專利名稱：雙面搪瓷用熱軋鋼板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種雙面搪瓷用熱軋鋼板，并涉及一種該熱軋鋼板的生產方法，屬于鐵基合金技術領域。
背景技術：
將鋼板與瓷釉經高溫搪燒復合而成的搪瓷鋼板，既易成形并可制作復雜結構件，又具有耐磨、耐腐蝕、表面光潔美觀的特點，其應用領域也從生活用品向工業用品方向發展延伸，因而對搪瓷鋼板的使用性能及特性要求越來越高。現有的熱軋搪瓷專用鋼板，一般只能進行普通質量要求的單面搪瓷加工，如熱水器搪瓷內膽用鋼板；在進行雙面搪瓷加工后，魚鱗爆缺陷比例較高，不能滿足雙面搪瓷鋼構件的要求(如污水處理池的大型拼裝結構件就需用雙面搪瓷鋼板制作)。 現有的冷軋鋼板能夠滿足雙面搪瓷要求，但在鋼板厚度規格、強度性能和生產制造成本上受到一定的限制。經檢索，目前已有關于雙面搪瓷用熱軋鋼板報道。如公開號CN101353758A的中國專利和公開號CN101353756A的中國專利分別公開了一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板和搪瓷用熱軋高強度鋼板及其制造方法，這兩份專利均涉及C含量較高的高強度熱軋鋼板，但其P、S含量都較高，影響鋼板深沖性能。又如公開號CN1966753A的中國專利公開的一種熱軋雙面搪瓷用鋼板及其制造方法，該專利涉及的鋼板依賴高含量的Ti作為氫陷阱，且追求極低的S含量，因此會增加煉鋼成本。

發明內容
本發明解決的技術問題是提出一種具有良好雙面搪瓷加工性能、搪瓷后強度性能變化小和生產成本低的雙面搪瓷用熱軋鋼板。為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案之一是一種雙面搪瓷用熱軋鋼板，所述熱軋鋼板含有的成分和質量百分比含量為C :0. 02 0. I %、Si彡0. I %、Mn :0. 2 I. 0%、P 彡 0. 02%, S :0. 005 0. 035%, Als :0. 01 0. 1%、N :0. 002 0. 01%、Ti :0. 01 0. 1%、Sb :0. 01 0. 05%，余量為鐵和不可避免雜質。為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案之二是一種雙面搪瓷用熱軋鋼板的生產方法，包括煉鋼工序和熱軋工序，其特征在于所述煉鋼工序中控制所述熱軋鋼板的成分和質量百分比含量為c 0. 02 0. l%,Si ^ 0. l%,Mn :0. 2 I. 0%、P彡0. 02%,S 0. 005 0. 035%,Als :0. 01 0. 1%、N :0. 002 0. 01%,Ti :0. 01 0. l%,Sb :0. 01
0.05%，余量為鐵和不可避免雜質；所述熱軋工序中控制連鑄板坯加熱溫度是1150 1230°C，控制精軋入口溫度為1020±20°C，控制終軋溫度為840 920°C，控制卷取溫度為550 650 °C。上述本發明技術方案中化學組成的理論依據是[碳]:C是鋼的最經濟的強化元素，也是鋼中冶煉時必然存在的元素。當C含量大于0. I %時，搪瓷魚鱗爆的機率就變大；從防止魚鱗爆角度考慮，希望C含量越低越好。但C含量太低，又會造成煉鋼投入的成本增加，同時，還會造成鋼板強度的降低。因此，本發明技術方案選擇C的質量百分比含量為0. 02 0. I %。[硅]:Si也是鋼種常用的經濟性強化元素之一，且是鋼冶煉過程中必然存在的元素。Si含量增加，會增中煉鋼工序成本，同時，也會造成鋼板表面氧化鐵皮難去除的問題。一般煉鋼工序中可以容易將其控制在<0. 1%以內；因此本發明技術方案選擇Si的質量百分比含量< 0. I % O[錳]:Mn也是鋼種常用強化元素之一，Mn含量太低，易造成連鑄漏鋼的風險增加，不利于煉鋼工序的連鑄生產；增加Mn含量必然造成煉鋼工序的成本增加。