制造带电解涂层的热轧钢带的方法和设备 本发明涉及用于制造电镀热轧钢带的方法和设备。
在制造钢制品的过程中，通常在成品上涂覆涂层。其主要目的是使产品防腐。含有锌或锌合金的涂层是防腐涂层领域中使用最广泛的，但是，在衬板领域(packing plate sector)也经常使用含锡或铬的涂层。
在钢带连续镀覆中，两种方法是很重要的：
热浸镀；和
电镀。
在这两种方法中，所用初始原料是冷轧钢带。这种冷轧钢带是用较厚的(通常为1.5-5毫米)热轧钢板在冷轧机中加工的，其中将其轧至0.3-2毫米的最终厚度。
在冷轧该热轧钢板之前，需去除在热轧过程中析出的氧化皮(由各种铁的氧化物组成、厚度为5-20微米的表面层)。通常是在无机酸如硫酸或盐酸中分解该层。该过程称作酸洗，并且在分批或连续的酸洗设备中进行。例如在AT399,517中公开了一种这样的方法。
其目的是将制造钢带中的各个单独的工艺步骤结合，以节约设备成本并提高产品质量。例如，现有技术的状况是将酸洗和冷轧工艺结合在一起。
DE-PS19606305 C1(Mannesmann)公开了另一种在一个设备中进行热轧和酸洗的装置。在所述的冷轧过程中，材料变硬，并且该效果必须在随后的退火过程中消除(reversed)。退火在罩式炉中分批地进行或者在贯通式炉中连续进行。在热浸镀锌中，将退火和镀覆工艺结合在一个带处理设备中进行，其中首先进行退火工艺，然后在另一步骤中通过浸入熔融锌中用锌层镀覆钢带。
将锌和其他金属沉积在钢带上的另一方法是电镀。在这种情况下，将钢带、通常为已退火的冷轧钢带拉过含有溶解地金属离子的电解槽。该钢带通过合适的方式与整流器的负极(阴极)联接，同时与整流器正极联接的金属阳极与该钢带对置放置。通过在两极施加电流，金属离子以金属的形式沉积在钢带上。
例如在AT373,922中公开了这种工艺。在EP580,730(SIKEL)中公开了另一种不同的工艺，这种工艺特别适合由氯化物电极沉积锌合金，因为阳极区域由隔膜与阴极隔膜隔离。
在近几年中，热轧钢带的制造工艺有了显著发展，并且可直接在热轧工艺中制得越来越薄的钢带。结果，热轧钢带可用于很多先前需加工成冷轧钢带的应用场合。但是，这也意味着必须在热轧钢带上涂覆防腐层。因此JP91258210建议以干式方式使热轧钢带去除氧化皮，然后将其进行热浸镀处理。但是，该工艺具有某些缺点，因为干式去除氧化皮工艺是昂贵的，并且因为不再存在任何结合退火和热浸镀工艺的结合点，(这对于冷轧钢带是一个优点)，这是由于无需对热轧钢带退火。
因此，本发明的特征在于将热轧钢带连续地供入全部在一条生产线中的化学酰洗区以及随后的装配电解槽的涂覆区。
本发明一种有利的形态的特征在于使钢带在酸洗和电镀之间进行漂洗。
本发明构造的优越特征在于将盐酸用作酸洗剂，将氯化物电解质作为涂覆剂，但是硫酸也可用作酸洗剂，硫酸盐电解质也可作为涂覆剂。
本发明的再一有利形态的特征在于在酸洗过程中形成的含铁溶液被用作涂覆剂。
本发明构造的优越特征在于从电解槽中排出的溶液至少在酸洗工艺的一个步骤中用作酸洗溶液。
本发明还涉及用于制造电镀的热轧钢带的装置。其特征在于化学酸洗区和含有电解槽的涂覆区结合在一条生产线中，其中化学酸洗区可由漂洗区与电解槽分离。
