CN102912227A - 一种软质镀锡原钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种软质镀锡原钢板及其制造方法。钢板的化学组成：C 0.0001%~0.010%，Si≤0.02%，Mn 0.10%~0.60%，P≤0.02%，S≤0.02%，Al≤0.02%，N≤0.002%，O≤0.005%，还含有Nb 0.005%~0.05%和/或Ti 0.005%~0.07%，余为Fe。其工艺流程为：铁水预处理—转炉冶炼—炉外精炼—保护浇铸—热轧—酸洗冷轧—退火—检查—包装；转炉冶炼时控制钢水终点氧活度为0.02%~0.06%；炉外精炼过程中对钢水进行真空处理，精确控制C、Mn等合金元素含量，减少钢水中的氧、氮等气体含量。采用本发明有效解决了用连续退火方法生产软质镀锡原钢板较为困难的问题，降低了钢中的夹杂物含量，提高了钢板的成型性能。
Description
技术领域
本发明属于钢板生产技术领域，特别涉及一种软质镀锡原钢板及其制造方法。
背景技术
镀锡板是一个大型现代化钢铁企业的标志性和基础产品，它是企业的冶炼、轧制与涂镀水平的最直接体现。镀锡板的生产是一个系统工程，各个工序都会影响材料的最终性能，其中在炼钢工序的钢质纯净度控制和夹杂物控制是得到优质冷轧镀锡原钢板的基础。
一般饮料罐、食品罐等用的锡板材质按调质度来区分。调质度的洛氏硬度HR30Tm值表示，一次冷轧产品按材质的软硬程度划分为T1-5, 二次冷轧产品划分为DR8-10，为了生产各种调质度的镀锡板, 一般T3级别以下的软质镀锡原板采用低碳铝镇静钢作为原料, 以罩式退火法进行生产。T3级别以上的硬质镀锡原板用连续退火法生产，DR镀锡原板是经某种方式退火后, 再用二次冷轧法来生产。但是, 关于软质镀锡原板, 也一直希望能采用连续退火法来生产。
日本川崎钢铁公司已在世界上率先确立了以低碳铝镇静钢（Al含量0.03%~0.07%）作为原料, 用具有快冷和过时效处理段的连续退火法使材质软化的技术, 并且T2以上的镀锡原板已用这种技术进行了工业生产。如果能用连续退火法生产材质最软的T1 镀锡原板，则T2 以上镀锡原板可通过加工硬化法得到, 可使生产工艺更加合理化。
最近, 日本川崎钢铁公司千叶厂利用超低碳钢的特点开发了适于用连续退火法制造T1铬锡原板的技术。
即采用添加微量铌的超低碳铝填静钢作为原料, 将热带终轧温度控制在较低温度830℃左右, 卷取温度控制在中温600℃左右, 连续退火加热周期控制在再结晶温度以上的中温, 并以较短时间进行均热（750℃，10s）。采用这种新工艺, 可以用连续退火法高效率地生产异向性小、深冲加工性能好、材质均匀、厚板和板的薄镀锡原板。
但是上述铝镇静钢都存在三氧化二铝夹杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术钢中三氧化二铝夹杂过多问题，提供一种能满足连续退火生产方法要求的软质镀锡原钢板及其制造方法。
本发明的具体技术方案如下：
本发明软质镀锡原钢板的化学组成质量百分比为：C 0.0001%~0.010%，Si≤0.02%，Mn 0.10%~0.60%，P≤0.02%，S≤0.02%，Al≤0.02%，N≤0.002%，O≤0.005%，还含有Nb 0.005%~0.05%和/或Ti 0.005%~0.07%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明软质镀锡原钢板的化学组成还可含有Ca 0.0005%~0.005%和/或Mg0.0005%~0.005%。
本发明软质镀锡原钢板在上述成分基础上还可含有B 0.0001%~0.005%。
本发明软质镀锡原钢板的制造方法的工艺流程为：铁水预处理—转炉冶炼—炉外精炼—保护浇铸—热轧—酸洗冷轧—退火—检查—包装；在转炉冶炼时控制钢水终点氧活度为0.02%~0.06%；炉外精炼过程中对钢水进行真空处理，精确控制C、Mn等合金元素含量，减少钢水中的氧、氮等气体含量。
本发明软质镀锡原钢板的制造方法所述的退火可以采用连续退火方式也可以采用罩式退火方式，采用连续退火方式时退火温度区间为720~850℃，过时效温度区间为350~450℃，平整延伸率为1.0%~2.5%。
本发明钢中C含量为C 0.0001%~0.010%，含量低于0.0001%，在工业生产上很难做到，在经济上也不可行；含量高于0.010%，会影响成型性能、耐腐蚀性能、焊接性能；
Si≤0.02%，需要严格限定Si含量以满足标准需要；
Mn 0.10%~0.60%，Mn含量低于0.10%，不能起到固溶强化的效果，含量高于0.60%，造成强度过高，将影响成型性及耐腐蚀性能；
P≤0.02%，S≤0.02%，P、S作为杂质元素，含量越少越好；
Al≤0.02%，Al作为脱氧剂的一种，可以有效减少钢中的氧含量，同时Al能够与钢中的N形成AlN，减轻时效作用，含量过高会产生大量的Al2O3夹杂，当钢中没有Al含量的时候，可以解决Al2O3夹杂的问题；
N≤0.002%，O≤0.005%，严格控制钢中的N、O含量，N含量过高，会造成严重的时效现象，O含量低于一定值时，钢质纯净，钢中的夹杂物减少；
Nb 0.005%~0.05%，Ti 0.005%~0.07%，Nb、Ti的加入，主要目的是消除C、N等间隙原子，含量太少不能完全消除间隙原子，含量太多增加成本，同时会引起钢的硬化；
B 0.0001%~0.005%，B可以强化晶界，提高钢的强度；改善镀锡板在成型过程中的二次加工性能，低于0.0001%不能达到应有的效果，高于0.005%时会产生较多的BN夹杂；
Ca 0.0005%~0.005%，Mg 0.0005%~0.005%，能够提高钢水的纯净度，改善钢中的夹杂物形状，提高成型性能。
本发明控制钢水转炉终点氧活度在0.02%~0.06%范围，高于0.06%氧化性太强，易于形成氧化物夹杂，低于0.02%不易控制。
本发明技术方案有效解决了用连续退火方法生产软质镀锡原钢板较为困难的问题，降低了钢中的夹杂物含量，提高了钢板的成型性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
