Способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке, и производственное оборудование для его изготовления

Способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке, и производственное оборудование для его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, который обладает превосходной способностью к химической обработке, даже тогда, когда повышено содержание Si, Mn, и т.д. в стали для повышения прочности материала, а также относится к производственному оборудованию для реализации этого способа.

Уровень техники

Ранее для изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа использовали печь для отжига непрерывного действия с оборудованием для введения инертного газа в атмосферу печи (см. фиг.11) или использовали комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее подобную печь для отжига непрерывного действия (см. фиг.12).

В печи для отжига непрерывного действия имеется оборудование, показанное на фиг.11, в котором в зоне охлаждения, в общем, используется: охлаждение водой, а именно, охлаждение туманом и охлаждение водой при погружении, охлаждение газом при распылении охлажденного атмосферного газа и/или охлаждение посредством валков, которые охлаждаются при контакте с проходящей внутри охлаждающей средой.

На фиг.12 представлено комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее печь для отжига непрерывного действия, и в котором имеется оборудование для нанесения покрытия (на чертеже видна ванна 8 для горячего цинкования и линия L₂ перемещения листа). Во время изготовления оцинкованного стального листа способом горячего цинкования обычно практикуется охлаждение газом при распылении охлажденного атмосферного газа для обеспечения адгезии покрытия.

Кроме того, в комбинированном оборудовании для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия, при отжиге холоднокатаного стального листа, не подвергаемого горячему цинкованию, как показано пунктирной линией на фиг.12, холоднокатаный стальной лист проходит по линии L₁ перемещения съемного типа, которая изолирована от атмосферного воздуха, так же как и другая печь.

При отжиге листа из низкоуглеродистой стали (например, с содержанием Si: 0,2% или меньше) в промышленном оборудовании не возникает особых проблем, связанных со способностью листа к химической обработке.

Однако для повышения прочности стали, равно как и для повышения прочности стального листа, связанного с потребностью снижения веса в автомобильной отрасли, должно быть увеличено содержание элементов Si, Mn, и т.д., которые добавляют для повышения прочности. Если, к примеру, увеличивать содержание Si до около 1,0%, на поверхности стального листа будет оставаться большое количество пленок оксидов Si, оксидов Mn или пленок других оксидов, при этом способность к химической обработке будет ухудшаться, и участки с пленками оксидов Si не будут подвергаться химической обработке, т.е. образуются конверсионные дефекты, называемые «плешинами».

В печи для отжига непрерывного действия при использовании оборудования для охлаждения туманом или для охлаждения водой при погружении или для другого способа охлаждения охлаждаемой зоны водой стальной лист охлаждают в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С или весь этот диапазон температур, после нагрева для рекристаллизации, подвергая поверхность стального листа воздействию воды при температуре стального листа, затем, после выхода стального листа из печи для отжига, стальной лист декапируют или наносят Ni покрытие.

В связи с этим не возникает особых проблем, связанных со способностью листа к химической обработке, даже для высокопрочного холоднокатаного стального листа с повышенным содержанием Si или Mn.

Однако при использовании печи для отжига непрерывного действия с применением газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждающего трубопровода, без применения способа охлаждения водой охлаждаемой зоны, в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа или весь этот диапазон температур, либо при использовании комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия, печь заполняют инертным газом, при этом концентрация кислорода и точка росы в атмосфере печи являются чрезвычайно низкими, в результате чего, в традиционных материалах с низким содержанием Si и Мn, размер оксидной пленки не создает проблем. Оборудование для декапирования или нанесения Ni покрытия на стальные листы после выхода из печи для отжига обычно отсутствует.

В высокопрочном стальном листе, в связи с высоким содержанием Si и Mn, значительно снижается способность листа к химической обработке.

Словосочетание «охлаждающий газ» означает охлаждение стального листа в печи с применением способа охлаждения распылением атмосферного газа, имеющего более низкую температуру, чем температура стального листа; словосочетание «эффузионное охлаждение» означает охлаждение с применением способа охлаждения стального листа при его прохождении через печь, в которую подается атмосферный газ с более низкой температурой, чем температура стального листа; и словосочетание «охлаждение посредством охлаждающего трубопровода» означает охлаждение с применением способа охлаждения стального листа при прохождении по трубам изолированной от газа печной атмосферы охлаждающей среды, которые размещены в печи и охлаждают газ печной атмосферы.

