CN101586210B

CN101586210B - 高强度搪瓷用钢及其生产和烧搪工艺

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Publication number: CN101586210B
Application number: CN2009100626673A
Authority: CN
Inventors: 王世森; 陆在学; 张云燕; 鄢檀力; 李德发
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: CN101586210A

Abstract

本发明公开了一种高强度搪瓷用钢，其化学成分按重量百分数计为：C：0.01～0.12、Si≤0.03、Mn：0.50～1.00、P≤0.070、S≤0.015、Nb：0.020～0.050、Mo：0.05～0.30、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质；该钢同时还满足10Nb≥Mo、0.30≤10Nb+Mo≤0.50。该钢屈服强度≥360MPa。该钢的生产和烧搪工艺，依次包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、吹氩处理、保护浇铸成板坯、控轧控冷轧成热轧板、酸洗、喷砂、涂搪、高温烧搪的步骤，生产工序简单、生产成本低、涂搪方法多样、搪瓷附着性好、耐高温搪烧。

Description

高强度搪瓷用钢及其生产和烧搪工艺

技术领域

本发明涉及微合金化热轧钢板及钢带的制造技术，具体地指一种高强度搪瓷用钢及其生产和烧搪工艺。

背景技术

搪瓷用钢具有广泛的用途。早期的搪瓷用钢为了保证其冷成型性和搪瓷性能，碳(C)含量一般在0.01％以下，几乎不含碳。在其生产工艺中，需加入价格昂贵的微合金元素，经过热轧、冷轧处理后还要进行脱碳退火处理，所生产的搪瓷用钢不仅强度低(一般屈服强度≤200MPa)、生产工序多、生产周期长、生产成本高，而且由于需要经过退火热处理，钢板表面质量较差，后续涂搪工艺中容易起泡，并容易产生黑点等缺陷。

为了获得性能更好的搪瓷用钢，在本发明申请之前，ZL90102120.2号中国发明专利说明书公开了一种《搪瓷用钢板及其制造方法》、ZL00801729.8号中国发明专利说明书公开了一种《具有优良可成型性、抗起泡性、抗黑点性和搪瓷釉粘附性的连铸搪瓷用钢板及其制造方法》、ZL01802486.6号中国发明专利说明书公开了一种《加工性、时效性和上釉性出色的搪瓷用钢板及制造方法》，但上述专利说明书中所记载的仍然是采用热轧+冷轧+退火的方法生产搪瓷用钢，其烧搪的温度普遍在850℃以下，保温时间仅为3min，并未有效解决早期搪瓷用钢所存在的一系列缺陷。而且，其涂搪方法单一，实际应用的局限性很大。归纳起来，现有搪瓷用钢的强度较低，搪瓷附着性能较差，耐高温搪烧性能不足，使其应用受到了很大的限制。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种生产工序简单、生产成本低、搪瓷附着性好、且耐高温搪烧的高强度搪瓷用钢及其生产和烧搪工艺。

为实现上述目的，本发明所设计的高强度搪瓷用钢，其化学成分按重量百分数计为：

C：0.01～0.12、Si≤0.03、Mn：0.50～1.00、P≤0.070、S≤0.015、Nb：0.020～0.050、Mo：0.05～0.30、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质；该钢同时还满足10Nb≥Mo、0.30≤10Nb+Mo≤0.50。

上述高强度搪瓷用钢的生产和烧搪工艺，依次包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、吹氩处理、保护浇铸成板坯、控轧控冷轧成热轧板、酸洗、喷砂、涂搪、高温烧搪的步骤，使钢的化学成份满足上述要求。所述控轧控冷轧成热轧板步骤中：先将板坯加热至1180℃～1220℃，粗轧每道次压下率为25％～35％，累计压下率为75％～90％，粗轧结束温度为1060℃～1120℃；再精轧，精轧开轧温度为910℃～960℃，中间道次压下率为18％～30％，最后两道次压下率为12％～20％，终轧温度为800℃～860℃；轧后采用层流冷却，冷却速度为15℃/s～35℃/s，卷取温度为580℃～660℃，制得板厚为1mm～3.5mm的热轧板；所述高温烧搪步骤中，烧搪温度为850℃～900℃。

进一步地，所述涂搪步骤中：采用静电喷涂搪瓷干粉、或湿浸涂搪方法双面或单面涂搪。多样化的涂搪方式可以使其实际应用的范围大为拓展。

更进一步地，所述高温烧搪步骤中，烧搪温度为870℃～880℃，保温时间为4min/mm×h，其中h为板坯厚度，单位为mm。这样可以确保产品的强度，并获得极好的搪瓷附着性能。