本方法的优点是，这两种工艺可以在50-90℃较低的温度的水溶液中进行。结果，无需将全部钢带加热至300-500℃，这可显著节约能源。在常规的制造电镀涂覆钢带的方法中，总是需要在酸中快速酸洗钢带作为预处理，主要是保证涂层可较好地粘附在基材上。另外，常规技术需要去油污，因为在中间步骤过程中需要将钢带涂油以防止任何可能的腐蚀。在本发明的方法中，这些工艺步骤也可省略，因为酸洗和涂覆是紧接着进行的(可能由漂洗区分离)。结果节约了化学试剂并减少了所产生的排出物的量。在酸洗过程中形成的硫酸铁或氯化铁溶液(无论如何，在经过如在AT400,042中所述的清洗步骤之后)可部分地用作用于沉积合金涂层如锌-铁合金涂层的电解质的铁源。在氯化物电解质中涂覆这种涂层的工艺例如公开在AT397,663中。
下面基于附图说明本发明，该附图说明了本发明的设备。
将未处理的热轧钢带1送入例如包括两个酸洗槽3和4的化学酸洗区2。在钢带出口处将新酸液5加入酸洗区2中。此处所示的酸洗工艺使用一种酸洗试剂，但是，在每个酸洗槽3和4中均可使用不同的酸。用过的酸6在钢带入口处排出，并进入酸清洗步骤7。可将废酸液8带入酸再生装置，从而可作为新酸而重新加至酸槽中。在化学酸洗2之后，将钢带在漂洗区9清洗以去除粘于其上的酸，并且之后立即送入电镀槽10中进行镀覆，之后，镀覆的钢带11离开该设备并且例如卷成盘卷。
电解质12由制备电解质的溶解区13提供。在酸洗过程中产生的硫酸铁或氯化铁溶液14在经过酸清洗步骤7之后可在此使用并与锌15一起加入。
实施例
在用于电镀金属带的实验设备中，主要包括下列装置：
开卷机，脱脂装置，酸洗设备，镀锌槽，漂洗区，干燥机，绕卷机
使用薄、去氧化皮的热轧钢带，钢带宽度300毫米，厚度1毫米。不使用脱脂装置。
试验1：
在酸洗区用温度为90℃的含有20％硫酸的硫酸溶液处理热轧钢带。在酸洗区端部，用水漂洗钢带。垂直排布的电镀槽装配有涂有IrO2的不溶性钛阳极。电解槽含有硫酸锌电解质，PH值为1.5，温度为55℃。4个阳极(2个位于钢带的上部，2个位于钢带的下部)中的每一个均通入3000A。
在30米/分钟的带速下，涂覆约2微米的锌层。在离开电解槽之后，用水漂洗钢带然后干燥。该产品得到均匀的且银色的光泽表面。
在随后的试验中，表明涂层很好地粘附在表面上。
试验2：
在该试验中，用温度为80℃的浓度16％的盐酸溶液酸洗钢带。钢带不经任何漂洗即进行电镀锌。这些电镀槽装有可溶性的带状锌阳极。电解质是PH值为3的氯化锌溶液。尽管具有约5g/l的铁含量，仍沉积纯锌层。表面甚至比由硫酸盐电解质形成的涂层还亮。检测该涂层的粘附性很好。金相观察也表明酸洗处理是完全的，未检测到残余的氧化皮。
试验3：
在本试验中，酸洗区使用盐酸，并且大约含有100g/l Fe、60g/l HCl，总氯化物190g/l，将来自酸洗区的溶液泵入含有粒状锌的溶解区。
在溶解处理之后，残余的盐酸在分解锌中消耗掉。所提供的溶液具有下列成分：100g/l Fe、54g/l Zn、氯化物190g/l。该溶液在电镀区用作电解质。该电解槽装有不溶性的阳极和隔膜。通过施加电流，在钢带上沉积锌和铁的层。分析得出该层中铁的含量为11-13％。
在试验的后期，将取自电镀槽中的溶液供入酸洗区。这表明在电镀锌区形成的游离酸可用于溶解氧化皮。