CN103990649B - 一种灭火器用冷轧钢带生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灭火器用冷轧钢带生产方法。它首先选用厚度2.5-5.0mm、宽度800-1550mm的热轧酸洗原料冷轧至0.7-2.0mm，总压下率控制在60-85％，钢带横向厚度偏差保持在-0.03至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差均保持在20μm以内；将轧制后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中，通过加热、保温、带罩冷却、风冷和水冷再结晶退火；最后进行湿平整和分条剪切，得到灭火器专用冷轧钢带。本发明生产出的灭火器钢带厚度偏差控制在-0.03mm至0mm，宽度方向的厚度偏差在±20μm以内，产品的硬度在HRB35-HRB65，延伸率A达到40-48％，屈服强度在275MPa以下。

Description

一种灭火器用冷轧钢带生产方法

技术领域

本发明涉及冷轧精密带钢的生产制造领域，尤其是涉及一种灭火器用冷轧钢带生产方法。

背景技术

目前，灭火器生产厂家多数采用普通的带钢作为原材料，即采用市场上普通的、满足国标的SPCC材料(即冷轧碳钢带)来制作灭火器钢瓶。基于国标的冷轧碳钢带，厚度偏差大多在40-90μm，宽度方向的厚度偏差在30μm左右，不能满足灭火器钢瓶对带钢要求厚度的均匀性和材质性能的可靠性要求，不能保证灭火器的爆破性能和水压试验的顺利，造成灭火器生产厂的产品合格率较低且稳定性差。经过市场调研，灭火器生产厂希望有专供灭火器材用钢的钢带产品出现，但目前没有钢带生产厂商能够提供这种专用钢。

对于很多冷轧薄板生产企业来说，生产厚度为0.7-2mm的产品都采取国标和企业标准来控制，其厚度差在±20μm以上。同时冷轧薄板材料一般选用热轧酸洗卷作为原料，钢种为SPCC、SPCD、SPCE等，且冷轧工艺一般为常规的冷轧生产工艺，即原料轧制、脱脂、再结晶退火、平整、剪切分条以及包装入库。但其往往存在工艺流程复杂、成本高、带钢性能不均和表面粗糙度难控制等问题，具体表现为：SPCC料由于含碳量和其他杂质成分较高，影响后续材料性能，生产SPCC带钢时原料轧制结束后采用脱脂工艺去除表面油污，退火温度普遍在660-720℃，保温时间长短不一，钢卷温度波动范围较宽。目前还没有对灭火器用冷轧钢带的生产方法的报道。

因此，对灭火器用钢带的生产从选材到冷轧生产工艺的研制，达到专用钢的性能和降低生产成本，提升质量控制能力的目的，在当前钢铁持续低迷、竞争日益激烈的环境下，开发专用、专一行业用钢显得尤为关键和必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灭火器专用冷轧钢带生产方法。该方法工艺流程相对简单、生产成本低，生产的钢带性能稳定，专一性强。

本发明的技术方案如下：一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)原料选择：选用厚度2.5-5.0mm，宽度800-1650mm的热轧酸洗原料，其成分及其质量百分比为：C0.01-0.05％、Si0.010-0.030％、Mn0.12-0.30％、S≤0.015％、P≤0.020、Al≤0.050％、N≤0.005％、Cu≤0.05，其余为铁元素和不可避免的微量杂质；其凸度≦40μm，楔形≦40μm，且楔形小于凸度；

2)冷轧：将上述热轧酸洗原料冷轧至0.7-2.0mm，总压下率控制在60-85％，横向厚度偏差保持在-0.03mm至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差(同板差)均保持在20μm以内；

3)回复再结晶退火：将冷轧后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中，经过加热、保温、带罩冷却、风冷和水冷工序，所述保温温度为670-690℃，保温时间为7-9小时；

4)湿平整：采用小于3％的延伸率模式或者采用不大于400t的轧制力模式的湿平整方式，平整后的钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差保持在20μm以内；

5)采用订单式的分条剪切，得到灭火器专用冷轧钢带。

优选地，所述步骤2)冷轧使用的轧制油稳定性较高(如上海汉高公司的862型轧制油、上海好富顿公司的FD1型轧制油、本单位自己生产的轧制油(专利号：201110362524.1)等)，将轧制油与水配置成质量浓度为2.5-5％的起冷却和润滑作用的冷轧机用乳化液，其稳定系数在0.85-0.98，冷轧使用时乳化液温度控制在55℃±5℃。

优选地，所述步骤2)热轧酸洗原料经过轧机2-6道次的轧制，轧制成0.7-2.0mm，其中第一道次压下率控制在22-30％，第一道次轧制速度控制在200-400m/min，之后各道次轧制速度控制在≥510m/min。

