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TWI653361B - 金屬被覆鋼帶的製造方法 - Google Patents

金屬被覆鋼帶的製造方法 Download PDF

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TWI653361B
TWI653361B TW102137510A TW102137510A TWI653361B TW I653361 B TWI653361 B TW I653361B TW 102137510 A TW102137510 A TW 102137510A TW 102137510 A TW102137510 A TW 102137510A TW I653361 B TWI653361 B TW I653361B
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阿隆Ｋ 紐飛爾德
羅絲Ｍ 史密斯
喬夫 泰普塞爾
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澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司
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Abstract

本發明揭示出一種在鋼帶上形成金屬合金被覆以形成一金屬合金被覆鋼帶的方法。該方法包括一熱浸塗步驟，其將鋼帶浸入熔融金屬合金槽中及在該鋼帶的曝露表面上形成一金屬合金被覆。該金屬合金被覆帶從該金屬被覆槽露出後，在該金屬合金被覆上形成如於本文中所定義的原生氧化層。該方法包括控制該方法的熱浸塗步驟下游及/或選擇該金屬被覆組成物，以在該下游步驟期間於該金屬合金被覆上維持該原生氧化層至少實質上完整。

Description

金屬被覆鋼帶的製造方法 發明領域
本發明係關於一種金屬帶之製造，典型為具有抗腐蝕性金屬合金被覆的鋼帶。
本發明特別關於一種帶之製造，典型為鋼帶，雖然決非唯一，其具有抗腐蝕性金屬合金被覆，其在該合金中包含鎂作為主要元素之一。
本發明特別關於一種帶之製造，典型為鋼帶，雖然決非唯一，其具有抗腐蝕性金屬合金被覆，諸如Zn-Mg基底合金、Al-Mg基底合金及Al-Zn-Mg基底合金。
特別是，本發明係關於一種形成金屬合金被覆的熱浸金屬被覆方法，其中在該帶上於該合金中包含鎂作為主要元素之一，其中該方法包括將未被覆的帶浸入熔融合金槽中及在該帶上形成一合金被覆。
依末端用途應用而定，該金屬被覆帶可例如以聚合塗料塗裝在該帶的一或二表面上。就這一點而言，該金屬被覆帶可自身出售如為末端產物，或可具有一塗佈至一或二表面的塗料被覆而出售如為經塗裝的末端產物。
發明背景
一種在澳洲(Australia)及別處廣泛使用於建築產品，特別是成型壁(profiled wall)及屋頂薄板的耐腐蝕性金屬合金被覆，其係一種Al-Zn合金被覆組成物，更特別的是，一種從55%Al-Zn合金形成的被覆，其亦在該合金中包含Si。該成型薄板通常藉由冷形成經塗裝的金屬合金被覆帶而製造。典型來說，該成型薄板係藉由輥軋形成該經塗裝的帶而製造。
已經在專利文獻中提出將Mg添加至此已知的55%Al-Zn合金有數年，參見例如以Nippon Steel Corporation的名義之美國專利6,635,359。
另一種在該專利文獻中描述然而無法在澳洲商業購得之Al-Zn-Si-Mg合金被覆係從Al-Zn-Si-Mg合金形成，其包括下列，以重量%計：Al：2至19%、Si：0.01至2%、Mg：1至10%、剩餘部分係Zn及無法避免的雜質。該合金被覆係以Nippon Steel Corporation的名義在澳洲專利758643中描述及主張，其發表名稱係”具有優良的抗腐蝕性之電鍍鋼產物、電鍍鋼薄片及預被覆鋼薄片(Plated steel product,plated steel sheet and precoated steel sheet having excellent resistance to corrosion)”。
已經建立出當Mg係包含在Al-Zn合金被覆組成物中時，Mg在產品性能上引起某些有益的效應，諸如改良切割邊緣保護。