Кроме того, в описании рассматривается печь для отжига непрерывного действия или комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее подобную печь для отжига непрерывного действия, причем в оборудование для отжига непрерывного действия стального листа включена печь для отжига непрерывного действия, в оборудование для горячего цинкования погружением стального листа включена печь для отжига непрерывного действия и в комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав включена печь для отжига непрерывного действия.

По вышеупомянутой причине, даже при использовании печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа или весь этот диапазон температур, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или при использовании комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия, как представлено на фиг.13 или на фиг.14, на выходе из печи для отжига стальной лист декапируют или наносят Ni покрытие, чтобы избежать формирования «плешин» и восстановить отвечающую техническим условиям способность листа к химической обработке.

Кроме того, в патентной публикации Японии (А) №2006-45615 предлагается способ однократного окисления поверхности стального листа с последующим восстановлением в восстановительной атмосфере для предотвращения снижения способности к химической обработке без проведения травления или нанесения Ni покрытия после отжига.

Раскрытие изобретения

В последние годы наблюдается рост потребности в повышении прочности стали. В связи с этим, содержание Si, Mn или других элементов, повышающих прочность стали, дополнительно увеличивают. Например, Si вводят в количестве вплоть от 1,0 до 2,0%.

При использовании печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа или весь этот диапазон температур, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или при использовании комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия, «плешины» возникают в результате химической обработки, даже если стальной лист декапируют и наносят Ni покрытие после выхода листа из печи для отжига.

Изобретатели исследовали причину этого явления и установили, что подобный дефект связан с пленками оксидов Si или оксидов Mn, которые остаются на поверхности стального листа. Для того чтобы удалить остаточные пленки оксидов Si или оксидов Mn, на практике процесс декапирования листа, выходящего из печи для отжига, был интенсифицирован, в частности, была снижена скорость перемещения листа от 100 м/мин до 30 м/мин и повышена температура декапирования от 70°С до 80°С, но пленки оксидов Si или оксидов Mn продолжали оставаться на поверхности и оставались «плешины», в результате чего химическая обработка становилась проблематичной.

В связи с тем, что обычно для декапирования использовалась единственная ванна, в которую направлялся лист, выходящий из печи для отжига, то для того чтобы интенсифицировать процесс декапирования, было установлено множество ванн декапирования, но скорость перемещения листа была снижена до чрезвычайно низкой скорости, составляющей 30 м/мин. Невозможно ожидать какого-либо существенного восстановления скорости перемещения листа из-за сохранения «плешин», если даже обеспечить достаточное время погружения в ванну декапирования. Кроме того, возникают проблемы, связанные со стоимостью оборудования или местом для его установки.

Эта тенденция становится более выраженной, когда содержание Si составляет 1,0% или более, в особенности, более 1,1% и/или содержание Mn составляет 2.0% или более, в

особенности, более 2,2%.

Настоящее изобретение решает вышеупомянутые проблемы и его задачей является предложить способ и промышленное оборудование, дающие возможность изготовить высокопрочный холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной способностью к химической обработке даже при высоком содержании Si или Mn в стальном листе, при использовании печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть температур стального листа в диапазоне от 600 до 250°С или весь этот диапазон температур, после нагрева для рекристаллизации, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или при использовании комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия.

Чтобы решить вышеупомянутую проблему изобретатели провели всесторонние исследования, в результате которых было установлено, что вместо формирования атмосферы инертного газа, в соответствии с известным уровнем техники, при чрезвычайно низкой концентрации кислорода (например, от десятков до нескольких м.д.) и/или чрезвычайно низкой точке росы (например, от -20 до -60°С) вокруг стального листа в диапазоне температур стального листа в печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть упомянутого выше диапазона температур стального листа или весь этот диапазон температур, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения или охлаждения посредством охлаждающего трубопровода, или в комбинированном оборудовании для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия для предотвращения окисления стального листа, в соответствии с настоящим изобретением формируют окислительную атмосферу, окисляя Si и Mn и, кроме того, окисляя железо в стальном листе, декапируют лист, и удаляют пленки оксидов Si или оксидов Mn или пленки других оксидов вместе с пленкой оксида железа при декапировании листа на выходе из печи для отжига, в результате появляется возможность получить высокопрочный холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной способностью к химической обработке, без «плешин», даже при высоком содержании Si, Mn, и т.д.

На фиг.1 схематично представлено состояние поверхности стального листа согласно известному уровню техники и согласно настоящему изобретению.