优选地，所述步骤3)将冷轧后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中全速加热至670-690℃，保温时间为7-9小时；在冷却阶段采用分段式冷却，即带加热罩缓冷1.5-3小时，随后换冷却罩风冷至360-380℃，最后水冷至85-95℃出炉，冷却阶段炉台风机频率设定为55-65Hz，然后带钢自然冷却到平整温度。所述全氢光亮罩式退火炉保护气体采用99.99％的氢气，加热开始时采用流量35m³/h的全氢，吹扫0.5-0.7小时，完成置换；加热至氢气温度320-340℃时，采用26-30m³/h的全氢气大流量吹扫，吹扫时间7-8小时，保持炉内微正压(即高于大气压力200-400帕)。

优选地，所述步骤4)中的湿平整的工作辊使用前采用毛化技术进行表面处理，按照客户订单要求的粗糙度选择激光毛化、电火花毛化或者抛丸毛化等毛化方式，工作辊表面为均匀的毛化面，其粗糙度在1.2-3.5μm，平整后带钢粗糙度在0.6-1.5μm。

优选地，所述步骤4)湿平整使用平整液(如上海英弗润国际贸易有限公司生产的ENFIROLLWTF200、沧州华润化工有限公司生产的HQP型平整液)，平整液浓度为3.0-4.5％，起到清除带钢表面杂质和润滑轧辊与带钢表面，提高带钢表面质量，同时起到一定防锈作用。

本发明的有益效果为：本发明为灭火器生产厂家提供专用钢带，基于严格的材质成分性能设计，厚度偏差控制在-0.03mm至0mm，宽度方向的厚度偏差在±20μm以内，满足了灭火器钢瓶对带钢要求厚度的均匀性和材质性能的可靠性要求，保证了灭火器的爆破性能和水压试验的顺利，提高灭火器生产厂的产品合格率和产品稳定性。对于冷轧薄板生产企业来讲，稳定了材料的含碳量和其他杂质成分，调整常规的冷轧生产工艺，省去脱脂工艺和降低再结晶退火温度，优化了轧制、平整、剪切分条工艺，保证了本发明生产出的冷轧灭火器专用钢带的稳定性能。本发明生产出的灭火器钢带性能稳定，通过全氢罩式退火炉过程中冷却曲线进行冷却，使钢中碳化物充分析出得到了固溶强化，避免了时效给后续使用带来的影响，产品的硬度在HRB35-HRB65，延伸率A达到40-48％，屈服强度在275MPa以下。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

1)原料选择：选用热轧酸洗原料，其原料成分质量百分比设计如下为：C0.04％、Si0.03％、Mn0.14％、S0.004％、P0.014％、Al0.028％、其余为铁元素和不可避免的Cu等微量杂质；原料凸度40um，楔形20um。

2)冷轧：对厚度3.5mm，宽度为1263mm的热轧酸洗板在高精度双机架可逆四辊轧机上进行冷轧，轧制过程中工艺润滑剂采用稳定性较高的上海汉高公司提供的862型轧制油，与脱盐水配置成质量浓度为3.0％的冷轧乳化液，稳定系数控制在0.9，冷轧温度控制在54℃，经过两个轧程轧制到1.31mm，第一轧程速度为300m/min，压下率控制在22％，第二轧程速度控制在800m/min，总压下率控制在63％。冷轧后的带钢表面反射率>80％，钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至0mm之间，同时纵向的厚度偏差(同板差)均保持在10μm以内。

3)回复再结晶退火：将轧制后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中，全速加热至690℃，保温8.5h，然后采用分段式冷却，即带加热罩缓冷2h，随后换冷却罩风冷至380℃转水冷，最后水冷至90℃出炉，冷却阶段炉台风机频率设定为65Hz，然后带钢自然冷却到平整温度。加热开始时采用流量35m³/h的全氢，吹扫0.7小时，加热至气氛温度321℃采用26m³/h的全氢气大流量吹扫，吹扫时间8.1小时，保持炉内微正压。

4)湿平整：采用1％的延伸率模式的湿平整方式，平整后的钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至0mm之间，同时纵向的厚度偏差均保持在10μm以内；湿平整的工作辊使用前采用毛化技术进行表面处理，按照客户订单要求的粗糙度选择激光毛化的毛化方式，工作辊表面为均匀的毛化面，其粗糙度在2.85μm，平整后带钢粗糙度在0.9μm范围。同时湿平整使用的平整液浓度为3.5％，平整速度为700m/min。

5)剪切：毛化平整后的实际厚度最大为1.296mm，最小为1.281mm，订单厚度为1.3mm，采用订单式的分条剪切成宽度300mm，得到满足灭火器专用冷轧钢带产品。

采用以上工艺得到的产品，其主要技术指标参见表1。

表1实施例1制备的灭火器专用冷轧钢带的技术指标

硬度

屈服强度

抗拉强度

延伸率

厚度上限

厚度下限

宽度

HRB50

215MPa

330MPa

44.5％

1.296mm

1.281mm

300±0.03mm

实施例2

1)原料选择：选用热轧酸洗原料，其原料成分质量百分比设计如下为：C0.05％、Si0.02％、Mn0.14％、S0.005％、P0.013％、Al0.027％、其余为铁元素和不可避免的Cu等微量杂质；原料凸度35um，楔形25um。

