CN101892418A

CN101892418A - 耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法

Info

Publication number: CN101892418A
Application number: CN 201010269076
Authority: CN
Inventors: 涂元强; 柳长福; 黄先球; 张万灵; 白会平; 郭玉华; 刘建容; 蔡捷
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: CN101892418B

Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法。该镀锡板的化学成分重量百分比为：C：0.01～0.04、Si≤0.02、Mn：0.10～0.40、P≤0.01、S≤0.012、Sn≤0.011、As≤0.01、solAl：0.005～0.050、N≤0.004，其余为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括铁水脱硫、脱磷、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、热连轧、酸洗、冷轧、电解脱脂、全氢炉罩式(BA)退火、平整、电镀锡等步骤。实践证明，本发明的镀锡原板同时具有硬度值低和耐腐蚀性强的优点，其生产方法采用罩式退火方式，具有生产控制难度小，成本低，易于在大生产中实施的优点，有利于用户降低成本。

Description

耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼材料领域，具体涉及一种耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法。

背景技术

冷轧镀锡板的退火方式有两种，即罩式炉退火(BA)和连续退火(CA)。一般地，罩式炉退火方式生产时退火时间较长约为10～20h，能使再结晶晶粒充分长大，罩式退火后钢的晶粒度一般都能达到7～10级，罩式炉退火适用于生产硬度级别较低如T-1、T2、T2.5级别的软质镀锡板。连续退火方式生产时退火时间较短，一般为3～5min，加热和冷却都很快，钢带再结晶时间短，因而晶粒难以长大，连续退火后钢的晶粒度一般为11～12级，适用于生产硬度级别较高如T-4、T-5级别的镀锡板。如果要生产进行深冲的成型加工的镀锡原板，一般要求晶粒度控制在7～10级的硬度级别较低的软质镀锡板，所以，用连续退火方式生产的镀锡板不适合于深冲加工的场合。

但是，关于耐腐蚀软质冷轧电镀锡板及其生产方法的研究，国内外可查阅到相应的文献与专利采用的均为连续退火方式生产。如日本川崎制铁公司公开号为JP58027933的专利文件公开了一种低碳铝镇静钢，化学成分(wt％)为C：0.02～0.09、N≤0.006、solAl：0.002～0.15，采用连铸→热轧→冷轧→连续退火处理工艺生产，尤其在退火过程中在≥680℃时保温20s以上，具有优异耐腐蚀和加工性能的软质镀锡钢板及生产方法。但该专利的镀锡板冷轧退火方式为连续退火，退火时间短，晶粒难以充分长大，因此生产的镀锡板不适合于深冲加工的场合，且该专利对镀锡板的晶粒度、硬度值范围也未涉及。公开号为CN100473740C的专利文件中公开了一种用连续退火的方式生产硬度HR30T在51±3之内的软质镀锡板的工艺，它的基板成分为(wt％)C≤0.005、Mn：0.20～0.30、Al：0.03～0.06、Si≤0.03、Ti：0.03～0.06、P≤0.012、S≤0.015、N≤0.003、O≤0.004，余量为Fe和不可避免杂质，采用炼钢→连铸→热轧→酸轧联合→连续退火→平整→镀锡工艺，生产硬度HR30T在51±3之内的软质镀锡板及生产方法。但是本工艺使用的退火方式为连续退火，基板成分中C含量低，并加入了合金元素Ti，属于IF钢，而IF钢在进行连续退火时温度高，钢带易发生瓢曲、断带，导致程成材率低，生产成本高，且硬度值偏高，难适用于深冲加工。

综上所述，由于用连续退火方式生产软质镀锡板时退火时间短、退火温度高，容易导致钢带瓢曲、断带，因而在大生产中实施的难度很大，且生产成本高；此外，由于退火时间短、加热和冷却都很快，生产的镀锡板硬度高，因而很难得到适合于深冲加工的软质镀锡板。而用罩式炉退火方式生产硬度HR30T为49±3的软质耐腐蚀冷轧电镀锡板的报道还未看到。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法，该镀锡板硬度值(HR30Tm)为49±3的T-1级别，具有优良的耐腐蚀性及深冲加工性，其生产方法采用罩式炉退火工艺，生产成本低廉而且易于在大生产中实施。