本发明的优点在于：与现有搪瓷用钢的制造工艺相比，本发明由于不进行脱碳退火处理，生产工序变得简单；由于加入的昂贵微合金元素较少，生产成本降低；涂搪方法不受局限，可以采用多种方法直接在钢板表面单面或双面涂搪，涂搪工艺简单经济，且具有优良的搪瓷附着性、耐高温性和耐高温搪烧性。同样由于不进行脱碳退火处理，所制得产品强度高，其屈服强度≥360MPa、抗拉强度(Rm)≥450MPa、延伸率(A)≥22％，可广泛应用于制造食具、卫生洁具、家电等。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

本发明实施例提供的高强度搪瓷用钢，其化学成分按重量百分数计为：C：0.01～0.12、Si≤0.03、Mn：0.50～1.00、P≤0.070、S≤0.015、Nb(铌)：0.020～0.050、Mo(钼)：0.05～0.30、Als(酸溶铝)：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质；该钢同时还满足10Nb≥Mo、0.30≤10Nb+Mo≤0.50。

表1：本发明钢的化学成分(wt％)

成份	C	Si	Mn	P	S	Nb	Mo	Als
									1	0.038	0.022	0.66	0.040	0.006	0.028	0.09	0.012
2	0.070	0.026	0.82	0.056	0.005	0.035	0.15	0.042
									3	0.110	0.025	0.91	0.068	0.007	0.027	0.22	0.061

上述高强度搪瓷用钢的生产和烧搪工艺，依次包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、吹氩处理、保护浇铸成板坯、控轧控冷轧成热轧板、酸洗、喷砂、涂搪、高温烧搪的步骤，各步骤详细描述如下：

①采用铁水深脱硫技术，使铁水中的S≤0.005％。

②在炼钢厂转炉(容量≥80吨)上进行顶底复合吹炼，转炉顶底复合吹炼结束时加入铌铁合金，保证铌铁在钢中的充分熔解。

③吹氩处理5～10分钟。钢水经过吹氩处理后，钢中的化学成份满足如下要求：按重量百分数计含有C：0.01～0.12、Si≤0.03、Mn：0.50～1.00、P≤0.070、S≤0.015、Nb：0.020～0.050、Mo：0.05～0.30、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质；该钢化学成分按重量计同时还满足10Nb≥Mo、0.30≤10Nb+Mo≤0.50，以满足钢的耐高温搪烧性的要求。

④将满足要求的钢水浇注成(200～300)mm×1550mm断面的板坯。冶炼钢水在浇铸过程中全程采用保护浇铸，防止浇铸过程中增Si，将钢水浇铸成板坯。

⑤将上述板坯送至热连轧厂，采用控轧控冷处理的热连轧生产工艺，将其轧制成热轧板。采用控轧控冷处理的热连轧生产工艺时，为充分发挥微合金元素在钢中的作用，最好利用大功率轧机的设备能力，减少轧制道次，提高道次压下率。先将板坯加热至1180℃～1220℃，粗轧每道次压下率为25％～35％，累计压下率为75％～90％，使之奥氏体晶粒细化到14μm以下，粗轧结束温度为1060℃～1120℃。粗轧后喷水控制温度再进行精轧，精轧开轧温度为910℃～960℃，中间道次压下率为18％～30％，最后两道次压下率为12％～20％，终轧温度为800℃～860℃。轧后采用层流冷却，冷却速度为15℃/s～35℃/s。最后进行卷取，卷取温度为580℃～660℃，保证奥氏体晶粒细化到8μm以下，通过此方法制得板厚为1mm～3.5mm的热轧板。

⑥将制得的热轧板在专用设备上酸洗除掉氧化铁皮。

⑦进行表面喷砂处理。

⑧采用静电喷涂搪瓷干粉、或湿浸涂搪的方法，直接在板坯的双面或单面涂搪。

⑨控制烧搪温度在870℃～880℃的范围，最好稳定在870℃，保温时间控制为4min/mm×h，其中h为板坯厚度(mm)，进行高温烧搪，即可获得满足要求的产品。

经试验检测，按上述方法制得的高强度搪瓷用钢的生产工艺参数和试验结果参见下面表2、表3和表4，表中列举了上、中、下限三种成份的热轧高强度搪瓷用钢，分别对应于各表中的成份1、2、3。试验按热轧板工艺生产，其中上、下限成份每种工艺轧制了较厚和较薄的两种规格。从表3和表4反映出的性能来看，各成份1mm～3.5mm热轧钢板都能满足屈服强度≥360MPa，抗拉强度(Rm)≥450MPa，延伸率(A)≥22％的要求。将该钢板表面双面涂搪后，自然放置一周以上无鳞爆、搪瓷脱落、附着性不好等现象，搪瓷合格率为100％。将涂搪后的钢板在870℃的温度、保温时间为4min/mm×h(其中h为板坯厚度，单位为mm)的条件下进行高温烧搪，检测发现钢板的机械性能下降率≤25％，显微组织晶粒度下降≤2级。

