CceIokCpovrch)ĺ 2, je väčšia ako 75 mm, aby bola zaistená dobrá schopnost smaltovania. Podľa jedného uskutočnenia je uvedená hĺbka v rozmedzí 130 m až 200 m.0030 Oceľové plechy podľa tohto vynálezu, t.j. s hladinou C na povrchu v rozmedzí 0 až 0,015 hmotn., sú vhodné na smaltovanie 2 C/1 F, t.j. smaltovanie nanesením podkladovej vrstvy smaltu a následne vonkajšej vrstvy smaltu, pričom obe vrstvy sú podrobené jednému kroku vypaľovania, a na smaltovanie 1 C/1 F, t.j. smaltovanie nanesením jednej vrstvy smaltu a podrobením jednému kroku vypaľovania. Oceľové plechy s nízkymi hladinami C (t.j. 0,005 hmotn. a menej) na povrchu môžu byt tiež vhodné na priame biele smaltovanie Direct White Enamelling (DWE).0031 Podľa výhodného uskutočnenia je hodnota rm oceľového plechu podľa tohto vynálezu v rozmedzí 1,8 až 2,1. To znamená, že oceľový plech má lepšiu tvarovateľnost ako vyššie uvedené oceľové plechy doterajšieho stavu techniky. V predloženom opise hodnota ,r označuje pomer plastickej deformácie (známy tiež ako anizotropný faktor), čo je pomer skutočnej deformácie v smere šírky ku skutočnej deformacii v smere hrúbky,ked je materiál plechu tahanýjednoosovým ťahom nad hranicou jeho elasticity. Hodnota ,rm je definovaná ako V. (reo 2 r 45 ro), pričom rec, l 45 a ro zodpovedajú vyššie uvedeným hodnotám r, meraným vo vzorkách orientovaných v uvedenom poradí v uhle 90 °, 45 ° a 0 ° vzhľadom k smeru valcovania. V oceľovom plechu podľa tohto vynálezu je rezistencia voči efektu rybích šupln zaistené vyššou počiatočnou hladinou C použitou v tomto spôsobe (viď ďalej).0032 Oceľový plech podľa tohto vynálezu môže byt vyrobený podrobením oceľového plátu špecifického počiatočného zloženia valcovaniu za tepla, navíjaniu a valcovaniu za studena, a podrobením plechu valcovaného za studena kontinuálnej povrchovej dekarbonizácii. Počiatočné zloženie sa vyznačuje najmä vyššou hladinou C v porovnaní s doterajším stavom techniky a vyššou hladinou Al a nižšou hladinou kyslíka. Nie je vykonávané žiadne zámerné pridávanie prvkov ako V, Nb alebo B, a napriek tomu je umožnená výroba smaltovaných oceľových plechov s vysokou rezistenciou voči efektu rybích šupln a dobrou kvalitou smaltovaného povrchu. Počiatočná hladina C je V rozmedzí 0,02 hmotn. až 0,08 hmotn., výhodnejšie v rozmedzí 0,025 hmotn. až 0,08 hmotn. Je to vyššia hladina ako sú počiatočné hladiny C opísane vo vyššie uvedených dokumentoch doterajšieho stavu techniky. Cez tieto vyššie počiatočné hladiny C umožňuje spôsob podľa tohto vynálezu získat oceľové plechy s Iepšími vlastnosťami tvarovateľnosti v porovnaní s doterajším stavom techniky. Kým JP 6116634 uvádza, že v prípade počiatočnej hladiny C vyššej ako 0,015 hmotn. nie je možné dosiahnut prijateľnej dekarbonizácie a dobrej tvarovateľnosti, u východiskového zloženia podľa tohto vynálezu tieto problémy nevznikajú. Dekarbonizácia je možná až do prijateľnej hladiny, zatial čo tvarovateľnost

MPK / Značky

MPK: C21D 3/04, C21D 9/46, C22C 38/00, C21D 9/56, C21D 8/02, C22C 38/16, C22C 38/04, C22C 38/06

Značky: vhodný, tohto, výroby, plech, spôsob, ocelový, plechů, smaltovanie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/13-e19320-ocelovy-plech-vhodny-na-smaltovanie-a-sposob-vyroby-tohto-plechu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Oceľový plech vhodný na smaltovanie a spôsob výroby tohto plechu</a>

Podobne patenty