CN102653847A

CN102653847A - 双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN102653847A
Application number: CN2011100528606A
Authority: CN
Inventors: 刘友荣; 吴浩方; 韩乃川; 孙全社; 丁志龙; 王进
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明涉及一种双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法，属于铁基合金技术领域。该热轧钢板及其生产方法是：控制热轧钢板的成分和质量百分比含量为：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.0％、P≤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％，余量为铁和不可避免杂质；同时控制热轧钢板的连铸板坯加热温度1150～1230℃，控制精轧入口温度为1020±20℃，控制精轧结束温度是840～920℃，控制精轧后卷取温度是550～650℃。该热轧钢板及其生产方法充分利用炼钢生产的必然产物C、S、N元素来部分替代Ti元素的功能，可以降低Ti元素的加入量；同时添加适量的Sb元素，既可以到防止搪瓷鱼鳞爆产生，又可降低炼钢成本，而且可以获得良好双面搪瓷加工性能及搪瓷后强度性能变化小的热轧钢板。

Description

双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种双面搪瓷用热轧钢板，并涉及一种该热轧钢板的生产方法，属于铁基合金技术领域。

背景技术

将钢板与瓷釉经高温搪烧复合而成的搪瓷钢板，既易成形并可制作复杂结构件，又具有耐磨、耐腐蚀、表面光洁美观的特点，其应用领域也从生活用品向工业用品方向发展延伸，因而对搪瓷钢板的使用性能及特性要求越来越高。

现有的热轧搪瓷专用钢板，一般只能进行普通质量要求的单面搪瓷加工，如热水器搪瓷内胆用钢板；在进行双面搪瓷加工后，鱼鳞爆缺陷比例较高，不能满足双面搪瓷钢构件的要求(如污水处理池的大型拼装结构件就需用双面搪瓷钢板制作)。

现有的冷轧钢板能够满足双面搪瓷要求，但在钢板厚度规格、强度性能和生产制造成本上受到一定的限制。

经检索，目前已有关于双面搪瓷用热轧钢板报道。如公开号CN101353758A的中国专利和公开号CN101353756A的中国专利分别公开了一种双面搪瓷用热轧高强度钢板和搪瓷用热轧高强度钢板及其制造方法，这两份专利均涉及C含量较高的高强度热轧钢板，但其P、S含量都较高，影响钢板深冲性能。又如公开号CN1966753A的中国专利公开的一种热轧双面搪瓷用钢板及其制造方法，该专利涉及的钢板依赖高含量的Ti作为氢陷阱，且追求极低的S含量，因此会增加炼钢成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种具有良好双面搪瓷加工性能、搪瓷后强度性能变化小和生产成本低的双面搪瓷用热轧钢板。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是：一种双面搪瓷用热轧钢板，所述热轧钢板含有的成分和质量百分比含量为：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.0％、P≤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％，余量为铁和不可避免杂质。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是：一种双面搪瓷用热轧钢板的生产方法，包括炼钢工序和热轧工序，其特征在于所述炼钢工序中控制所述热轧钢板的成分和质量百分比含量为：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.0％、P≤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％，余量为铁和不可避免杂质；所述热轧工序中控制连铸板坯加热温度是1150～1230℃，控制精轧入口温度为1020±20℃，控制终轧温度为840～920℃，控制卷取温度为550～650℃。

上述本发明技术方案中化学组成的理论依据是：

[碳]：C是钢的最经济的强化元素，也是钢中冶炼时必然存在的元素。当C含量大于0.1％时，搪瓷鱼鳞爆的机率就变大；从防止鱼鳞爆角度考虑，希望C含量越低越好。但C含量太低，又会造成炼钢投入的成本增加，同时，还会造成钢板强度的降低。因此，本发明技术方案选择C的质量百分比含量为0.02～0.1％。

[硅]：Si也是钢种常用的经济性强化元素之一，且是钢冶炼过程中必然存在的元素。Si含量增加，会增中炼钢工序成本，同时，也会造成钢板表面氧化铁皮难去除的问题。一般炼钢工序中可以容易将其控制在≤0.1％以内；因此本发明技术方案选择Si的质量百分比含量≤0.1％。

[锰]：Mn也是钢种常用强化元素之一，Mn含量太低，易造成连铸漏钢的风险增加，不利于炼钢工序的连铸生产；增加Mn含量必然造成炼钢工序的成本增加。因此，根据用户对钢板强度性能要求，可以在质量百分比含量0.2～1.0％范围之内选择Mn的最经济范围。

[磷]：P也是钢冶炼过程中必然存在的元素，但对钢板的深冲性能有一定的影响，而且P元素是一种易于偏析的元素，最好是越低越好，但考虑脱P会增加炼钢工序的成本，控制较低的P含量有一定的困难，因此，本发明技术方案选择P的质量百分比含量≤0.02％。