本申請人已在關於在帶諸如鋼帶上的 Al-Zn-Si-Mg合金被覆上進行大量研究及開拓。本發明係此研究及開拓的部分結果。
上述討論不採用作為在澳洲及別處的共同常識之承認。
發明概要
與本發明有關聯的研究及開拓工作包括一系列在本申請人的金屬被覆線上之工廠試驗，以便調查在這些金屬被覆線上於鋼帶上形成特別的金屬合金被覆，換句話說Al-Zn-Si-Mg合金被覆的耐久性。該工廠試驗已發現與習知的Al-Zn被覆比較，該Al-Zn-Si-Mg合金被覆與在金屬被覆線上使用來冷卻於該被覆帶離開熔融合金槽後在帶上的金屬合金被覆之淬火水具有更加高的反應性。更特別的是，本申請人發現：(a)與習知Al-Zn被覆的情況比較，Al-Zn-Si-Mg合金被覆有較多溶解進淬火水中；(b)該金屬合金被覆的較大溶解可造成從該被覆之曝露表面移除如於本文中所描述的耐腐蝕性原生氧化層；(c)從該Al-Zn-Si-Mg合金被覆之表面移除該原生氧化層會曝露出Al-Zn-Si-Mg合金被覆，其腐蝕在該被覆帶的表面中造成缺陷，諸如裂縫、凹坑、黑斑、空洞、溝槽及斑點；及(d)該表面缺陷在隨後使用鈍化溶液來鈍化該被覆帶之效率上具有負面衝擊。
用語”原生氧化物”於本文中經了解意謂著在該金屬合金被覆的表面上形成的第一種氧化物，其化學組成本質上依該金屬合金被覆的組成物而定。
更特別的是，本申請人已發現當該被覆帶經該金屬被覆槽的下游加工時，就防止下面金屬合金被覆層腐蝕來說，該原生氧化層係重要的。特別是，本申請人已發現維持該原生氧化層至少實質上完整係重要的，以便維持具有合適於使用鈍化溶液來鈍化的表面品質之金屬合金被覆層。更特別的是，本申請人已發現完全移除該原生氧化層可導致該金屬合金被覆在下游鈍化步驟前腐蝕，其中該腐蝕包括下列表面缺陷之任何一種：裂縫、凹坑、黑斑、空洞、溝槽及斑點。
本申請人已認知到上述問題不侷限在Al-Zn-Si-Mg合金被覆，而是通常擴大至包含Mg的合金之金屬合金被覆，因此在被覆帶上於下游加工操作諸如水淬火中具更高的反應性。
根據本發明，有提供一種在鋼帶上形成金屬合金被覆以形成一金屬合金被覆鋼帶的方法，該方法包括一熱浸塗步驟，其將鋼帶浸入熔融金屬合金槽中及在該鋼帶的曝露表面上形成一金屬合金被覆，其中當其從該金屬被覆槽露出時，於該金屬合金被覆帶的金屬合金被覆上形成一如於本文中所定義的原生氧化層，及該方法包括控制該方法的熱浸塗步驟下游及/或選擇該金屬被覆組成物，以在該金屬合金被覆上維持至少實質上完整的原生氧化層。
該控制步驟可係任何合適的步驟。
該控制步驟可係在一或多於一個下游方法步驟中的特別操作條件。
該控制步驟可係該金屬合金被覆組成物之組成物的選擇，以最小化在該方法之金屬被覆槽下游的步驟中原生氧化層之移除。
該控制步驟可係在一或多於一個下游方法步驟中的特別操作條件與該金屬合金被覆組成物之組成物的選擇之組合。
該方法可包括一以鈍化溶液處理該金屬合金被覆帶的步驟，及該方法可包括在該熱浸塗佈步驟與該鈍化步驟間控制該方法，以在該金屬合金被覆上維持該原生氧化層至少實質上完整。
該方法可包括以冷卻水冷卻該金屬合金被覆帶的步驟，及控制該熱浸塗步驟的下游條件之步驟可包括控制該水冷卻步驟，以在該金屬合金被覆上維持該原生氧化層至少實質上完整。本申請人已發現pH控制、溫度控制及冷卻水的特定化學組成物之一或多於一種可最小化在該金屬合金被覆帶上的原生氧化層移除。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制在pH 5-9的範圍。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至低於8。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至低於 7。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的pH控制至高於6。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制在25-80℃的範圍。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於70℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於60℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於55℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於50℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至低於45℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於30℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於35℃。