На фиг.1(а)-(с) представлено состояние поверхности обычного стального листа согласно известному уровню техники, тогда как на фиг.1(d) представлено состояние поверхности стального листа согласно настоящему изобретению.

На фиг.1(а) представлено состояние поверхности стального листа при химической обработке 25 стального листа S с небольшим содержанием Si и Mn. Как показано на фиг.1(а), поскольку стальной лист S содержит небольшое количество Si и Mn, химическая обработка 25 вызывает формирование кристаллов 25а конверсионной пленки на поверхности стального листа S без «плешин».

На фиг.1 (b) представлено состояние поверхности стального листа при химической обработке 25 стального листа S с большим содержанием Si и Mn. Как показано на фиг.1(b), поскольку стальной лист S содержит большое количество Si и Mn, на поверхности стального листа S имеются пленки Sa оксидов Si и оксидов Mn. При химической обработке 25 формируются кристаллы 25а конверсионной пленки на поверхности листа без «плешин» X.

На фиг.1 (с) представлено состояние поверхности стального листа при декапировании 26, и после химической обработки 25 стального листа с увеличенным содержанием Si и Mn. Как показано на фиг.1(с), поскольку на поверхности стального листа S дополнительно присутствует Si и Mn, на поверхности стального листа S образуются толстые пленки Sa оксидов Si и оксидов Mn. Даже при травлении 26 они не могут быть полностью удалены. Если затем проводить химическую обработку 25 листа, формируются кристаллы 25а конверсионной пленки на поверхности листа без плешин X.

На фиг.1(d) представлено состояние поверхности стального листа согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.1(d), при повышенном содержании Si и Mn в стальном листе S, на поверхности стального листа S будут формироваться толстые пленки Sa оксидов Si и оксидов Mn, но поверхность стального листа была окислена 27 в окислительной атмосфере для формирования пленки 27а оксида железа, покрывающей пленки Sa оксидов Si и оксидов Mn, и при декапировании 26 пленки Sa оксидов Si и оксидов Mn удаляются вместе с пленкой 27а оксида железа. Одновременно также были удалены мелкие оксиды (оксиды железа и т.д.), формирующие зародыши для осаждения конверсионных кристаллов пленки, что приводит к условиям, при которых затрудняется формирование конверсионной пленки на поверхности листа, поэтому далее проводилось нанесение на поверхность листа железного или Ni покрытия 28, чтобы сформировать пленку 28а железного или Ni покрытия. Затем при химической обработке 25 на поверхности листа поверх пленки 28а железного или Ni покрытия имеется возможность сформировать кристаллы 25а конверсионной пленки, без плешин X.

Настоящее изобретение было создано на основании вышеупомянутых результатов исследования. Способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке, с использованием печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона или весь диапазон температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации, осуществляют с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или с использованием комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия, чтобы непрерывно отжигать холоднокатаный стальной лист, характеризуется тем, что поверхность стального листа в диапазоне температур стального листа подвергают воздействию окисляющей железо атмосферы таким образом, чтобы поверхность листа была окислена, и впоследствии декапируют лист на выходе из печи для отжига и наносят на лист железное или Ni покрытие толщиной от 1 до 50 мг/м².

В этом случае при выходе стального листа из печи может быть сформировано окисленное состояние поверхности листа.

Кроме того, способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке с использованием печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона или весь диапазон температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации, осуществляют с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или с использованием комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия, чтобы непрерывно отжигать холоднокатаный стальной лист, для изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, характеризуется тем, что во внутреннюю часть печи в диапазоне температур стального листа подают атмосферный газ, содержащий кислород или водяной пар, измеряют концентрацию кислорода или точку росы в печи, регулируют количество подаваемого атмосферного газа, содержащего кислород или водяной пар, в зависимости от результатов измерения, и проводят декапирование листа на выходе из печи для отжига с последующим нанесением железного или Ni покрытия толщиной от 1 до 50 мг/м².

Способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке, характеризуется тем, что стальной лист выводят из печи, чтобы подвергнуть поверхность стального листа воздействию окисляющей железо атмосферы в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С или весь этот диапазон температур, после нагрева для рекристаллизации, затем проводят декапирование листа на выходе из печи для отжига с последующим нанесением железного или Ni покрытия толщиной от 1 до 50 мг/м².

Кроме того, как описано в пункте 4 формулы изобретения, когда содержание Si составляет от 1,0 до 2,0% и/или содержание Mn составляет от 2,0 до 3,0%, эффект настоящего изобретения проявляется в наибольшей степени.