[硫]：S也是钢冶炼过程中必然存在的元素，对钢板的深冲性能较大的影响，含量越低越好，但脱S会增加炼钢工序的成本。本发明技术方案充分利用S元素和Ti、C、Sb等元素生成相应的化合物，如生成的Ti₄C₂S₂二相粒子，可以有利于防目搪瓷鱼鳞爆缺陷的发生。但S元素含量过高会影响连铸的生产，造成漏钢风险的增加。本发明技术方案选择S的质量百分比含量为：0.005～0.035％。

[铝]：Al主要用作转炉炼钢脱氧，其脱氧产物为Al₂O₃可与钢渣结合后被去除，而保留在钢中的为Als。钢中适合的含量Als可以保证钢的洁净度；同时，Als也可以起到细化晶粒的作用。但Als含量增加会造成炼钢成本的增加，也给连铸的生产组织带来困难。本发明技术方案选择Als的质量百分比含量为：0.01～0.1％。

[氮]：N是转炉炼钢生产附带产物，可以充分利用，钢中的N与Ti、C生产细小的，弥散的二相粒子Ti(CN)化合物，对预防搪瓷鱼鳞爆缺陷的生产有利。本发明技术方案选择N的质量百分比含量为：0.002～0.01％。

[钛]：Ti是生产二相粒子的主要元素之一，根据有关文献报导，Ti元素的添加量应为C的2.2～5倍，其添加量通常需大于0.1％。但Ti元素≥0.1％时，因Ti元素是强脱氧元素，在钢水中易氧化生产高熔点的氧化物，对连铸的生产组织造成较大的困难；同时，钢中Ti元素含量高，在热轧生产过程中温度控制要求较高，而且产品的强度性能波动非常大。因此，从生产容易实现的角度考虑，希望Ti元素含量不能太高。本发明技术方案充分利用钢中的N、S元素的作用，可以起到替代Ti元素的作用，达到降低Ti元素含量的目的。本发明技术方案选择Ti的质量百分比含量为：0.01～0.1％，这也是最经济，也是生产中最容易实现的控制范围。

[锑]适量的Sb元素在钢的生产过程中可在钢的表面富集，抑制高温搪烧过程中Fe对H₂O的还原，由此减少了氢气的产生。此外，Sb在界面上对高温下由Fe、C与H₂O还原生产的氢气燃烧有一定的催化作用，可以消耗部分H，减少了溶于钢中的H原子的来源，降低了氢气在瓷层与钢界面间的富集，因此也降低了搪瓷发生鱼鳞爆的风险。本发明技术方案选择Sb的质量百分比含量为：0.01～0.05％。

[热轧工艺温度]当铸坯的加热温度达到1150℃时，钢坯中析出N、Ti、S相又可回熔；而加热温度过高会影响设备使用寿命，且会造成能耗增加；因此本发明技术方案确定连铸板坯加热温度是1150～1230℃。此外，为充分发挥热连轧机组控轧控冷的优势以便容易得到双面搪瓷用钢需要的组织结构和性能，在常规的热轧工艺基础上，本发明技术方案确定精轧入口温度是1020±20℃，精轧结束温度是840～920℃，精轧后卷取温度是550～650℃。

上述技术方案之一的改进是：所述热轧钢板还含有质量百分比含量为0.01～0.1％的选择性添加成分V。

在上述技术方案的化学组成中增加V元素的理论依据是：因搪烧工艺的特殊性，搪瓷后的冷却制度会造成热轧钢板通过控制控冷工艺强化的效果失效。因此，对强度有要求的搪瓷钢板，需要添加一定含量的V。V在钢中的强度机理为析出性强化，可以起到防止钢板搪瓷后强度降低太大，保证搪瓷钢板具有较高强度的作用。本发明技术方案选择性添加V的质量百分比含量为：0.01～0.10％。

上述技术方案之一的完善是：所述热轧钢板热轧时的连铸板坯加热温度是1150～1230℃，精轧入口温度是1020±20℃，精轧结束温度是840～920℃，精轧后卷取温度是550～650℃。该技术方案之一的完善的理论依据见前述。

上述技术方案之二的完善是：所述炼钢工序包括LD(顶底复吹转炉)、炉外精炼和连铸板坯；所述热轧工序包括加热炉、粗轧、热卷箱、精轧、冷却和成卷。

上述技术方案之二的进一步完善是：所述粗轧后的中间坯经过热卷箱过渡和均温后进入7道次精轧。

总之，本发明的双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法所具有的技术特点和有益效果是：

1)充分利用炼钢生产的必然产物C、S、N元素，实现部分替代Ti元素的功能，可以降低Ti元素的加入量，既可以达到防止搪瓷鱼鳞爆的目的，又可降低炼钢成本；而且由于在热轧后采用以TiC，Ti(CN)析出补充强化钢种的方式，因此在搪瓷过程中屈服强度下降的幅度要小于采用单一热轧控轧控冷强化钢种方式，从而可以获得良好双面搪瓷加工性能及搪瓷后强度性能变化小的热轧钢板。本发明的热轧钢板中的S元素不是以有害杂元素存在的，而是为了在钢中形成可有效固定和存储钢中H原子的Ti4C2S2二相粒子，使H原子不容易从钢中逸出，可有效降低搪瓷出现鱼鳞爆瓷缺陷的风险。S元素的含量0.005～0.035％，是炼钢铁水中自然含量，在转炉炼钢工序可以省去脱S准备工序，有利于降低炼钢工序的生产制造成本。