钢的化学组成为：C 0.01%，Si 0.01%，Mn 0.30%，P 0.01%，S0.008%，Al 0.02%，N 0.002%，O 0.001%，Ti 0.07%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为720℃，过时效温度为450℃，平整延伸率1.0%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为56，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例2：
钢的化学组成为：C 0.002%，Si 0.01%，Mn 0.15%，P 0.007%，S 0.004%，Al 0.00%，N 0.001%，O 0.0008%，Ti 0.04%，Ca0.001%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.03%以下；连续退火最高温度为780℃，过时效温度为410℃，平整延伸率1.7%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为52，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例3：
钢的化学组成为：C 0.002%，Si 0.01%，Mn 0.13%，P 0.012%，S 0.006%，Al 0.001%，N 0.001%，O 0.0008%，Ti 0.02%，Nb0.02%，Mg 0.001%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.03%以下；连续退火最高温度为800℃，过时效温度为430℃，平整延伸率2.2%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为50，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例4：
钢的化学组成为：C 0.001%，Si 0.01%，Mn 0.45%，P 0.010%，S 0.003%，Al 0.00%，N 0.001%，O 0.0006%，Nb 0.005%，Mg0.001%，B 0.002%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为780℃，过时效温度为370℃，平整延伸率2.5%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为53，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例5：
钢的化学组成为：C 0.004%，Si 0.01%，Mn 0.55%，P 0.011%，S 0.002%，Al 0.005%，N 0.0005%，O 0.0005%，Ti 0.06%，Ca0.005%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.05%以下；罩式退火最高温度为680℃，平整延伸率0.9%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为55，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例6：
钢的化学组成为：C 0.001%，Si 0.01%，Mn 0.50%，P 0.011%，S 0.002%，Al 0.00%，N 0.0009%，O 0.0006%，Ti 0.02%，Mg0.005%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为850℃，过时效温度为420℃，平整延伸率1.3%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为58，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例7：
钢的化学组成为：C 0.004%，Si 0.01%，Mn 0.40%，P 0.011%，S 0.002%，Al 0.0001%，N 0.0014%，Nb 0.01%，Ti 0.03%，O0.005%，B0.005%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为740℃，过时效温度为350℃，平整延伸率1.5%
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为51，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例8：
钢的化学组成为：C 0.001%，Si 0.01%，Mn 0.15%，P 0.012%，S 0.006%，Al 0.001%，N 0.001%，O 0.0008%，Nb 0.05%，Mg0.001%，Ca 0.001%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.03%以下；连续退火最高温度为760℃，过时效温度为390℃，平整延伸率2.0%
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为48，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例9：
钢的化学组成为：C 0.002%，Si 0.01%，Mn 0.35%，P 0.010%，S 0.003%，Al 0.00%，N 0.001%，O 0.0006%，Ti 0.04%，Ca0.001%，B 0.002%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为780℃，过时效温度为400℃，平整延伸率1.8%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为52，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例10：