該帶冷卻步驟可包括將冷卻水的溫度控制至高於40℃。
該帶冷卻步驟可包括藉由將酸加入至冷卻水控制pH。
該帶冷卻步驟可包括藉由加入酸及其它鹽、緩衝 劑、潤溼劑、界面活性劑、耦合劑等等來控制pH。
以實施例說明之，該酸可係任何合適的酸，諸如磷酸及硝酸。
該帶冷卻步驟可係一水淬火步驟。
該帶冷卻步驟可係一封閉回路，其中水係經由一循環路線循環，其將水供應至該被覆帶，及收集並冷卻該水，且讓該經冷卻的水返回用以冷卻該被覆帶。
該封閉回路可包括一水儲存槽；一噴灑系統，用以將水從該槽供應至該被覆帶；及一熱交換器，用以在水已經噴灑到該帶上後冷卻其。
該帶冷卻步驟可係一開放式回路，其中冷卻水在該冷卻步驟中不再循環。
該帶冷卻步驟可包括控制該操作條件以將該被覆帶冷卻至28-55℃的溫度範圍。
該帶冷卻步驟可包括控制該操作條件以將該被覆帶冷卻至30-50℃的溫度範圍。
除了上述熱浸塗步驟、水冷卻步驟及鈍化步驟外，該方法可包括其它步驟，包括下列步驟之任何一或多個：(a)在熱浸塗步驟前預處理該帶，以清潔該帶；(b)立即在該被覆步驟後控制該被覆帶的厚度；(c)輥軋該被覆帶；及(d)捲繞該被覆帶。
該金屬合金被覆可從Zn-Mg基底合金、Al-Mg基 底合金及Al-Zn-Mg基底合金形成，其中這些合金每種皆包含其它元素諸如Si，及其中該額外元素係蓄意性合金添加物或如為無法避免的雜質的結果。
本申請人特別有興趣之用於被覆的一種金屬合金型式係Al-Zn-Si-Mg合金。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包括下列重量%範圍：
Al：2至19%
Si：0.01至2%
Mg：1至10%
剩餘部分 Zn及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金不侷限至在前述段描述的Al、Zn、Si及Mg元素組成物範圍及通常擴大至Al-Zn-Si-Mg合金組成物。
以實施例說明之，該Al-Zn-Si-Mg合金可包括下 列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：30至60%
Si：0.3至3%
Mg：0.3至10%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包括下列重量%範圍的 Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：35至50%
Si：1.2至2.5%
Mg：1.0至3.0%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
該Al-Zn-Si-Mg合金可包括其它元素，其存在如為蓄意性合金添加物或如為無法避免的雜質。以實施例說明之，該其它元素可包括Fe、Sr、Cr及V之任何一或多種。
以特別的實施例說明之，該其它元素可包括Ca用於在熔融被覆槽中的渣滓控制。
要注意的是，該Al-Zn-Si-Mg合金的凝固(as-solidified)被覆之組成物之程度可與使用來形成該被覆的Al-Zn-Si-Mg合金之組成物不同，此係由於諸如該金屬帶在該被覆製程期間部分溶解進該被覆中的因素。
該鋼可係一低碳鋼。
本發明亦提供一種藉由上述方法製造的金屬合金被覆鋼帶。
該使用來形成Al-Zn-Mg-Si合金被覆鋼帶的被覆 之Al-Zn-Si-Mg合金可包括下列重量%範圍：
Al：2至19%
Si：0.01至2%
Mg：1至10%
剩餘部分 Zn及無法避免的雜質。
該使用來形成Al-Zn-Mg-Si合金被覆鋼帶的被覆之Al-Zn-Si-Mg合金可包括下列重量%範圍的Al、Zn、Si及Mg元素：
Zn：30至60%
Si：0.3至3%
Mg：0.3至10%