2)Sb元素的质量百分比为经济添加量：0.01％～0.05％。可以拓宽Ti元素加入量需满足Ti/C≥2.2的限制，实现低Ti含量，又能满足双面搪瓷工艺要求的目的。

3)Ti元素的质量百分比含量0.01％～0.1％为经济添加量，既可以降低Ti含量过高连铸多炉连浇困难和漏钢风险机率大的问题，同时，又可降低炼钢成本。

4)充分发挥热连轧机组控轧控冷的优势，很容易得到双面搪瓷用钢需要的组织结构和性能，对热轧生产组织没有负面影响。精轧入口温度为1020±20℃，终轧温度为的840～920℃，卷取温度为550～650℃。

5)以本发明设计的成分和制造方法制造出的热轧钢板，特别适用于双面搪瓷工艺制造具有良好的搪瓷密着性和抗鳞爆性能的搪瓷结构件(如拼装搪瓷水箱，太阳能热水器搪瓷钢支架)等；也可用于单面搪瓷工艺制造的压力容器如热水器的搪瓷内胆等；而且本发明具有合金加入量少、成本经济合理、生产制造容易实现。

附图说明

下面结合附图对本发明的双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法作进一步说明。

图1是本发明实施例的双面搪瓷用热轧钢板进行双面搪瓷检测的表面图片。

图2是现有搪瓷热轧钢板进行双面搪瓷检测的表面图片。

具体实施方式

本具体实施方式的双面搪瓷用热轧钢板按其成分和含量的不同分别含有八个实施例，八个实施例的热轧钢板含有的成分和质量百分比含量如表1所示：

表1热轧钢板炼钢时的成分和质量百分比含量

本具体实施方式八个实施例的热轧钢板的生产方法，包括炼钢工序和热轧工序。

炼钢和热轧工序包括：LD(顶底复吹转炉)→炉外精炼→连铸板坯→加热炉→粗轧→热卷箱→精轧→控制冷却→卷取成卷。

在热轧工序中，采用常规铸机生产的210mm板坯，经步进梁加热炉，将板坯加热到1150～1230℃，经粗轧机轧制成厚度为24mm～40mm的中间坯，再经热卷箱过渡和均温，由7机架精轧机组轧制成1.55mm～6.0mm的成品；控制精轧入口温度为1020±20℃，终轧温度为840～920℃，卷取温度为550～650℃。

上述八个实施例的热轧钢板的力学性能检测结果如表2所示：

表2力学性能测量结果

选取上述八个实施例的热轧钢板的试样做双面搪瓷检测，检测结果如图1所示，将该结果与现有热轧搪瓷钢板做双面搪瓷的检测结果(如图2所示)进行比较(即比较图1和图2)可以看出，图1所示的本发明双面搪瓷用热轧钢板均无鱼鳞爆发生，而图2所示的现有热轧搪瓷钢板则有几处鱼鳞爆。

本发明的双面搪瓷用热轧钢板及其生产方法不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种双面搪瓷用热轧钢板，其特征在于所述热轧钢板含有的成分和质量百分比含量为：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.0％、P≤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％，余量为铁和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述热轧钢板，其特征在于所述热轧钢板还含有质量百分比含量为0.01～0.10％的选择性添加成分V。

3.根据权利要求3所述热轧钢板，其特征在于：所述热轧钢板热轧时的连铸板坯加热温度是1150～1230℃，精轧入口温度为1020±20℃，精轧结束温度是840～920℃，精轧后卷取温度是550～650℃。

4.一种双面搪瓷用热轧钢板的生产方法，包括炼钢工序和热轧工序，其特征在于所述炼钢工序中控制所述热轧钢板的成分和质量百分比含量为：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.0％、P≤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％，余量为铁和不可避免杂质；所述热轧工序中控制连铸板坯加热温度是1150～1230℃，控制精轧入口温度为1020±20℃，控制终轧温度为840～920℃，控制卷取温度为550～650℃。

5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于所述炼钢工序包括顶底复吹转炉、炉外精炼和连铸板坯；所述热轧工序包括加热炉、粗轧、热卷箱、精轧、冷却和成卷。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于所述粗轧后的中间坯经过热卷箱过渡和均温后进入7道次精轧。