CN106868400A - 一种瓶盖用钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种瓶盖用钢及其制造方法，属于金属材料技术领域。瓶盖用钢的熔炼成分以重量百分数计为：C：0.06‑0.08％，Mn：0.4‑0.6％，Si：≤0.04％，P：0.05‑0.09％，S：≤0.02％，Als：0.015‑0.055％，余量为Fe，经热轧、冷轧、退火后平整，以10‑18％变形量轧制，获得需要的强度和加工性能。控制以重量百分比计0.03‑0.05％磷元素含量，代替部分碳元素的固溶强化作用，避开了在包晶区连铸，从而减少了铸坯因在包晶区连铸所导致的表面裂纹缺陷的形成几率；同时在平整工序采用10‑18％的压下率优化冷轧带钢性能，使所制造的目标成品的应用性能指标也与传统的设计相同，实现了高质量和低成本的最优化设计。

Description

一种瓶盖用钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种瓶盖用钢及制造方法。
背景技术
瓶盖用钢对冷轧基料的成分及制造工艺要求苛刻，既需要有足够的强度，还需要冷轧后具备相应的延展性能，对板面质量的要求也非常严格。国内现有的瓶盖用钢一般成分为C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％，此成分区间的钢处于包晶区，连铸工艺不易控制且易出现表面裂纹，最终造成过程成本增加并影响带钢成品质量。
为满足瓶盖用钢的性能要求，一般钢厂有两种生产方式：一种是按照包晶钢生产，但不易操作且易出现角部缺陷造成修复成本增加和质量风险；另一种是改善钢的成分，使C含量≤0.10％且提高Mn含量并加入少量Ti可以在保证力学性能的基础上避开包晶区，但此方法会造成冷轧带钢各向异性增加且提高成本。
P元素对大多数钢种来说属于有害元素，冶炼时需要控制到0.02％以下，但P元素在钢中有固溶强化作用，可增加钢的强度，在冷轧时改善钢的加工性能，且P元素在低含量时不存在包晶区。
发明内容
本发明目的在于提供一种瓶盖用钢及制造方法，通过改变成分设计和后期增加二次冷轧压下率的方法，使冷轧基料的性能符合使用要求，且在冶炼时避开包晶区，解决了铸坯表面易产生裂纹的缺陷，也能够改善瓶盖用钢在二次轧制后的机械加工性能。
本发明利用P元素代替C元素的强化作用并在平整时靠10-18％的变形量进一步提高带钢的机械加工性能，最终达到避开瓶盖用钢包晶区和优化冷轧带钢加工性能的目的，且降低了成本。
本发明的瓶盖用钢的熔炼成分以重量百分数计为：C：0.06-0.08％，Mn：0.4-0.6％，Si：≤0.04％，P：0.05-0.09％，S：≤0.02％，Als：0.015-0.055％，余量为Fe，经热轧、冷轧、退火后平整，以10-18％变形量轧制，获得需要的强度和加工性能。生产的工艺步骤及控制的技术参数如下：
(1)转炉冶炼时低枪位操作，使铁水温度迅速升温到1400℃以上，降低渣中氧化铁，抑制脱磷反应的进行，减少白灰用量至25Kg/t,降低了25％-30％的渣量，终点C控制在0.06-0.08％、P控制在0.05-0.09％、S≤0.02％，炉后加硅锰合金控制Mn含量在0.4-0.6％、Si含量≤0.04％，控制C含量在0.06-0.08％，控制Al含量在0.015-0.055％。
(2)连铸时中包过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，避免钢中P偏析。
(3)热轧的终轧温度控制在880±10℃，卷取温度控制在570℃±10℃；成品目标厚度为2.5-3.0mm。
(4)酸洗后冷轧，压下率88-92％，目标厚度0.27-0.28mm。
(5)轧后经全氢罩式炉退火，退火后平整，压下率10-18％，最终板厚0.23mm。
本发明的主要原理在于成分设计上利用P元素在钢种起固溶强化作用且具有细化晶粒的作用，退火后经大变形量轧制可获得符合要求的强度和机械性能。
磷在钢中起固溶强化和细晶强化作用提高钢的强度，0.1％的P可使屈服强度提高68MPa，并且不降低延伸率。P含量提高后在退火过程中变形织构变弱各向异性显著降低，所以在要求强度又要塑性的冷轧用钢中选用P元素代替部分C元素具有很大的优势。