钢的化学组成为：C 0.0005%，Si 0.01%，Mn 0.60%，P 0.010%，S 0.003%，Al 0.01%，N 0.001%，O 0.0006%，Ca 0.002%，Ti0.005%，Mg 0.001%，B 0.002%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为780℃，过时效温度为410℃，平整延伸率1.6%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为53，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例11：
钢的化学组成为：C 0.001%，Si 0.01%，Mn 0.60%，P 0.010%，S 0.003%，Al 0.001%，N 0.001%，O 0.0006%，Ca 0.002%，Nb0.005%，Mg 0.001%，B 0.002%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为790℃，过时效温度为410℃，平整延伸率1.6%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为52，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例12：
钢的化学组成为：C 0.01%，Si 0.01%，Mn 0.30%，P 0.01%，S0.008%，Al 0.02%，N 0.002%，O 0.001%，Nb 0.05%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为740℃，过时效温度为450℃，平整延伸率1.0%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为56，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例13：
钢的化学组成为：C 0.01%，Si 0.01%，Mn 0.30%，P 0.01%，S0.008%，Al 0.006%，N 0.002%，O 0.001%，Ti 0.03%，Nb 0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为760℃，过时效温度为450℃，平整延伸率1.0%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为56，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例14：
钢的化学组成为：C 0.01%，Si 0.01%，Mn 0.30%，P 0.01%，S0.008%，Al 0.01%，N 0.002%，O 0.001%，Nb 0.05%，B 0.001%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为750℃，过时效温度为450℃，平整延伸率1.0%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为53，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例15：
钢的化学组成为：C 0.01%，Si 0.01%，Mn 0.30%，P 0.01%，S0.008%，Al 0.008%，N 0.002%，O 0.001%，Ti 0.03%，Nb 0.03%，B 0.001%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为780℃，过时效温度为450℃，平整延伸率1.0%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为54，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
实施例16：
钢的化学组成为：C 0.001%，Si 0.01%，Mn 0.50%，P 0.011%，S 0.002%，Al 0.003%，N 0.0009%，O 0.0006%，Nb 0.02%，Mg0.005%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；转炉终点氧活度控制在0.04%以下；连续退火最高温度为840℃，过时效温度为420℃，平整延伸率1.3%。
冷轧镀锡原板退火之后的表面洛氏硬度（HR30Tm）值为58，夹杂物等级为D0，无屈服平台。
Claims (5)
1.一种软质镀锡原钢板，其特征在于钢板的化学组成质量百分比为：C0.0001%~0.010%，Si≤0.02%，Mn 0.10%~0.60%，P≤0.02%，S≤0.02%，Al≤0.02%，N≤0.002%，O≤0.005%，还含有Nb 0.005%~0.05%和/或Ti 0.005%~0.07%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的软质镀锡原钢板，其特征在于，其化学组成还含有： Ca 0.0005%~0.005%和/或Mg0.0005%~0.005%。
3.根据权利要求1或2所述的软质镀锡原钢板，其特征在于，其化学组成还含有B 0.0001%~0.005%。
4.一种权利要求1、2或3所述软质镀锡原钢板的制造方法，其特征在于生产工艺流程为：铁水预处理—转炉冶炼—炉外精炼—保护浇铸—热轧—酸洗冷轧—退火—检查—包装；在所述转炉冶炼时控制钢水终点氧活度为0.02%-0.06%；炉外精炼过程中对钢水进行真空处理，精确控制C、Mn等合金元素含量，减少钢水中的氧、氮等气体含量。
5.根据权利要求4所述软质镀锡原钢板的制造方法，其特征在于所述退火采用连续退火方式或罩式退火方式，采用连续退火时退火温度区间为720~850℃，过时效温度区间为350~450℃，平整延伸率为1.0%~2.5%。
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