剩餘部分 Al及無法避免的雜質。
1‧‧‧去捲繞站
2‧‧‧焊接器
3‧‧‧累積器
4‧‧‧帶清潔部分
5‧‧‧爐組合
6‧‧‧被覆鍋
7‧‧‧冷卻部分
7a‧‧‧被覆帶冷卻室
7b‧‧‧噴灑系統
7c‧‧‧淬火水槽
7d‧‧‧熱交換器
8‧‧‧輥軋部分
10‧‧‧鈍化部分
11‧‧‧捲繞站
本發明進一步藉由實施例伴隨著參照伴隨的圖形而說明，其中：圖1係一圖式圖形，其係根據本發明之方法，用以在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆的連續金屬被覆線；及圖2(a)至2(d)係一曲線圖，其闡明該金屬合金被覆鋼帶樣品的金屬合金被覆表面之X射線光電子光譜分析的結果。
較佳實施例之詳細說明
參照圖1，在使用時，於去捲繞站1處去捲繞一冷軋低碳鋼帶捲，及藉由焊接器2端對端焊接該後續去捲繞的帶長度而形成一連續長度的帶。
然後，讓該帶連續通過累積器3、帶清潔部分4及爐組合5。該爐組合5包括預熱器、預熱還原爐及還原爐。
該帶係在該爐組合5中藉由小心控制包括下列之製程變數來熱處理：(i)在爐中的溫度曲線，(ii)在爐中的還原氣體濃度，(iii)通過該爐的氣體流速，及(iv)在爐中的帶停留時間(即，線速度)。
在爐組合5中的製程變數係經控制，以便從該帶的表面移除氧化鐵殘餘物及從該帶的表面移除殘餘油及鐵細粒。
然後，讓該經熱處理的帶經由輸出噴口向下進入 及通過保持在被覆鍋6中之包含Al-Zn-Si-Mg合金的熔融槽，及被覆該Al-Zn-Si-Mg合金。典型來說，該在被覆鍋6中的Al-Zn-Si-Mg合金包含下列，以重量%計：Zn：30至60%、Si：0.3至3%、Mg：0.3至10%、及剩餘部分係Al及無法避免的雜質。要注意的是，該Al-Zn-Si-Mg合金可包含其它範圍的這些元素。亦要注意的是，該Al-Zn-Si-Mg合金可包含其它元素作為蓄意性添加物或如為雜質。例如，該被覆鍋6亦可包含Ca用於在熔融槽中的渣滓控制。該Al-Zn-Si-Mg合金在被覆鍋中於經選擇的溫度下藉由使用加熱電感應器(未顯示)維持熔融。在該槽中，該帶繞著導輥通過及向上地從該槽中取出。線速度係經選擇以提供一經選擇在該被覆槽中的帶沈浸時間。該帶的二表面當通過該槽時，係由該Al-Zn-Si-Mg合金被覆。
在離開被覆槽6後，該帶垂直通過一氣體擦拭站(無顯示)，在此處其被覆表面係接受擦拭氣體噴射以控制該被覆的厚度。
當該被覆帶移動通過該氣體擦拭站時，該Al-Zn-Si-Mg合金被覆的曝露表面氧化，及在該被覆的曝露表面上形成一原生氧化層。如上述指示出，原生氧化物係在該金屬合金被覆的表面上形成的第一種氧化物，其化學組成本質上依該金屬合金被覆的組成物而定，包括Mg氧化物、Al氧化物及小量Al-Zn-Si-Mg合金被覆的其它元素之氧化物。
然後，讓該被覆帶通過冷卻部分7及藉由水淬火 步驟接受強迫冷卻。該強迫冷卻可在水淬火步驟前包括一通風冷卻步驟(無顯示)。以實施例說明之，該水淬火步驟係一封閉回路，其收集噴灑到被覆帶上之水，然後冷卻用以重複利用來冷卻該被覆帶。該冷卻部分7包括一被覆帶冷卻室7a；一噴灑系統7b，其當該被覆帶移動通過該冷卻室7a時，將水噴灑到其表面上；一淬火水槽7c，其用以儲存從冷卻室7b收集的水；及一熱交換器7d，其用以在將來自淬火水槽7c的水轉移至噴灑系統7b前，冷卻該水。根據本發明的一個具體實例，(a)將該供應至噴灑系統7b的冷卻水之pH控制在pH 5-9的範圍，典型在6-8的範圍；及(b)將該供應至噴灑系統的冷卻水之溫度控制在30-50℃的範圍。本申請人已發現控制步驟(a)及(b)二者最小化在被覆帶上的Al-Zn-Si-Mg合金被覆之原生氧化層移除。
以實施例說明之，可藉由在淬火水槽7c的溢流槽中使用pH探針及溫度感應器達成該pH及溫度控制，及將來自該探針/感應器的資料供應至PLC及計算將pH維持在預定的pH及水溫設定點所需要的酸添加物，於此調整任何酸添加物及溫度以便將在淬火水槽7c中的水控制至pH及溫度的設定點。此非達成pH及溫度控制的唯一可能選擇。
以實施例說明之，亦可藉由使用一次通過式水冷卻系統達成pH、溫度及化學成分控制，其中該淬火水不再循環及該輸入水具有如上所述的pH及溫度性質。
然後，讓該經冷卻的被覆帶通過一調理該被覆帶之表面的輥軋部分8。此部分可包括一或多個表皮光軋(skin pass)及拉力整平操作。