Более того, производственное оборудование для изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической обработке, содержащее печь для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения, и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или содержащее комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее подобную печь для отжига непрерывного действия, снабжено оборудованием для подачи кислорода или водяного пара в окружающую среду стального листа в диапазоне температур стального листа на выходе из печи для отжига, и снабжено оборудованием для декапирования и оборудованием для нанесения железного или Ni покрытия.

В данном случае, функцию оборудования для подачи кислорода или водяного пара может выполнять оборудование для транспортировки стального листа из печи для обеспечения контакта стального листа с наружным воздухом.

Кроме того, производственное оборудование для изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа, обладающего превосходной способностью к химической конверсии, содержащее печь для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или содержащее комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее подобную печь для отжига непрерывного действия, снабжено оборудованием для подачи кислорода или водяного пара к окружающей атмосфере в диапазоне температур стального листа, и снабжено регулирующей аппаратурой, имеющей средства измерения концентрации кислорода или точки росы в печи и регулирующей количество подаваемого атмосферного газа, содержащего кислород или водяной пар, в зависимости от результатов измерения, и снабжено на выходе из печи для отжига оборудованием для декапирования и оборудованием для нанесения железного или Ni покрытия.

Настоящее изобретение основано на новой идее, предусматривающей в охлаждаемой зоне выдержку стального листа в окислительной атмосфере (которую обычно проводили в восстановительной атмосфере), окисляющей Si и Mn и, кроме того, окисляющей Fe на поверхности стального листа, с последующим удалением пленок оксидов Si или оксидов Mn или пленок других оксидов вместе с пленкой оксида железа с поверхности стального листа при декапировании, выполняемом на выходе листа из печи для отжига, что дает возможность изготовить высокопрочный холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной способностью к химической обработке, даже при высоком содержании Si или Mn и т.д. в стальном листе, благодаря обработке в печи для отжига непрерывного действия, в которой охлаждение охлаждаемой зоны, проводимое в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации, осуществляется с применением одного или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, или в комбинированном оборудовании для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования погружением стального листа, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает состояние поверхности стальных листов согласно известному уровню техники и согласно настоящему изобретению, (а)-(с) - состояние поверхности стального листа согласно известному уровню техники, в то время как (d) - состояние поверхности стального листа согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - диаграмма, показывающая область окисления железа.

Фиг.3 показывает оборудование для подачи газа.

Фиг.4 показывает оборудование для внешнего перемещения листа.

Фиг.5 показывает основные части комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав.

Фиг.6 показывает конфигурацию оборудования, в котором оборудование для подачи газа совмещено с печью для отжига непрерывного действия.

Фиг.7 показывает общую конфигурацию оборудования, содержащего комбинированное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, в которое включено оборудование для подачи газа.

Фиг.8 показывает конфигурацию оборудования, в котором блок для внешнего перемещения листа совмещен с печью для отжига непрерывного действия.

Фиг.9 показывает общую конфигурацию комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, в которое включена байпасная линия.

Фиг.10 - диаграмма, показывающая условия окисления для примеров осуществления изобретения и для сравнительных примеров.

Фиг.11 показывает обычную печь для отжига непрерывного действия.

Фиг.12 показывает обычное комбинированное промышленное оборудование для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющее печь для отжига непрерывного действия.

Фиг.13 показывает оборудование для травления и нанесения Ni покрытия на выходе из обычной печи для отжига.

Фиг.14 показывает оборудование для травления и нанесения Ni покрытия на выходе из обычного комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав.

Осуществление изобретения

Согласно настоящему изобретению стальной лист выдерживают в окислительной атмосфере, чтобы окислить не только Si и Mn, но также и железо на поверхности стального листа, и затем удаляют пленки оксидов Si и оксидов Mn или пленки других оксидов вместе с пленкой оксида железа с поверхности стального листа при декапировании листа, выходящего из печи для отжига, причем стальной лист подвергают выдержке при температуре отжига и затем стальной лист окисляют в охлаждаемой зоне. В частности, в середине процесса охлаждения после нагрева для рекристаллизации поверхность стального листа подвергают воздействию окисляющей Fe атмосферы в диапазоне температур стального листа от 250 до 600°С.

В настоящем изобретении применение одного или более способов охлаждения без использования воды таких, как газовое охлаждение, эффузионное охлаждение и охлаждение посредством охлаждаемого трубопровода, охлаждающего охлаждаемую зону, в частности, при охлаждении охлаждаемой зоны, проводимом в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С или весь этот диапазон температур, после нагрева для рекристаллизации, является основным отличительным признаком изобретения.

