為了制造用于汽車的各種類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和車身面板,通常的做法是使用由DP(雙相)鋼或TRIP(相變誘導(dǎo)塑性)鋼制成的鍍鋅板或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理板。近來,提出還可以使用Q&P(淬火和配分)鋼。這種板在連續(xù)處理線(例如與涂覆設(shè)備結(jié)合的連續(xù)退火線)上以帶的形式生產(chǎn)。但是,由于制造這些鋼板所需的熱處理,所述處理對DP鋼、TRIP鋼和Q&P鋼而言是不同的,因此這些鋼板是在專用線上生產(chǎn)的。
由此,各種品質(zhì)的這種鋼板的生產(chǎn)需要非常昂貴的多條處理線。
為了降低投資成本,期望能夠在相同裝備上生產(chǎn)DP鋼、TRIP鋼或Q&P鋼。
為此,本發(fā)明涉及一種能夠?qū)︿搸нM(jìn)行熱處理和熱浸涂覆的多用途連續(xù)處理線,包括:
-退火區(qū)段,該退火區(qū)段用于將鋼帶加熱至預(yù)定退火溫度并且用于將鋼帶保持在退火溫度下,
-第一傳送區(qū)段,
-過時效區(qū)段,該過時效區(qū)段能夠?qū)搸У臏囟缺3衷?00℃與700℃之間,
-第二傳送區(qū)段,該第二傳送區(qū)段能夠調(diào)節(jié)鋼帶的溫度以允許帶的熱浸涂覆,以及
-熱浸涂覆區(qū)段,
其中第一傳送區(qū)段依次包括冷卻裝置和加熱裝置。
根據(jù)本發(fā)明的其他有利方面,多用途處理線包括單獨(dú)考慮或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合考慮的以下特征中的一個或更多個:
-第一傳送區(qū)段的冷卻裝置可控制為使得冷卻裝置的冷卻能力能夠在不冷卻與快速冷卻至預(yù)定淬火溫度之間調(diào)節(jié),并且第一傳送區(qū)段的加熱裝置可控制為使得加熱裝置的加熱能力能夠在不加熱與快速加熱至預(yù)定過時效溫度之間調(diào)節(jié);
-第一傳送區(qū)段的冷卻裝置使得冷卻速度可以在0℃/秒與至少70℃/秒之間調(diào)節(jié),并且淬火溫度可以在100℃與500℃之間選擇;
-第一傳送區(qū)段的加熱裝置包括至少一個可控制的感應(yīng)加熱器;
-第二傳送區(qū)段依次包括用于通過冷卻或通過加熱來調(diào)節(jié)帶的溫度的可控制的冷卻裝置和可控制的加熱裝置;
-第二傳送區(qū)段包括可控制的冷卻裝置,該可控制的冷卻裝置能夠使厚度高達(dá)2mm的板以優(yōu)選地為至少50℃/秒的冷卻速度從在550℃與700℃之間的溫度冷卻至熱浸涂覆溫度;
-過時效區(qū)段包括能夠?qū)У臏囟缺3衷谶^時效溫度周圍或者允許帶的溫度在進(jìn)入溫度與退出溫度之間緩慢地下降的可控制裝置。
-退火區(qū)段包括使得預(yù)定退火溫度可以在700℃與1000℃之間選擇的可控制裝置;
-熱浸涂覆區(qū)段包括至少液態(tài)金屬??;
-熱浸涂覆區(qū)段還包括用于涂覆的合金化裝置;
-熱浸涂覆區(qū)段是鍍鋅區(qū)段或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理區(qū)段。
鑒于附圖,現(xiàn)在將對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述而非進(jìn)行限制,在附圖中:
-圖1是根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)處理線的示意圖,
-圖2示意性地示出了與可以在根據(jù)本發(fā)明的線上執(zhí)行的處理中的各種熱路徑相對應(yīng)的溫度對時間的圖。
如圖1所示,多用途連續(xù)處理線包括退火區(qū)段1、第一傳送區(qū)段2、過時效區(qū)段3、第二傳送區(qū)段4和熱浸涂覆區(qū)段5,其中,鋼帶如由箭頭所指示的運(yùn)動。
退火區(qū)段1包括預(yù)加熱區(qū)10、加熱區(qū)11和均熱區(qū)12,預(yù)熱區(qū)10、加熱區(qū)11和均熱區(qū)12能夠?qū)沫h(huán)境溫度加熱至預(yù)定退火溫度AT,該預(yù)定退火溫度AT包含在700℃與1000℃之間。
此退火溫度必須根據(jù)所生產(chǎn)的板的類型進(jìn)行選擇,即,對于DP鋼在約750℃與840℃之間,對于TRIP鋼在約830℃與860℃之間,對于Q&P鋼在約790℃與950℃之間。
為此,預(yù)加熱區(qū)和加熱區(qū)包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的可控制的加熱裝置。