然後，讓該經調理的帶通過鈍化部分10及被覆一鈍化溶液以提供該帶具有抗潮溼儲存及早期消光的程度。
之後，在捲繞站11處捲繞該被覆帶。
如上述討論，本申請人已進行關於在鋼帶上的Al-Zn-Si-Mg合金被覆之大量研究及開拓工作。
如上述討論，本申請人已在該研究及開拓工作中發現，當該金屬合金被覆帶移動通過該氣體擦拭站時所形成的原生氧化層，當該被覆帶係經該槽的下游加工時，就最小化下面金屬合金被覆之腐蝕來說，其係重要的。
特別是，本申請人已發現維持該原生氧化層至少實質上完整係重要的，以便維持該金屬合金被覆具有合適於使用鈍化溶液鈍化的表面品質。
更特別的是，本申請人已發現完全移除原生氧化層可導致該金屬合金被覆在下游鈍化步驟前腐蝕，其中該腐蝕包括下列表面缺陷之任何一種：裂縫、凹坑、黑斑、空洞、溝槽及斑點。
與原生氧化物問題有關聯的研究及開拓工作包括X射線光電子光譜(XPS)深度曲線分析，以評估一系列金屬合金被覆表面的狀態。
圖2(a)至2(d)的曲線圖係多種材料的XPS分析結果，其表示出一組可能的金屬被覆表面狀態。
圖2(a)之曲線圖係在本申請人的研究設備處於熱浸漬方法模擬器(HDPS)上所製造的Al-Zn-Si-Mg合金被 覆鋼面板之表面的XPS深度曲線。HDPS係由Iwatani International Corp(Europe)GmbH為本申請人的專利說明書之目的而製造的技術現況單元。該HDPS單元包括熔融金屬鍋爐、紅外線加熱爐、氣體擦拭噴嘴、淘渣(de-drossing)機制、氣體混合及露點管理功能、及電腦化自動控制系統。該HDPS單元能模擬在習知金屬被覆線上的典型熱浸漬循環。圖2(a)的水平軸標記出”蝕刻時間”，其指為在分析時的蝕刻時間及指示出該被覆之離被覆表面的深度。在圖形中的每條線指示出在該被覆中的不同原子組分。圖2(a)指示出在Al-Zn-Si-Mg合金被覆鋼面板上偵測到大約9奈米厚的薄氧化物層。該氧化物層主要由鋁及鎂氧化物組成。該HDPS具有氣體冷卻但是無水淬火，因此該氧化物層係該熔融被覆於高溫下在表面上形成氧化物的典型。該氧化物層的一個特徵為存在小部分的氧化鈣(~2原子%的Ca)，其產生自低程度在熔融被覆槽中用於渣滓控制的Ca添加物。該氧化物由本申請人描述為”原生氧化物”，因為其係在該金屬被覆表面上形成的第一氧化物及其化學組成本質上與該金屬被覆的組成物相依。
圖2(b)的曲線圖係在本申請人的金屬被覆線之一上所製造的Al-Zn-Si-Mg合金被覆鋼面板表面之XPS深度曲線，其中在製造回路中有一水淬火步驟及該淬火水的pH及溫度係經控制。該pH係以硝酸添加物控制至pH 5-8及該溫度係控制至35-55℃。圖2(b)顯示出僅有小部分原生氧化物由於該水淬火而移除。但是，Ca之存在指示出該原生氧 化物未完全移除。再者，下面Al-Zn-Si-Mg合金被覆無腐蝕。圖2(b)亦明顯地指示出在特別的水淬火條件下，維持一部分的原生氧化層係可能的。
圖2(c)的曲線圖係在本申請人的另一條金屬被覆線上所製造之Al-Zn-Si-Mg合金被覆鋼面板表面的XPS深度曲線，其中在製造回路中亦有一水淬火步驟。該pH係控制成pH 5-8及該溫度係控制成35-55℃。圖2(c)顯示出該水淬火的條件使得有部分原生氧化層移除及Ca的偵測程度低於在圖2(a)或2(b)中者。大概在該淬火製程期間或遵循其，於Al-Zn-Si-Mg合金被覆表面上形成一些新的氧化物。然而，該Al-Zn-Si-Mg合金被覆的下面結構無腐蝕攻擊。
圖2(d)的曲線圖係在本申請人的更另一條金屬被覆線上所製造之Al-Zn-Si-Mg合金被覆鋼面板表面的XPS深度曲線，其中在製造回路中亦有一水淬火步驟。該pH係控制成大於pH 9及該溫度係控制成大於50℃。圖2(d)顯示出該水淬火條件產生完全移除原生氧化層及在Al-Zn-Si-Mg合金被覆的下面結構上有明顯的腐蝕攻擊。在金屬被覆表面上形成的新氧化物層其特徵為在該層中實質上存在氧化鋅(腐蝕產物)及更大的層厚度。此產生令人不滿意的鈍化結果。
參照圖2(a)至2(d)所描述的研究及開拓工作指示出維持金屬合金被覆的下面結構之完整性的水淬火條件允許金屬合金被覆達成令人滿意的鈍化結果，然而對該金屬被覆的下面結構造成任何腐蝕攻擊的水淬火條件減弱該金 屬合金被覆被合適地鈍化的能力。
可對上述發明製得許多改質而沒有離開本發明之精神及範圍。