При охлаждении туманом или охлаждении погружением в воду охлаждение стального листа завершается тем, что он непосредственно подвергается воздействию воды, в то время как при газовом охлаждении, эффузионном охлаждении и охлаждении посредством охлаждаемого трубопровода поверхность стального листа не подвергается воздействию атмосферного газа или внешнего воздуха с высоким содержанием кислорода или с высокой точкой росы, как это происходит в известном уровне техники, в то время как в настоящем изобретении важно подвергнуть поверхность стального листа воздействию атмосферы с высоким содержанием кислорода или с высокой точкой росы.

Словосочетание «окисляющая железо атмосфера» означает состояние атмосферы, при котором происходит окисление железа в соответствии с диаграммой состояния равновесия, выполненной на основании термодинамического расчета в диапазоне температур стального листа (например, Zairyo Kankyogaku Nyumon, издание Ассоциации инженеров-коррозионистов, стр.203, Maruzen, 1993).

На фиг.2, например, кислородный потенциал в атмосфере, которая содержит 3% водорода и остальное азот, с точкой росы -50°С, находится на пунктирной линии. Когда кислородный потенциал определенного элемента расположен выше этой пунктирной линии, элемент поддерживается в восстановленном состоянии. Когда кислородный потенциал определенного элемента расположен ниже этой пунктирной линии, элемент поддерживается в окисленном состоянии.

В частности, линия равновесия железо/оксид железа располагается выше пунктирной линии в области температур около 50°С или более, таким образом, в этом диапазоне железо присутствует в восстановленном состоянии, т.е. как металлическое железо.

Кроме того, Si, как показано на фиг.2, располагается ниже пунктирной линии во всем диапазоне температур. При этих условиях Si присутствует в окисленном состоянии, т.е. как SiO₂.

Для того чтобы подвергнуть стальной лист воздействию атмосферы, окисляющей железо, например, как показано на фиг.3, можно установить оборудование 2 для подачи газа в печь 1 со струйным охлаждением и подавать кислород или воздух Оа вместе с охлаждающим атмосферным газом At, или подавать водяной пар Но для повышения точки росы. В этом случае, предпочтительно, следует отбирать газ из печи и проводить измерения измерителем концентрации кислорода или индикатором 3 точки росы, направлять результаты измерения в регулирующее устройство 4, приводить в действие клапан 5 устройства 2 подачи газа для регулировки парциального давления кислорода, парциального давления воды и, кроме того, парциального давления водорода и для поддержания окисленного состояния железа.

Если температура стального листа, при которой окисляют железо, будет ниже 250°С, то окисление не будет происходить. К тому же, если температура будет превышать 600°С, то окисление железа будет проходить слишком интенсивно, и будет возрастать загрузка оборудования для декапирования листа при удалении оксида железа. При этом оксид железа осыпается, прилипает к роликам конвейера в печи, что приводит к образованию дефектов на поверхности стального листа. Поэтому температура стального листа для окисления железа, предпочтительно, составляет от 250°С до 600°С, причем, с точки зрения регулировки температуры при обработке, более предпочтительна температура в диапазоне от 300°С до 500°С.

Кроме того, если в охлаждаемой зоне согласно настоящему изобретению скорость охлаждения составляет 1°С/сек или более, нет никакой особой необходимости в ее определении. Медленное охлаждение или эффузионное охлаждение, называемое «температурной выдержкой» или «выдержкой» в печи для перестаривания, также возможно проводить.

Кроме того, охлаждаемая зона согласно настоящему изобретению должна быть охлаждаемой зоной, в которой используется один или более способов газового охлаждения, эффузионного охлаждения и охлаждения посредством охлаждаемого трубопровода, проводимых в области температур, охватывающей часть диапазона температур стального листа от 600 до 250°С, после нагрева для рекристаллизации. Далее, если подвергать стальной лист воздействию окислительной атмосферы в диапазоне температур стального листа, то можно получить эффект настоящего изобретения.

Кроме того, даже при повторном нагреве стального листа в середине процесса охлаждения после нагрева не возникает никакой проблемы, если температура повторного нагрева стального листа находится в диапазоне от 600 до 250°С, или при повторном нагреве, выполненном в атмосфере инертного газа.