为实现上述目的，本发明所设计的耐腐蚀软质冷轧镀锡板，其化学成分重量百分比为C：0.01～0.04、Si≤0.02、Mn：0.10～0.40、P≤0.01、S≤0.012、Sn≤0.011、As≤0.01、solAl：0.005～0.050、N≤0.004，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明的耐腐蚀软质冷轧镀锡板生产方法包括以下步骤：铁水脱硫、脱磷、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、热连轧、酸洗，冷轧，电解脱脂、全氢炉罩式(BA)退火、平整、电镀锡。其中：所述脱磷步骤中冶炼后P的重量百分比控制在0.008以下；所述冷轧采用HC轧机轧制，压下率为76～92％；所述全氢炉罩式退火时退火温度控制为610～650℃。

进一步地，所述全氢炉罩式退火过程中的退火时间控制为12～18h。

本发明中选用的原材料钢化学成分机理以及生产方法中各项技术参数限定的原理如下：

C：碳是最有效的固溶强化元素，随着C含量的增加，原料钢将会逐渐变硬，同时其冷加工性能(冲压、拉拔)和焊接性能也会变差。由于渗碳体相对于基体为铁素体的碳钢而言是阴极。因此，当产品中C含量增加时，就增加了阴极数量及面积，相应地其腐蚀电流也增加了，导致了产品耐腐蚀性降低，酸浸时滞值(PL)增大。因此，为保证镀锡板的冲压加工性及耐腐蚀性，需要把C的重量百分含量控制在0.01～0.04以内。

Si：镀锡板中Si含量越高，则Si被氧化生成的SiO₂含量随之增高。而原料钢表面SiO₂含量越高，镀层的粘附性就越差。因此，为保证镀锡板的耐腐蚀性，需要把Si的重量百分含量控制在0.02以下。

Mn：锰能强化铁素体，会固溶增加镀锡板的硬度，并且镀锡板中Mn的含量越高，酸浸时滞值就越大，镀锡板的耐腐蚀性也会下降。因此本发明将Mn的重量百分含量控制为0.10～0.40。

P：磷容易发生偏析，并导致钢的耐腐蚀性能的降低，因此含量要求尽可能低，为增强本发明钢的耐腐蚀性能需要控制P的重量百分含量控制在0.01以下。

S：在钢中S是有害杂质元素，S的含量越小钢的耐腐蚀性越好。因此控制S的重量百分含量在0.012以下。

Sn：在钢中Sn是有害杂质元素，容易在晶界偏聚，从而导致晶界脆化，降低钢的加工性能。因此需要控制Sn的重量百分含量在0.011以下。

As：在钢中As是有害杂质元素，As的存在增加钢的冷脆性，从而增加了钢的焊接裂纹的敏感性。因此需要控制As的重量百分含量在0.01以下。

solAl：向钢中加入的Al会形成酸溶铝(solAl)和酸不溶铝，而solAl包括固溶铝和AlN，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒，从而有助于改善钢板的加工成型性。但对于铝镇静钢来说，随着solAl的增加，钢中的Al₂O₃夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大，将导致镀锡板的耐蚀性能及镀层附着力变差，酸浸时滞值(PL)值增大；但为了保证钢水完全脱氧及连铸坯的表面质量，solAl的重量百分含量应保证≥0.005。因此本发明将solAl重量百分含量控制在0.005～0.050以内。

N：氮与碳一样，也是固溶元素。随着钢中N含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏，同时，固溶N是造成镀锡板成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，因此要求N尽量低。对软质镀锡板来说，钢中的N含量应控制在0.004以下。

冶炼时，因为后续的转炉冶炼、RH真空处理等冶炼工艺中不可避免的会有回磷过程，磷元素含量会有所增加，为保证成品镀锡板中的超低磷含量，本发明增加了专用转炉脱磷工序，且经专用转炉脱磷冶炼后P的重量百分含量控制在0.008以下，只有这样才能保证成品钢中的P的重量百分含量在0.01以下。