以實施例說明之，雖然顯示在圖1中之金屬被覆線的具體實例包括一包含水噴灑的被覆帶冷卻部分7，本發明不如此限制及可擴展至任何合適的水冷卻系統，諸如浸泡槽。
藉由進一步實施例說明之，雖然本發明與圖形相關之說明集中在控制於金屬被覆線中之水冷卻步驟，本發明不如此限制及該控制可其它方面達成，及可例如包括選擇形成更具抗性的原生氧化層之金屬合金被覆組成物。

Claims (15)

  1. 一種在鋼帶上形成Al-Zn-Si-Mg合金被覆以形成一金屬合金被覆鋼帶的方法，其中該Al-Zn-Si-Mg合金包括下列重量%範圍：30至60%的Zn、0.3至3%的Si、0.3至10%的Mg、及無法避免的雜質；該方法包括(a)一熱浸塗步驟，其將鋼帶浸入熔融Al-Zn-Si-Mg合金槽中及在該鋼帶的曝露表面上形成該Al-Zn-Si-Mg之一金屬合金被覆，其中在該金屬合金被覆從該金屬被覆槽露出後，該金屬合金被覆帶之曝露表面氧化及於該金屬合金被覆帶之該金屬合金被覆上形成一原生氧化層；及(b)一以冷卻水冷卻該包含該原生氧化層之金屬合金被覆鋼帶的步驟，且該方法包括將冷卻水的pH控制在pH 5-9的範圍，及將冷卻水的溫度控制在30-80℃的範圍，及在該鋼帶冷卻步驟控制冷卻水之化學組成，以便在下游步驟期間維持在該金屬合金被覆上的原生氧化層完整。
  2. 如請求項1之方法，其包括一以鈍化溶液處理該金屬合金被覆帶的步驟，且該方法包括在該熱浸塗步驟與鈍化步驟間進行控制以維持在該金屬合金被覆上的原生氧化層至少實質上完整。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的pH控制至低於8。
  4. 如請求項3之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的pH控制至低於7。
  5. 如請求項4之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的pH控制至高於6。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的溫度控制至低於70℃。
  7. 如請求項5之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的溫度控制至低於60℃。
  8. 如請求項6之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的溫度控制至低於55℃。
  9. 如請求項7之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的溫度控制至低於50℃。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括將冷卻水的溫度控制至高於40℃。
  11. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括藉由將酸加入至冷卻水來控制pH。
  12. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括藉由將酸加入至該冷卻水來控制該化學成分及pH。
  13. 如請求項1或2之方法，其中該帶冷卻步驟包括控制該操作條件以將該被覆帶冷卻至30-50℃的溫度範圍。
  14. 如請求項1或2之方法，其中該原生氧化層包含Mg氧化物、Al氧化物、及小量Al-Zn-Si-Mg合金被覆的其它元素之氧化物。
  15. 一種金屬合金被覆鋼帶，其係藉由如請求項1或2之方法所製造。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI653362B (zh) * 2012-10-17 2019-03-11 澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司 金屬被覆鋼帶的製造方法
CN104736737A (zh) * 2012-10-18 2015-06-24 蓝野钢铁有限公司 金属镀覆钢带的制造方法
MY194750A (en) 2017-01-27 2022-12-15 Nippon Steel Corp Metallic coated steel product