转炉冶炼时由氧势图可知，碳、磷在1400℃上下氧化反应截然不同，高于1400℃后铁水中P的反应停止，几乎没有脱磷效果。脱磷过程加入白灰会形成3CaO.P2O5进入渣中来降低铁水中的磷含量，冶炼含磷钢时加25Kg/t的白灰，造成了渣量减少30％，再降低枪位吹炼，加快前期炉内反应，使炉内温度迅速升高到1400℃以上，抑制了脱磷反应的进行，可提高终点P含量。
P元素易在钢坯浇铸过程中形成中心偏析和晶间偏析，所以连铸过程要低温浇铸，过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，使P元素在钢坯凝固过程中的尽可能的均匀弥散分布。
为获得晶粒细小且力学性能较好的带钢组织，需控制热轧带钢高温轧制和低温卷取。
为使平整后0.23厚的冷轧带钢具备瓶盖使用的机械性能，需要在退火后加大轧制量，P含量提高后基本消除了变形织构有利于带钢的均匀变形，再结合P元素在钢中的强化作用，使冷轧带钢获得良好的加工硬化性能和冷加工性能。
本发明控制以重量百分比计0.03-0.05％磷元素含量，代替部分碳元素的固溶强化作用，避开了在包晶区连铸，从而减少了铸坯因在包晶区连铸所导致的表面裂纹缺陷的形成几率；同时在平整工序采用10-18％的压下率优化冷轧带钢性能，使所制造的目标成品的应用性能指标也与传统的设计相同，实现了高质量和低成本的最优化设计。
与现有技术相比，其特征在于利用P元素取代C元素在钢种的强化作用，在不影响带钢力学性能的情况下避开包晶区以减少表面裂纹的出现，还能改善二次冷轧后的机械加工性能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细阐述，实施例1：
1)转炉冶炼：转炉冶炼时控制低枪位加快炉内反应，加快脱氧抑制脱磷反应的进行，降低渣量，终点C控制在0.08％、P控制在0.056％、S≤0.02％，炉后加合金控制成分，最终的熔炼成分如下表：
2)连铸：中包过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，避免钢中P偏析。
3)轧制：热轧和冷轧等工艺如下表：
4)性能：以上实施例所生产的成品瓶盖实际抗折弯力在125-149N范围内，满足瓶盖力学性能要求，与现有成分为C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％的瓶盖用钢力学性能指标相当。
5)铸坯纵裂发生率：以上实施例所生产的铸坯横纵裂纹发生率为＜0.02％，远小于现有成分为C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％的瓶盖用钢的3-10％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种瓶盖用钢，其特征在于，成分以重量百分数计为，C：0.06-0.08％，Mn：0.4-0.6％，Si：≤0.04％，P：0.05-0.09％，S：≤0.02％，Als：0.015-0.055％，余量为Fe；冷轧退火后平整压下率10-18％。
2.一种如权利要求1所述的瓶盖用钢的制造方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：
(1)转炉冶炼时低枪位操作，使铁水温度迅速升温到1400℃以上，降低渣中氧化铁，抑制脱磷反应的进行，减少白灰用量至25Kg/t,降低了25％-30％的渣量，终点C控制在0.06-0.08％、P控制在0.05-0.09％、S≤0.02％，炉后加硅锰合金控制Mn含量在0.4-0.6％、Si含量≤0.04％，控制C含量在0.06-0.08％，控制Al含量在0.015-0.055％；
(2)连铸时中包过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，避免钢中P偏析；
(3)热轧的终轧温度控制在880±10℃，卷取温度控制在570℃±10℃；成品目标厚度为2.5-3.0mm；
(4)酸洗后冷轧，压下率88-92％，目标厚度为0.27-0.28mm；
(5)轧后经全氢罩式炉退火后平整，压下率10-18％，目标厚度0.23mm。
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