为保证本发明软质镀锡板具有优良的深冲性能且厚度极薄(厚度为0.18-0.38mm)，需对原材料钢进行大压下率轧制。因为变形量越大，晶粒的碎细程度越大，亚晶界的量便愈多，位错等晶体缺陷便愈多，组织的不稳定性便愈高，再结晶退火时晶粒长大的驱动力也越大。也就是说，冷轧压下率愈大，再结晶退火时的晶粒越易长大，而再结晶晶粒越大，其晶粒度越小，钢的深冲性能就越好。所以，本发明软质镀锡板冷轧压下率控制在76～92％范围。

钢板经冷轧后，随着位错密度急剧升高，其强度及硬度也相应迅速增大。为使被冷轧拉长的晶粒通过再结晶，恢复塑性、降低硬度，获得稳定的组织和性能，冷轧后的钢卷需经全氢罩式炉进行再结晶退火，以获得用户所需的力学性能及加工性能。对于罩式退火来说，退火温度一般控制在560～720℃，退火时间控制在10～20h，在此温度范围内，退火温度越高，退火时间越长，晶粒越大，晶粒度越小。但是，对于罩式退火来说，随着退火温度的提高，相邻钢卷层之间易产生粘结，因此，退火温度也不能太高。为使本发明原料钢的再结晶晶粒度达到7～9级，根据本发明的软质镀锡板化学成分及成品硬度值49±3的要求，本发明软质镀锡板的退火温度控制在610～650℃。当全氢炉罩式退火过程中的退火时间控制在12～18h时，能够使得晶粒度更均匀，钢板的综合性能更良好。

本发明的耐腐蚀软质镀锡原板不仅具有硬度值低的优点，有利于用户使用耐腐蚀软质镀锡板制作深冲罐，而且还具有耐腐蚀性强的优点，有利于食品和饮料等包装材料的防蚀。本发明耐腐蚀软质冷轧镀锡板的生产方法使用罩式退火方式生产，具有生产控制难度小，成本低，易于在大生产中实施的优点，有利于用户降低成本。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明的耐腐蚀软质冷轧镀锡板及其生产方法作进一步详细说明：

实施例1：将化学成分重量百分含量为：C：0.010、Si：0.02、Mn：0.10、P：0.009、S：0.012、Sn：0.011、As：0.006、solAl：0.005、N：0.0025，其余为Fe和不可避免的杂质的原料低碳铝镇静钢经过铁水脱硫，用专用转炉脱磷冶炼后P含量为0.008％，再经转炉冶炼后，将冶炼的钢水真空处理，然后将处理后的钢水进行连续铸造成钢坯，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为92％的条件下，用HC轧机进行冷轧后，经过电解脱脂、全氢罩式炉退火(BA)进行退火，全氢罩式退火温度为650℃，退火时间为18h，再进行双机平整、电镀锡，即得到厚度为0.18mm的冷轧镀锡板。经检测，其晶粒度为7级，硬度值(HR30Tm)为46，酸浸时滞值(PL)为1.5s，杯突值为9.9mm。

实施例2：将化学成分重量百分含量为：C：0.026、Si：0.013、Mn：0.25、P：0.008、S：0.01、solAl：0.032、Sn：0.008、As：0.01、N：0.0020，其余为Fe和不可避免的杂质的原料低碳铝镇静钢经过铁水脱硫，用专用转炉脱磷冶炼后P含量为0.007％，再经转炉冶炼后，将冶炼的钢水真空处理，然后将处理后的钢水进行连续铸造成钢坯，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为89％的条件下，用HC轧机进行冷轧后，经过电解脱脂、全氢罩式炉退火(BA)进行退火，全氢罩式退火温度为630℃，退火时间为17h，再进行双机平整、电镀锡，即得到厚度为0.25mm的冷轧镀锡板。经检测，其晶粒度为8级，硬度值(HR30Tm)为50.5，酸浸时滞值(PL)为2s，杯突值为9.5mm。