CA3057007A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Nippon Steel Corporation Surface treated steel sheet
DE102020208991A1 (de) 2020-07-17 2022-01-20 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs und schmelztauchbeschichtetes Stahlblech

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3845540A (en) * 1972-04-28 1974-11-05 Maneely Illinois Hot galvanizing process and apparatus
JPS53132437A (en) * 1977-04-26 1978-11-18 Nippon Steel Corp Continuous treatment facilities for cold rolled steel band
US4165401A (en) * 1977-08-29 1979-08-21 Davis Walker Corporation Recovery of suspended particulate metal from quench water
JPS58177446A (ja) * 1982-04-09 1983-10-18 Nisshin Steel Co Ltd 耐食性および塗装性に優れた溶融合金めつき鋼板の製造方法
US4401727A (en) * 1982-06-23 1983-08-30 Bethlehem Steel Corporation Ferrous product having an alloy coating thereon of Al-Zn-Mg-Si Alloy, and method
JPS59104463A (ja) * 1982-12-06 1984-06-16 Nippon Steel Corp 溶接性に優れた溶融亜鉛メツキ鋼板の製造方法
JPS59226161A (ja) * 1983-06-02 1984-12-19 Nippon Steel Corp 防錆性制振鋼板及びその製造方法
CA1274754A (en) * 1985-09-06 1990-10-02 Gary A. Reghi Passivation process and composition for zinc-aluminum alloys
US4812175A (en) * 1985-09-06 1989-03-14 Parker Chemical Company Passivation process and copmposition for zinc-aluminum alloys
US4812371A (en) * 1986-11-17 1989-03-14 Nippon Steel Corporation Zn-Al hot-dip galvanized steel sheet having improved resistance against secular peeling of coating
JPS63297576A (ja) * 1987-05-29 1988-12-05 Nisshin Steel Co Ltd 耐黒変性に優れた溶融めっき鋼板の製造方法
JPS6428351A (en) * 1987-07-23 1989-01-30 Nisshin Steel Co Ltd Method for hot dip aluminizing hardly aluminizable steel sheet
JPH0718399A (ja) * 1993-07-06 1995-01-20 Parker Corp:Kk ミニマムスパングル亜鉛メッキ鋼板の製造方法
JPH10265926A (ja) * 1997-03-25 1998-10-06 Nisshin Steel Co Ltd 耐食性および表面外観の良好な溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼帯の製造法