因此，根據用戶對鋼板強度性能要求，可以在質量百分比含量0.2 1.0%范圍之內選擇Mn的最經濟范圍。 [磷]:P也是鋼冶煉過程中必然存在的元素，但對鋼板的深沖性能有一定的影響，而且P元素是一種易于偏析的元素，最好是越低越好，但考慮脫P會增加煉鋼工序的成本，控制較低的P含量有一定的困難，因此，本發明技術方案選擇P的質量百分比含量(0. 02%。[硫]:S也是鋼冶煉過程中必然存在的元素，對鋼板的深沖性能較大的影響，含量越低越好，但脫S會增加煉鋼工序的成本。本發明技術方案充分利用S元素和Ti、C、Sb等元素生成相應的化合物，如生成的Ti4C2S2 二相粒子，可以有利于防目搪瓷魚鱗爆缺陷的發生。但S元素含量過高會影響連鑄的生產，造成漏鋼風險的增加。本發明技術方案選擇S的質量百分比含量為0. 005 0. 035%。[鋁]:A1主要用作轉爐煉鋼脫氧，其脫氧產物為Al2O3可與鋼渣結合后被去除，而保留在鋼中的為Als。鋼中適合的含量Als可以保證鋼的潔凈度；同時，Als也可以起到細化晶粒的作用。但Als含量增加會造成煉鋼成本的增加，也給連鑄的生產組織帶來困難。本發明技術方案選擇Als的質量百分比含量為0.01 0. I %。[氮]:N是轉爐煉鋼生產附帶產物，可以充分利用，鋼中的N與Ti、C生產細小的，彌散的二相粒子Ti (CN)化合物，對預防搪瓷魚鱗爆缺陷的生產有利。本發明技術方案選擇N的質量百分比含量為0. 002 0.01%。[鈦]:Ti是生產二相粒子的主要元素之一，根據有關文獻報導，Ti元素的添加量應為C的2. 2 5倍，其添加量通常需大于0. 1%。但Ti元素彡0. I %時，因Ti元素是強脫氧元素，在鋼水中易氧化生產高熔點的氧化物，對連鑄的生產組織造成較大的困難；同時，鋼中Ti元素含量高，在熱軋生產過程中溫度控制要求較高，而且產品的強度性能波動非常大。因此，從生產容易實現的角度考慮，希望Ti元素含量不能太高。本發明技術方案充分利用鋼中的N、S元素的作用，可以起到替代Ti元素的作用，達到降低Ti元素含量的目的。本發明技術方案選擇Ti的質量百分比含量為0. 01 0. I %，這也是最經濟，也是生產中最容易實現的控制范圍。[銻]適量的Sb元素在鋼的生產過程中可在鋼的表面富集，抑制高溫搪燒過程中Fe對H2O的還原，由此減少了氫氣的產生。此外，Sb在界面上對高溫下由Fe、C與H2O還原生產的氫氣燃燒有一定的催化作用，可以消耗部分H，減少了溶于鋼中的H原子的來源，降低了氫氣在瓷層與鋼界面間的富集，因此也降低了搪瓷發生魚鱗爆的風險。本發明技術方案選擇Sb的質量百分比含量為0.01 0. 05%。
[熱軋工藝溫度]當鑄坯的加熱溫度達到1150°C時，鋼坯中析出N、Ti、S相又可回熔；而加熱溫度過高會影響設備使用壽命，且會造成能耗增加；因此本發明技術方案確定連鑄板坯加熱溫度是1150 1230°C。此外，為充分發揮熱連軋機組控軋控冷的優勢以便容易得到雙面搪瓷用鋼需要的組織結構和性能，在常規的熱軋工藝基礎上，本發明技術方案確定精軋入口溫度是1020±20°C，精軋結束溫度是840 920°C，精軋后卷取溫度是550 650。。。上述技術方案之一的改進是所述熱軋鋼板還含有質量百分比含量為0. 01
0.I %的選擇性添加成分V。 在上述技術方案的化學組成中增加V元素的理論依據是因搪燒工藝的特殊性，搪瓷后的冷卻制度會造成熱軋鋼板通過控制控冷工藝強化的效果失效。因此，對強度有要求的搪瓷鋼板，需要添加一定含量的V。V在鋼中的強度機理為析出性強化，可以起到防止鋼板搪瓷后強度降低太大，保證搪瓷鋼板具有較高強度的作用。本發明技術方案選擇性添加V的質量百分比含量為0.01 0. 10%。上述技術方案之一的完善是所述熱軋鋼板熱軋時的連鑄板坯加熱溫度是1150 1230°C，精軋入口溫度是1020±20°C，精軋結束溫度是840 920°C，精軋后卷取溫度是550 650°C。