表2：本发明钢热连轧板制备方法及试验结果

注：表2中的成份1、2、3与表1中的成份1、2、3为对应关系。

表3：本发明钢常温试验结果

钢号	厚度/mm	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％	铁素体晶粒度	干粉静电喷涂搪瓷(双面)	湿浸涂搪(双面)
								1	1.5	390	465	32	12.5	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。
2	3.5	385	455	30	13	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。
								3	2.0	415	495	27	11.5	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。
4	1.5	445	540	29	12	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。
								5	3.5	440	525	27	12.5	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。	无磷爆、漏搪、搪瓷脱落现象，完好。

注：表3中的钢号1、2、3、4、5与表2中的钢号1、2、3、4、5为对应关系。

表4：本发明钢高温烧搪后试验结果

钢号	厚度/mm	烧搪工艺(温度×时间)	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/％	机械性能下降率	铁素体晶粒度	晶粒度下降率
									1	1.5	870℃×6min	310	385	35	＜25％	12	＜2级
2	3.5	870℃×14min	300	370	36	＜25％	12	＜2级
									3	2.0	870℃×8min	325	400	32	＜25％	11.5	＜2级
4	1.5	870℃×6min	360	455	37	＜25％	11.5	＜2级
									5	3.5	870℃×14min	350	430	34	＜25％	12	＜2级

注：表4中的钢号1、2、3、4、5与表2、表3中的钢号1、2、3、4、5为对应关系。

Claims

1.一种高强度搪瓷用钢，其特征在于：该钢的化学成分按重量百分数计为：C：0.01～0.12、Si≤0.03、Mn：0.50～1.00、P≤0.070、S≤0.015、Nb：0.020～0.050、Mo：0.05～0.30、Als：0.005～0.070，余量为Fe及不可避免的杂质；该钢同时还满足10Nb≥Mo、0.30≤10Nb+Mo≤0.50；该钢的生产和烧搪工艺，依次包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、吹氩处理、保护浇铸成板坯、控轧控冷轧成热轧板、酸洗、喷砂、涂搪、高温烧搪的步骤，所述控轧控冷轧成热轧板步骤中：先将板坯加热至1180℃～1220℃，粗轧每道次压下率为25％～35％，累计压下率为75％～90％，粗轧结束温度为1060℃～1120℃；再精轧，精轧开轧温度为910℃～960℃，中间道次压下率为18％～30％，最后两道次压下率为12％～20％，终轧温度为800℃～860℃；轧后采用层流冷却，冷却速度为15℃/s～35℃/s，卷取温度为580℃～660℃，制得板厚为1mm～3.5mm的热轧板；所述高温烧搪步骤中，烧搪温度为850℃～900℃。

2.一种权利要求1所述高强度搪瓷用钢的生产和烧搪工艺，依次包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、吹氩处理、保护浇铸成板坯、控轧控冷轧成热轧板、酸洗、喷砂、涂搪、高温烧搪的步骤，其特征在于：所述控轧控冷轧成热轧板步骤中：先将板坯加热至1180℃～1220℃，粗轧每道次压下率为25％～35％，累计压下率为75％～90％，粗轧结束温度为1060℃～1120℃；再精轧，精轧开轧温度为910℃～960℃，中间道次压下率为18％～30％，最后两道次压下率为12％～20％，终轧温度为800℃～860℃；轧后采用层流冷却，冷却速度为15℃/s～35℃/s，卷取温度为580℃～660℃，制得板厚为1mm～3.5mm的热轧板；所述高温烧搪步骤中，烧搪温度为850℃～900℃。

3.根据权利要求2所述高强度搪瓷用钢的生产和烧搪工艺，其特征在于：所述涂搪步骤中：采用静电喷涂搪瓷干粉、或湿浸涂搪方法双面或单面涂搪。

4.根据权利要求2或3所述高强度搪瓷用钢的生产和烧搪工艺，其特征在于：所述高温烧搪步骤中，烧搪温度为870℃～880℃，保温时间为4min/mm×h，其中h为板坯厚度，单位为mm。