实施例3：将化学成分重量百分含量为：C：0.040、Si：0.016、Mn：0.40、P：0.01、S：0.009、solAl：0.050、Sn：0.007、As：0.007、N：0.0018，其余为Fe和不可避免的杂质的原料低碳铝镇静钢经过铁水脱硫，用专用转炉脱磷冶炼后P含量为0.008％，再经转炉冶炼后，将冶炼的钢水真空处理，然后将处理后的钢水进行连续铸造成钢坯，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为76％的条件下，用HC轧机进行冷轧后，经过电解脱脂、全氢罩式炉退火(BA)进行退火，全氢罩式退火温度为650℃，退火时间为12h，再进行双机平整、电镀锡，即得到厚度为0.38mm的冷轧镀锡板，经检测，其晶粒度为9级，硬度值(HR30Tm)为52，酸浸时滞值(PL)为2s，杯突值为9.3mm。

实施例4：将化学成分重量百分含量为：C：0.035、Si：0.014、Mn：0.31、P：0.009、S：0.007、Sn：0.006、As：0.009、solAl：0.028、N：0.0035，其余为Fe和不可避免的杂质的原料低碳铝镇静钢经过铁水脱硫，用专用转炉脱磷冶炼后P含量为0.006％，再经转炉冶炼后，将冶炼的钢水真空处理，然后将处理后的钢水进行连续铸造成钢坯，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为85％的条件下，用HC轧机进行冷轧后，经过电解脱脂、全氢罩式炉退火(BA)进行退火，全氢罩式退火温度为610℃，退火时间为16h，再进行双机平整、电镀锡，即得到厚度为0.28mm的冷轧镀锡板。经检测，其晶粒度为8级，硬度值(HR30Tm)为49，酸浸时滞值(PL)为1.5s，杯突值为10.1mm。

实施例5：将化学成分重量百分含量为：C：0.015、Si：0.017、Mn：0.18、P：0.008、S：0.01、Sn：0.005、As：0.006、solAl：0.018、N：0.004，其余为Fe和不可避免的杂质的原料低碳铝镇静钢经过铁水脱硫，用专用转炉脱磷冶炼后P含量为0.007％，再经转炉冶炼后，将冶炼的钢水真空处理，然后将处理后的钢水进行连续铸造成钢坯，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为83％的条件下，用HC轧机进行冷轧后，经过电解脱脂、全氢罩式炉退火(BA)进行退火，全氢罩式退火温度为640℃，退火时间为15h，再进行双机平整、电镀锡，即得到厚度为0.32mm的冷轧镀锡板。经检测，其晶粒度为7级，硬度值(HR30Tm)为48，酸浸时滞值(PL)为1s，杯突值为10.5mm。

通过以上实施例可以看出，本发明的耐腐蚀软质冷轧镀锡板厚度极薄，为0.18～0.38mm范围；晶粒度为7～9级；硬度值HR30Tm为49±3范围，镀锡板成品很软；酸浸时滞值≤2s，具有良好的耐腐蚀性；杯突值≥9.3mm适合于深冲加工。

Claims

1.一种耐腐蚀软质冷轧镀锡板，其特征在于：该镀锡板的化学成分重量百分比为：C：0.01～0.04、Si≤0.02、Mn：0.10～0.40、P≤0.01、S≤0.012、Sn≤0.011、As≤0.01、solAl：0.005～0.050、N≤0.004，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.一种权利要求1所述的耐腐蚀软质冷轧镀锡板的生产方法，包括以下步骤：铁水脱硫、脱磷、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、热连轧、酸洗、冷轧、电解脱脂、全氢炉罩式退火、平整、电镀锡，其特征在于：所述脱磷步骤中冶炼后P的重量百分比控制在0.008以下；所述冷轧采用HC轧机轧制，压下率为76～92％；所述全氢炉罩式退火时退火温度控制为610～650℃。

3.根据权利要求2所述的耐腐蚀软质冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于：所述全氢炉罩式退火的退火时间控制为12～18h。