該技術方案之一的完善的理論依據見前述。上述技術方案之二的完善是所述煉鋼工序包括LD (頂底復吹轉爐)、爐外精煉和連鑄板坯；所述熱軋工序包括加熱爐、粗軋、熱卷箱、精軋、冷卻和成卷。上述技術方案之二的進一步完善是所述粗軋后的中間坯經過熱卷箱過渡和均溫后進入7道次精軋。總之，本發明的雙面搪瓷用熱軋鋼板及其生產方法所具有的技術特點和有益效果是I)充分利用煉鋼生產的必然產物C、S、N元素，實現部分替代Ti元素的功能，可以降低Ti元素的加入量，既可以達到防止搪瓷魚鱗爆的目的，又可降低煉鋼成本；而且由于在熱軋后采用以TiC，Ti (CN)析出補充強化鋼種的方式，因此在搪瓷過程中屈服強度下降的幅度要小于采用單一熱軋控軋控冷強化鋼種方式，從而可以獲得良好雙面搪瓷加工性能及搪瓷后強度性能變化小的熱軋鋼板。本發明的熱軋鋼板中的S元素不是以有害雜元素存在的，而是為了在鋼中形成可有效固定和存儲鋼中H原子的Ti4C2S2 二相粒子，使H原子不容易從鋼中逸出，可有效降低搪瓷出現魚鱗爆瓷缺陷的風險。S元素的含量0.005
0.035%，是煉鋼鐵水中自然含量，在轉爐煉鋼工序可以省去脫S準備工序，有利于降低煉鋼工序的生廣制造成本。2) Sb元素的質量百分比為經濟添加量0. 01% 0.05%。可以拓寬Ti元素加入量需滿足Ti/C ^ 2. 2的限制，實現低Ti含量，又能滿足雙面搪瓷工藝要求的目的。3)Ti元素的質量百分比含量0. 01% 0. I %為經濟添加量，既可以降低Ti含量過高連鑄多爐連澆困難和漏鋼風險機率大的問題，同時，又可降低煉鋼成本。4)充分發揮熱連軋機組控軋控冷的優勢，很容易得到雙面搪瓷用鋼需要的組織結構和性能，對熱軋生產組織沒有負面影響。精軋入口溫度為1020±20°C，終軋溫度為的840 920°C，卷取溫度為550 650°C。5)以本發明設計的成分和制造方法制造出的熱軋鋼板，特別適用于雙面搪瓷工藝制造具有良好的搪瓷密著性和抗鱗爆性能的搪瓷結構件(如拼裝搪瓷水箱，太陽能熱水器搪瓷鋼支架)等；也可用于單面搪瓷工藝制造的壓力容器如熱水器的搪瓷內膽等；而且本發明具有合金加入量少、成本經濟合理、生產制造容易實現。


下面結合附 圖對本發明的雙面搪瓷用熱軋鋼板及其生產方法作進一步說明。圖I是本發明實施例的雙面搪瓷用熱軋鋼板進行雙面搪瓷檢測的表面圖片。圖2是現有搪瓷熱軋鋼板進行雙面搪瓷檢測的表面圖片。
具體實施例方式本具體實施方式
的雙面搪瓷用熱軋鋼板按其成分和含量的不同分別含有八個實施例，八個實施例的熱軋鋼板含有的成分和質量百分比含量如表I所示表I熱軋鋼板煉鋼時的成分和質量百分比含量
C Si Mn P S Ti V N Als Sb ^
實例 I 0.086 0.033 0.67 0.012 0.006 0.035 - 0.004 0.041 - 其余 實例2 0.051 0.027 0.74 0.009 0.012 0.015 - 0.006 0.050 - 其余 實例3 0.076 0.024 0.74 0.013 0.011 0.035 - 0.004 0.044 0.035 其余 實例4 0.043 0.021 0.44 0.018 0.013 0.029 - 0.006 0.029 0.031 其余 實例 5 0.036 0.020 0.36 0.009 0.009 0.030 - 0.002 0.034 0.021 其余 實例6 0.027 0.034 0.29 0.018 0.010 0.036 - 0.004 0.028 0.025 其余 實例7 0.029 0.027 0.25 0.015 0.012 0.081 0.04 0.003 0.043 0.04 其余 實例8 0.027 0.021 0.40 0.013 0.010 0.074 0.04 0.004 0.038 0.031 其余本具體實施方式