JP3879268B2 (ja) 1998-08-28 2007-02-07 住友金属工業株式会社 成形性と溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法
JP3769197B2 (ja) * 2000-02-29 2006-04-19 新日本製鐵株式会社 高耐食性めっき鋼材およびその製造方法
NZ528816A (en) * 2002-07-24 2005-10-28 Nisshin Steel Co Ltd Zinc-based hot-dip galvanized steel sheet excellent in retention of gloss
US6677058B1 (en) * 2002-07-31 2004-01-13 Nisshin Steel Co., Ltd. Hot-dip Zn plated steel sheet excellent in luster-retaining property and method of producing the same
KR100817735B1 (ko) * 2003-09-16 2008-03-31 닛신 세이코 가부시키가이샤 광택 유지성이 양호한 용융 Ｚｎ 기본 도금 강판의 제조방법
DE102004041142A1 (de) * 2004-08-24 2006-03-02 Basf Ag Verfahren zum Passivieren von metallischen Oberflächen unter Verwendung von Itaconsäure Homo- oder Copolymeren
DE102004052482A1 (de) * 2004-10-28 2006-05-11 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen eines korrosionsgeschützten Stahlblechs
MY141385A (en) * 2005-04-05 2010-04-30 Bluescope Steel Ltd Metal-coated steel strip
JP2010501731A (ja) * 2006-08-29 2010-01-21 ブルースコープ・スティール・リミテッド 金属被覆鉄ストリップ
JP5655263B2 (ja) * 2007-09-19 2015-01-21 新日鐵住金株式会社 溶融Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼材
JP5815947B2 (ja) * 2008-02-07 2015-11-17 ブルースコープ・スティール・リミテッドＢｌｕｅｓｃｏｐｅ Ｓｔｅｅｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ コーティングをスチールストリップ上に生成する方法
AU2009225257B9 (en) 2008-03-13 2020-05-07 Bluescope Steel Limited Metal-coated steel strip
KR101126014B1 (ko) 2009-08-07 2012-03-19 주식회사 엠.이.시 합금화 용융아연도금강판의 제조방법
MX2012005996A (es) * 2010-02-18 2012-08-08 Nippon Steel & Sumikin Coated Acero elaborado por inmersion en caliente y metodo para producirlo.
WO2013056305A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Bluescope Steel Limited Metal-coated steel strip
TWI653362B (zh) * 2012-10-17 2019-03-11 澳大利亞商布魯史寇普鋼鐵有限公司 金屬被覆鋼帶的製造方法
CN104736737A (zh) * 2012-10-18 2015-06-24 蓝野钢铁有限公司 金属镀覆钢带的制造方法

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