2)冷轧：对厚度3.5mm，宽度为1232mm的热轧酸洗板在高精度单机架可逆六辊轧机上进行冷轧，轧制过程中工艺润滑剂采用稳定性较高的上海好富顿公司提供的FD1型轧制油，与脱盐水配置成质量浓度为4.0％的冷轧乳化液，稳定系数控制在0.88，冷轧温度控制在56℃，经过5个道次轧制到1.23mm，第一道次速度为350m/min，压下率控制在28％，其余道次速度控制在700m/min，总压下率控制在65％。冷轧后的带钢表面反射率>75％，钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差(同板差)均保持在10μm以内；

3)回复再结晶退火：将轧制后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中，全速加热至680℃，保温9h，然后采用分段式冷却，即带加热罩缓冷1.5h，随后换冷却罩风冷至380℃转水冷，最后水冷至90℃出炉，冷却阶段炉台风机频率设定为60Hz，然后带钢自然冷却到平整温度。加热开始时采用流量35m³/h的全氢，吹扫0.5小时，加热至气氛温度326℃采用26m³/h的全氢气大流量吹扫，吹扫时间7.2小时，保持炉内微正压。

4)湿平整：采用300t轧制力模式的湿平整方式，平整后的钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至0mm之间，同时纵向的厚度偏差(同板差)均保持在10μm以内；湿平整的工作辊使用前采用毛化技术进行表面处理，按照客户订单要求的粗糙度选择激光毛化的毛化方式，工作辊表面为均匀的毛化面，其粗糙度在2.80μm，平整后带钢粗糙度在0.9um范围。同时湿平整使用的平整液浓度为4.0％，平整速度为800m/min。

5)剪切：毛化平整后的实际厚度最大为1.217mm，最小为1.211mm，订单厚度为1.22mm，采用订单式的分条剪切成宽度500mm，得到满足专用灭火器冷轧钢带产品。

采用以上工艺得到的产品，其主要技术指标参见表2。

表2实施例2制备的灭火器专用冷轧钢带的技术指标

硬度

屈服强度

抗拉强度

延伸率

厚度上限

厚度下限

宽度

HRB48

226MPa

337MPa

44％

1.217mm

1.211mm

500±0.03mm

Claims (9)

1.一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，包括以下步骤：

1）原料选择：选用厚度2.5-5.0mm，宽度800-1650mm的热轧酸洗原料，其成分及其质量百分比为：C0.01-0.05%、Si0.010-0.030%、Mn0.12-0.30%、S≤0.015%、P≤0.020、Al≤0.050%、N≤0.005%、Cu≤0.05，其余为铁元素和不可避免的微量杂质；其凸度≦40微米，楔形≦40微米，且楔形小于凸度；

2）冷轧：将热轧酸洗原料冷轧至0.7-2.0mm，总压下率控制在60-85%，横向厚度偏差保持在-0.03mm至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差均保持在20微米以内；

3）回复再结晶退火：将冷轧后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中，经过加热、保温、带罩冷却、风冷和水冷工序，所述保温温度为670-690℃，保温时间为7-9小时；

4）湿平整：采用小于3%的延伸率模式或者采用不大于400t的轧制力模式的湿平整方式，湿平整后的钢带横向厚度偏差保持在-0.03mm至+0mm之间，同时纵向的厚度偏差保持在20微米以内；

5）采用订单式的分条剪切，得到灭火器专用冷轧钢带。

2.如权利要求1所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤2）的冷轧使用轧制油，将轧制油与水配置成质量浓度为2.5-5%，稳定系数在0.85-0.98的冷轧机用乳化液。

3.如权利要求1所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤2）热轧酸洗原料经过轧机2-6道次的轧制，轧制成0.7-2.0mm厚度，其中第一道次压下率控制在22-30%，第一道次轧制速度控制在200-400m/min，之后各道次轧制速度控制在≥510m/min。

4.如权利要求1所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤3）将冷轧后的钢带装入全氢光亮罩式退火炉中全速加热至670-690℃。

5.如权利要求1所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤3）带加热罩缓冷1.5-3小时，随后换冷却罩风冷至360-380℃，最后水冷至85-95℃出炉，然后带钢自然冷却到湿平整温度。

6.如权利要求5所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述冷却中炉台风机频率设定为55-65Hz。

7.如权利要求4-6中任意一项所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述全氢光亮罩式退火炉保护气体采用99.99%的氢气，加热开始时采用流量35m³/h的全氢，吹扫0.5-0.7小时，完成置换；氢气加热至温度320-340℃时，采用26-30m³/h的全氢气大流量吹扫，吹扫时间7-8小时，保持炉内为高于大气压力200-400帕的微正压状态。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤4）中的湿平整的工作辊使用前采用毛化技术进行表面处理，工作辊表面为均匀的毛化面，其粗糙度在1.2-3.5微米，平整后带钢粗糙度在0.6-1.5微米。

9.如权利要求1-3中任意一项所述的一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其特征是，所述步骤4）中的湿平整使用平整液，平整液质量百分浓度为3.0-4.5%。