八個實施例的熱軋鋼板的生產方法，包括煉鋼工序和熱軋工序。煉鋼和熱軋工序包括LD (頂底復吹轉爐)一爐外精煉一連鑄板還一加熱爐一粗軋一熱卷箱一精軋一控制冷卻一卷取成卷。在熱軋工序中，采用常規鑄機生產的210mm板坯，經步進梁加熱爐，將板坯加熱到1150 1230°C，經粗軋機軋制成厚度為24mm 40mm的中間坯，再經熱卷箱過渡和均溫，由7機架精軋機組軋制成I. 55mm 6. Omm的成品；控制精軋入口溫度為1020±20°C，終軋溫度為840 920°C，卷取溫度為550 650°C。上述八個實施例的熱軋鋼板的力學性能檢測結果如表2所示表2力學性能測量結果
權利要求
1.一種雙面搪瓷用熱軋鋼板，其特征在于所述熱軋鋼板含有的成分和質量百分比含量為C 0. 02 0. l%、Si 彡 0. l%,Mn :0. 2 I. 0%、P 彡 0. 02%,S :0. 005 0. 035%,Als 0. 01 0. 1%,N 0. 002 0. 01%,Ti :0. 01 0. l%,Sb :0. 01 0. 05%，余量為鐵和不可避免雜質。
2.根據權利要求I所述熱軋鋼板，其特征在于所述熱軋鋼板還含有質量百分比含量為0. 01 0. 10%的選擇性添加成分V。
3.根據權利要求3所述熱軋鋼板，其特征在于所述熱軋鋼板熱軋時的連鑄 板坯加熱溫度是1150 1230°C，精軋入口溫度為1020±20°C，精軋結束溫度是840 920°C，精軋后卷取溫度是550 650°C。
4.一種雙面搪瓷用熱軋鋼板的生產方法，包括煉鋼工序和熱軋工序，其特征在于所述煉鋼工序中控制所述熱軋鋼板的成分和質量百分比含量為C :0. 02 0. I %、Si彡0. I %、Mn :0. 2 I. 0%,P^ 0. 02%,S :0. 005 0. 035%,Als :0. 01 0. 1%、N :0. 002 0. 01%,Ti :0. 01 0. I %、Sb :0. 01 0. 05%，余量為鐵和不可避免雜質；所述熱軋工序中控制連鑄板坯加熱溫度是1150 1230°C，控制精軋入口溫度為1020±20°C，控制終軋溫度為840 920°C，控制卷取溫度為550 650°C。
5.根據權利要求4所述的生產方法，其特征在于所述煉鋼工序包括頂底復吹轉爐、爐外精煉和連鑄板坯；所述熱軋工序包括加熱爐、粗軋、熱卷箱、精軋、冷卻和成卷。
6.根據權利要求5所述的生產方法，其特征在于所述粗軋后的中間坯經過熱卷箱過渡和均溫后進入7道次精軋。
全文摘要
本發明涉及一種雙面搪瓷用熱軋鋼板及其生產方法，屬于鐵基合金技術領域。該熱軋鋼板及其生產方法是控制熱軋鋼板的成分和質量百分比含量為C0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn0.2～1.0％、P≤0.02％、S0.005～0.035％、Als0.01～0.1％、N0.002～0.01％、Ti0.01～0.1％、Sb0.01～0.05％，余量為鐵和不可避免雜質；同時控制熱軋鋼板的連鑄板坯加熱溫度1150～1230℃，控制精軋入口溫度為1020±20℃，控制精軋結束溫度是840～920℃，控制精軋后卷取溫度是550～650℃。該熱軋鋼板及其生產方法充分利用煉鋼生產的必然產物C、S、N元素來部分替代Ti元素的功能，可以降低Ti元素的加入量；同時添加適量的Sb元素，既可以到防止搪瓷魚鱗爆產生，又可降低煉鋼成本，而且可以獲得良好雙面搪瓷加工性能及搪瓷后強度性能變化小的熱軋鋼板。
文檔編號C22C38/14GK102653847SQ201110052860
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者丁志龍, 劉友榮, 吳浩方, 孫全社, 王進, 韓乃川 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司