Если говорить об условиях декапирования для проведения декапирования и удаления пленок оксидов Si или оксидов Mn или пленок других оксидов вместе с пленкой оксида железа с поверхности стального листа, выходящего из печи для отжига, то тип применяемой кислоты, особенно, не ограничен, но соляная кислота или серная кислота являются предпочтительными. Концентрация кислоты составляет, предпочтительно, от 1 до 20 мас.%. Если концентрация кислоты составляет менее 1 мас.%, то декапирование выполняется плохо. В частности, при использовании только одной ванны декапирования в оборудовании для декапирования на выходе из печи для отжига оксидная пленка не может быть полностью удалена.

Кроме того, если концентрация кислоты составляет более 20 мас.%, эффект декапирования заканчивается, достигая насыщения, и затраты на проведение процесса возрастают, что нежелательно.

Температура раствора в ванне декапирования предпочтительно составляет от 60 до 95°С. При температуре менее 60°С так же, как и при пониженной концентрации раствора, оксидная пленка не может быть полностью удалена. При температуре выше 95°С эффект декапирования заканчивается, достигая насыщения. Это нежелательно, так как возрастают затраты на энергию, используемую для повышения температуры.

После декапирования на лист наносят железное или Ni покрытие толщиной от 1 до 50 мг/м². Это выполняют потому, что в результате декапирования поверхность стального листа становится излишне совершенной, зародыши для осаждения химически конверсионных кристаллов утрачиваются, и способность к химической обработке ухудшается.

Снижение способности к химической обработке проявляется как явление, при котором имеются места, называемые «плешинами», где частично не происходит осаждение пленки, или как явление, при котором фосфофилит (Zn₂Fe(PO)₂·4H₂O), который должен кристаллизоваться и осаждаться на материале стального листа, не будет осаждаться.

Упомянутое выше явление может быть подтверждено наблюдением под электронным микроскопом. Важно, чтобы железное или Ni покрытие было однородно нанесено на всю поверхность.

Указанное явление подтверждается расчетом отношения Р, которое показывает степень кристаллизации фосфофилита, выполненным на основании интенсивности дифракции рентгеновских лучей. Обычно, добиваются значения Р≥0,80 для того, чтобы получить удовлетворительную коррозионную стойкость или кроющие характеристики. Более того, в климатических областях, где для таяния снега используется соль и другие чрезвычайно агрессивные среды, добиваются значения Р≥0,85.

Толщина железного или Ni покрытия для того, чтобы сформировать поверхность, предпочтительную для химической обработки, составляет от 1 до 50 мг/м². Если толщина железного или Ni покрытия составляет менее 1 мг/м², оно является слишком тонким, и происходят изменения в конверсионных кристаллах, в то время как, если толщина покрытия составляет более 50 мг/м², эффект железного или Ni покрытия достигает насыщения и затраты на проведение процесса возрастают, что нежелательно.

Кроме того, между декапированием и нанесением железного или Ni покрытия и/или после нанесения железного или Ni покрытия, предпочтительно, промыть поверхность стального листа, чтобы избежать на поверхности стального листа остатка химикатов и ухудшения качества поверхности.

К тому же, оборудование для декапирования и оборудование для нанесения железного или Ni покрытия, предпочтительно, соединены на выходе из печи для отжига, т.е. печи для отжига непрерывного действия, или в комбинированном оборудовании для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия, для сокращения продолжительности процесса и затрат, наряду с этим, также возможно использование для декапирования и нанесения железного или Ni покрытия отдельного оборудования из оборудования печи для отжига непрерывного действия или отдельного оборудования из комбинированного оборудования для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющего подобную печь для отжига непрерывного действия.

При использовании отдельного оборудования для декапирования и для нанесения железного или Ni покрытия, если отпуск проводится в печи для отжига непрерывного действия или в комбинированном оборудовании для холодной прокатки стального листа/горячего цинкования стального листа погружением в расплав, имеющем подобную печь для отжига непрерывного действия, то в процессе отпуска оксидная пленка разрушается и становится инородным веществом. Это приводит к нарушению блеска, кавернам и другим дефектам стального листа, поэтому, предпочтительно, использовать отдельное оборудование для декапирования и нанесения железного или Ni покрытия, и затем проводить отпуск стального листа.

Во время газового охлаждения в качестве простого средства для того, чтобы подвергнуть стальной лист воздействию окисляющей железо атмосферы, как показано на фиг.4, предусмотрен блок 6 для внешнего перемещения листа в середине охлаждаемой зоны в диапазоне температур стального листа от 250 до 600°С. Таким образом, выдерживая стальной лист за пределами печи 1 со струйным охлаждением, можно более надежн