在均熱區(qū)中,帶必須優(yōu)選地在保護(hù)氣氛下保持在退火溫度或大約此溫度(即,優(yōu)選地在退火溫度-10℃與退火溫度+10℃之間)下優(yōu)選地至少45秒的時間。為此,均熱區(qū)由本身已知的均熱爐構(gòu)成,該均熱爐的長度適于在給定帶的行進(jìn)速度的情況下至少在最小所需時間期間保持溫度。
第一傳送區(qū)段2至少依次包括首先冷卻裝置21然后加熱裝置22。
冷卻裝置21(可以由本身已知的多個冷卻箱211構(gòu)成)在不冷卻至最大冷卻效率之間可控制,以便能夠使帶以可調(diào)節(jié)的冷卻速率冷卻至預(yù)定淬火溫度,或者不使帶冷卻。冷卻速率和淬火溫度必須根據(jù)所生產(chǎn)的鋼板的類型來選擇。例如,對于由DP鋼制成的板,帶不必在第一傳送區(qū)段中被冷卻,其僅必須能夠自然地冷卻至進(jìn)入過時效區(qū)段中的進(jìn)入溫度。對于由TRIP鋼制成的板,帶必須以例如約25℃/秒的冷卻速度冷卻至例如約450℃的過時效溫度OAT。例如,對于由Q&P鋼制成的板,帶必須以至少40℃/秒,優(yōu)選地至少50℃/秒的冷卻速度淬火至在100℃與370℃之間、優(yōu)選地在140℃與355℃之間可調(diào)節(jié)的淬火溫度QT。退火溫度與淬火溫度之間的最大差值優(yōu)選地小于650℃。
為此,冷卻裝置21必須使得帶的冷卻速度可以在0℃/秒與約70℃/秒之間調(diào)節(jié),并且使得淬火溫度可以在100℃與500℃之間調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地,帶在待再加熱之前保持處于淬火溫度約1秒至2秒,盡管高達(dá)10秒沒有不利影響。
如果冷卻裝置21由多個冷卻箱211構(gòu)成,則這些冷卻箱優(yōu)選地是可獨(dú)立控制的。
冷卻箱211例如是本身已知的能夠向帶空氣、氣體或者空氣或氣體和水的混合物吹風(fēng)的吹風(fēng)箱。
加熱裝置22可以由以下組成:例如能夠以4.0MW的功率被供給的一個感應(yīng)線圈或者各自能夠?qū)Ω呷萘康木€路供給4.0MW的功率的兩個感應(yīng)線圈,并且必須是可控制的以在板由Q&P鋼制成的情況下將帶快速加熱至預(yù)定過時效溫度,或者在板由DP或TRIP鋼制成的情況下不加熱板。
對于Q&P鋼而言,過時效溫度通常在340℃與490℃之間,優(yōu)選地在350℃與480℃之間。
過時效區(qū)段3是包括已知的可控制裝置的均熱爐,該可控制裝置能夠?qū)У臏囟缺3衷?00℃與700℃之間,優(yōu)選地在340℃與480℃之間的預(yù)定過時效溫度下,該預(yù)定過時效溫度為約下述溫度:帶在第一傳送區(qū)段的輸出處以該溫度被引入過時效區(qū)段中。但是,該區(qū)段也能夠不保持溫度,而是能夠使其穩(wěn)定地降低至優(yōu)選地等于或約等于涂覆溫度的輸出溫度,即在必須進(jìn)行涂覆的情況下帶必須被引入熱浸涂覆區(qū)段5中所處的溫度。通常,該溫度為約460℃。
當(dāng)板由DP鋼制成時,帶以大致在650℃與700℃之間,但是可以在550℃與700℃之間的溫度被引入過時效區(qū)段中,并且?guī)П挥幸?guī)律地冷卻至優(yōu)選地等于涂覆溫度的輸出溫度。帶也可以以適當(dāng)?shù)睦鋮s速率冷卻至引入過時效區(qū)段中的溫度,然后在全部過時效區(qū)段中保持該溫度,隨后以對于厚度高達(dá)至少2mm的板而言優(yōu)選至少50℃/秒的冷卻速度冷卻至涂覆的溫度。
當(dāng)板由TRIP鋼制成時,帶以過時效溫度被引入過時效區(qū)段中,該過時效溫度通常為約450℃或460℃或在400℃至460℃范圍內(nèi)并且在過時效退出時優(yōu)選地等于涂覆溫度,并且將帶保持在該溫度或該溫度周圍,即在過時效溫度-10℃與過時效溫度+10℃之間持續(xù)通常在20秒與60秒之間的時間。
當(dāng)板由Q&P鋼制成時,帶以通過第一傳送區(qū)段的加熱裝置獲得的過時效溫度被引入過時效區(qū)段中,并且保持在該溫度或約為該溫度(即,在過時效溫度-10℃與過時效溫度+10℃之間)持續(xù)通常在20秒與60秒之間的時間。
如前所述,過時效溫度通常在340℃與480℃之間,并且優(yōu)選地在350℃與480℃之間。此外,過時效溫度與淬火溫度之間的差必須保持小于330℃。
通常,當(dāng)帶被隨后鍍鋅時,在過時效溫度下的保持時間為至少30秒。當(dāng)帶被鍍鋅層擴(kuò)散退火處理時,保持時間優(yōu)選地為至少45秒。
使均熱爐的長度適合于使得保持時間可以是在給定帶在線中的行進(jìn)速度的情況下的特定時間。
