CN104962810A

CN104962810A - 地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法

Info

Publication number: CN104962810A
Application number: CN201510398485.9A
Authority: CN
Inventors: 陶军晖; 宋畅; 杜明; 马玉喜; 刘培灿; 徐进桥; 郭斌; 刘昌明; 王俊霖
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明公开了一种地铁装饰用薄板搪瓷钢及制造方法，搪瓷钢的厚度为1.0-2.0mm，搪瓷钢的化学成分重量百分比如下：C：0.001-0.003％；Si≤0.10％；Mn：0.05-0.10％；P≤0.010％；S≤0.005％；Als：0.01-0.02％；Ti：0.20～0.25％；N：0.010～0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。其生产步骤包括铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、板坯连铸、均热炉均热、热连轧控轧控冷、卷取、酸洗、质量检测、加工成形、喷丸、碱洗、喷搪、烧搪。本发明的热轧搪瓷钢实现了高强度和高深冲性能的良好匹配，且易成型，易焊接，生产成本低，效率高，应用前景广阔。

Description

地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及搪瓷钢制造领域，具体地指一种地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，城市面积的不断扩张，地铁已成为解决城市拥堵最好的交通工具，并在我国众多城市投入应用。随着全国各大城市地铁的开工，地铁及地铁站需要大量彩色搪瓷钢作为立面装饰材料。同时，搪瓷钢是不可燃材料，安全防火，大大提高了地铁的安全系数。目前，国内所有的地铁装饰用搪瓷钢均使用冷轧搪瓷钢，而冷轧搪瓷板生产工序复杂，生产效率低下，制造成本高昂，而且市场上尚无热轧搪瓷钢作为其替代产品。

公开号为CN201310548310.2的中国发明专利申请公开了一种屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法，公开号为CN200510047758.1的中国发明专利申请公开了一种热轧双面搪瓷用钢板及其制造方法，它们的设计中均未考虑钢板的深冲性能，且在钢板性能上也未提及深冲性能指标，而这种强度级别的钢已经不能适应和满足当前地铁用搪瓷装饰板的要求。

因此，提供一种具备良好深冲性能和良好力学性能的地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，解决目前国内具备良好深冲性能的地铁装饰用薄板搪瓷钢生产中的一些技术瓶颈，提供一种地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种地铁装饰用薄板搪瓷钢，该搪瓷钢的厚度为1.0～2.0mm，搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.001-0.003％；Si≤0.10％；Mn：0.05-0.10％；P≤0.010％；S≤0.005％；Als：0.01-0.02％；Ti：0.20～0.25％；N：0.010～0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，该搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.0015-0.0025％；Si≤0.08％；Mn：0.07-0.09％；P≤0.008％；S≤0.004％；Als：0.012-0.016％；Ti：0.22～0.24％；N：0.012～0.016％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，该搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.002％；Si：0.04％；Mn：0.08％；P：0.003％；S：0.002％；Als：0.014％；Ti：0.23％；N：0.014％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明的地铁装饰用薄板搪瓷钢中各化学成分的作用如下：

碳(C)：C含量的选择是本发明的重要特征。C元素是提高钢板强度既简便又经济的元素，C含量低于0.001％，不能保证搪瓷板的必要强度；C含量高于0.003％，钢的深冲性能明显下降。为了保证钢板具有良好的综合性能，尤其是使钢板具有良好的深冲性能，本发明将C含量限定在0.001-0.003％。

锰(Mn)：Mn通过固溶强化提高钢的强度，是补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要最经济的强化元素。Mn还可通过扩大γ相区从而降低γ→α的相变温度，扩大热加工温度区域，有利于细化铁素体晶粒尺寸，提高钢的强度和韧性。Mn含量低于0.05％，对强度贡献作用不大；Mn含量高于0.10％，会使Ac3点降低过大，对深冲性能不利。本发明的Mn含量控制为0.05％～0.10％。

硅(Si)：在铁素体中的固溶强化系数比Mn高，是一种有效的强化元素，但Si却能显著降低钢的深冲性能，且对热连轧板卷表面质量有不利影响，因此本发明应尽量降低钢中硅含量。本发明Si的含量为Si≤0.10％。