第二傳送區(qū)段4包括可控制的冷卻裝置41,該可控制的冷卻裝置41例如存在于吹風(fēng)箱411中,該吹風(fēng)箱411能夠使帶從高于涂覆溫度的過時效溫度冷卻至涂覆溫度,即在高于460℃但低于490℃的溫度之間的溫度,例如在450℃與460℃之間的溫度。對于一些鋼比如DP鋼而言,冷卻裝置41必須能夠使厚度高達(dá)至少2mm的板從在550℃與700℃之間的溫度以優(yōu)選地至少50℃/秒的冷卻速度冷卻。在這種情況下,如果冷卻裝置是吹風(fēng)箱411,這些吹風(fēng)箱必須能夠進(jìn)行這種冷卻。如果不需要冷卻,則不可以使用這些裝置。
第二傳送區(qū)段4還包括可控制的快速加熱裝置42,比如感應(yīng)加熱器,該可控制的快速加熱裝置42能夠?qū)男∮谕扛矞囟鹊倪^時效溫度加熱至涂覆溫度,即從小于460℃但高于340℃的溫度到例如在450℃與460℃之間或400℃至460℃的溫度。如果不需要加熱,則不必使用這些加熱裝置。
熱浸涂覆區(qū)段5包括至少本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的液態(tài)金屬浴51、合金化裝置52和冷卻裝置53。熱浸涂覆區(qū)段5還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員還已知的鍍后冷卻(after-pot-cooling,或APC)區(qū)段54、55。
液態(tài)金屬浴例如是用于鍍鋅或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的液態(tài)鋅或液態(tài)鋅合金的浴。
合金化裝置是能夠使帶保持在通常在480℃至570℃之間的合金化溫度下的爐,并且在帶被鍍鋅層擴(kuò)散退火處理時使用。
通過該線,能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)于生產(chǎn)DP鋼板、TRIP鋼板或Q&P鋼板所需的熱循環(huán)。這些循環(huán)的溫度對時間的圖在圖2中示出。
對于Q&P鋼而言,帶在退火區(qū)段1中被加熱至在795℃與910℃之間的退火溫度AT,并且保持101在該溫度下。然后,在第一傳送區(qū)段中,帶被快速冷卻102至在140℃與355℃之間的淬火溫度QT,然后再加熱102a或102b至在340℃與490℃之間的過時效溫度。然后,在過時效區(qū)段中,帶被保持103a或103b在可以高于、低于或等于涂覆溫度的過時效溫度下。
然后,如果過時效溫度不等于涂覆溫度,則帶被冷卻104a或加熱104b至涂覆溫度。
帶通過鍍鋅50、50a或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理50、50b被涂覆。
對于TRIP鋼而言,帶被加熱至在830℃與870℃之間的退火溫度并且保持201在此溫度下,在退火區(qū)段1中,然后帶在第一傳送區(qū)段2中被冷卻202至約為涂覆溫度的約450℃的過時效溫度。然后,帶在過時效區(qū)段3中被保持203在此溫度下并且?guī)г诓桓淖兤錅囟然蛲ㄟ^在必要時對其進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下穿過第二傳送區(qū)段4。隨后,帶例如通過鍍鋅或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理來涂覆。
對于DP鋼而言,在退火區(qū)段1中,帶被加熱至例如在770℃與840℃之間的退火溫度,并且保持301在該溫度下。然后,帶在不加熱或不強(qiáng)制冷卻302的情況下穿過第一傳送區(qū)段2以便在650℃或甚至550℃與700℃之間的溫度TDP下被引入過時效區(qū)段3中。在一個實施方案中,在過時效區(qū)段中,帶的溫度有規(guī)律地降低303至涂覆溫度。在第二傳送區(qū)段中,帶的溫度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后,帶例如通過鍍鋅或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理來涂覆。在另一實施方案中,在過時效區(qū)段中,帶的溫度被保持303’在溫度TDP或大約此溫度下。在第二傳送區(qū)段4中,對高達(dá)至少2mm的所有規(guī)格而言,帶以優(yōu)選地為至少50℃/秒的冷卻速度被冷卻304。然后,帶例如通過鍍鋅或鍍鋅層擴(kuò)散退火處理來涂覆。
應(yīng)當(dāng)指出的是,熱浸涂覆不一定是鋅涂層,而是可以是所有類型的熱浸涂覆金屬涂層。
由于處理線的所有區(qū)段是獨(dú)立可控制的,因此能夠在同一處理線上連續(xù)生產(chǎn)由TRIP鋼、DP鋼和Q&P鋼制成的各種板。