钛(Ti)：Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，形成的碳、氮化物颗粒可在钢重新加热及高温奥氏体区粗轧过程中阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用，提高钢的深冲性能。在卷取阶段析出的细小弥散TiC可以起到显著的析出强化效果，从而有效的提高钢板强度。同时Ti是氢陷阱的第二相析出粒子的重要形成元素。Ti含量低于0.20％，难以析出足够多的第二相析出物来形成氢陷阱所必要的表面积；Ti含量高于0.25％，第二相析出物过多会影响钢板的深冲性能。本发明选择Ti含量为0.20～0.25％。

铝(Als)：Als的主要作用是脱去钢水中的氧(O)，防止钛被氧化而失效。本发明的Als含量为0.01-0.02％，

氮(N)：N属于转炉钢中正常残余，可以与钢中钛(Ti)结合形成TiN析出，起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化作用。N含量低于0.010％，析出作用不大无法起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化的作用；N含量高于0.020％，会导致有效Ti析出量减少，无法满足钢板的强度要求。本发明的N含量为0.010～0.020％。

磷(P)：P在钢中易析出并形成Fe₃P且易形成偏析，降低钢的冲击韧性及磁感性能等。因此，本发明应的P含量控制在0.010％以下。

硫(S)：钢中的Mn可与S形成塑性夹杂物MnS，减轻“热脆”倾向，但轧制过程中沿轧制方向延伸的MnS易使钢中形成带状组织，降低钢的深冲性能。因此本发明的S含量控制在0.005％以下。

进一步地，本发明的地铁装饰用薄板搪瓷钢的力学性能及深冲性能如下：屈服强度R_eL≥460MPa，抗拉强度R_m≥550MPa，延伸率A≥22％；深冲性能r值为1～1.5，n值为0.2～0.3。

上述地铁装饰用薄板搪瓷钢的制作方法，包括如下步骤：铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、板坯连铸、均热炉均热、热连轧控轧控冷、卷取、酸洗、质量检测、加工成形、喷丸、碱洗、喷搪、烧搪。其中均热炉出炉温度为1150±20℃；热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为800～850℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为10～15℃/s，卷取温度为700～750℃；烧搪步骤中，烧搪温度为900～950℃，烧搪时间为25～30min。

进一步地，所述热连轧控轧控冷步骤中，开轧温度为1120～1140℃，终轧温度为820～840℃，冷却速度为12℃/s。

进一步地，所述卷取步骤中，卷取温度为720～740℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明提供的地铁装饰用薄板搪瓷钢可以实现高强度、高深冲性能及高抗鳞爆性能的良好匹配：热轧板卷的屈服强度R_eL≥460MPa，抗拉强度R_m≥550MPa，延伸率A≥22％，深冲性能r值1～1.5，n值0.2～0.3，且易成型，易焊接，能够较好地满足地铁装饰用搪瓷钢板的需求。

2)本发明的CSP工艺热连轧生产线轧制薄规格搪瓷钢板具有轧制负荷小，板形控制好的优势，并且不需要经过钢坯堆垛缓冷过程和钢坯再加热过程，成本低，生产效率高。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的地铁装饰用薄板搪瓷钢及其制造方法作进一步的详细描述。除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

本发明实施例1-6的搪瓷钢的化学元素质量百分配比如表1所示，余量为Fe及不可避免的杂质。

表1 本发明各实施例的化学成分及质量百分比含量(wt％)

实施例	C	Mn	Si	P	S	Als	Ti	N
									1	0.001	0.09	0.09	0.009	0.002	0.017	0.16	0.011
2	0.003	0.05	0.10	0.004	0.004	0.013	0.19	0.019
									3	0.002	0.10	0.01	0.007	0.003	0.015	0.17	0.020
4	0.003	0.06	0.02	0.001	0.002	0.012	0.20	0.010
									5	0.001	0.08	0.06	0.002	0.001	0.019	0.15	0.013
6	0.002	0.07	0.03	0.010	0.005	0.011	0.18	0.015

本发明各实施例的生产方法如下：在条材总厂CSP分厂转炉上进行顶底复合吹炼，采用铁水深脱硫技术，使铁水中的S≤0.005％，钢水经过吹氩气后，再经过真空处理，使钢中的化学成份满足表1的要求，余量为Fe及不可避免的夹杂。再将满足表1要求的钢水浇注成200～300mm×900～1550mm断面的板坯。然后该板坯直接热坯传送均热炉短时间加热，再送至连铸连轧轧机上采用控轧控冷的热连轧生产工艺，将其轧制成热轧板，再经过成形、涂搪和烧搪制成地铁搪瓷装饰板。

采用控轧控冷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和保证钢板的尺寸规格、表面质量，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。均热炉出炉温度为1150±20℃；热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为800～850℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为10～15℃/s，卷取温度为700～750℃，然后卷取，制得热轧板卷。

热轧板卷再分切成定尺板，定尺板经过成形后，在钢板表面涂覆一层搪瓷釉料，再进行烧搪(烧搪过程温度900～950℃，时间25～30min)，最后制成地铁装饰用薄板搪瓷钢。

本发明实施例1-6的热连轧钢板的主要工艺参数及试验结果如表2所示。

表2 本发明热连轧钢板制备方法及试验结果

本发明实施例1-6的搪瓷钢的生产工艺参数及试验结果如表3所示。

表3 本发明地铁装饰用薄板搪瓷钢制备方法及试验结果

从表2反映出的性能来看，实施例1-6中的厚度为1.5mm的热轧板都能满足屈服强度R_eL≥460MPa，抗拉强度R_m≥550MPa，延伸率A≥22％，深冲性能r值1～1.5，n值0.2～0.3的需求。从表3反映出的性能来看，实施例1-6中的薄板搪瓷钢的力学性能和深冲性能均满足上述使用要求。

Claims

1.一种地铁装饰用薄板搪瓷钢，其特征在于：所述搪瓷钢的厚度为1.0-2.0mm，搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.001-0.003％；Si≤0.10％；Mn：0.05-0.10％；P≤0.010％；S≤0.005％；Als：0.01-0.02％；Ti：0.20～0.25％；N：0.010～0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的地铁装饰用薄板搪瓷钢，其特征在于：所述搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.0015-0.0025％；Si≤0.08％；Mn：0.07-0.09％；P≤0.008％；S≤0.004％；Als：0.012-0.016％；Ti：0.22～0.24％；N：0.012～0.016％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的地铁装饰用薄板搪瓷钢，其特征在于：所述搪瓷钢的化学成分及其重量百分比如下：C：0.002％；Si：0.04％；Mn：0.08％；P：0.003％；S：0.002％；Als：0.014％；Ti：0.23％；N：0.014％，其余为Fe及不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的地铁装饰用薄板搪瓷钢，其特征在于：所述搪瓷钢的力学性能及深冲性能如下：屈服强度R_eL≥460MPa，抗拉强度R_m≥550MPa，延伸率A≥22％；深冲性能r值为1～1.5，n值为0.2～0.3。

5.根据权利要求1所述的地铁装饰用薄板搪瓷钢的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、板坯连铸、均热炉均热、热连轧控轧控冷、卷取、酸洗、质量检测、加工成形、喷丸、碱洗、喷搪、烧搪；所述均热炉均热步骤中，出炉温度为1150±20℃；所述热连轧控轧控冷步骤中，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为800～850℃，冷却速度为10～15℃/s；所述卷取步骤中，卷取温度为700～750℃；所述烧搪步骤中，烧搪温度为900～950℃，烧搪时间为25～30min。

6.根据权利要求5所述的厚度为1.5mm的地铁装饰用搪瓷钢板的制作方法，其特征在于：所述热连轧控轧控冷步骤中，开轧温度为1120～1140℃，终轧温度为820～840℃，冷却速度为12℃/s。

7.根据权利要求5所述的厚度为1.5mm的地铁装饰用搪瓷钢板的制作方法，其特征在于：所述卷取步骤中，卷取温度为720～740℃。