CN108085582A - 一种食品级马口铁基料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种食品级马口铁基料及其制备方法。所述食品级马口铁基料的原料包括下列元素：C：0.040～0.079％、Als：0.030～0.060％、Si：0～0.025％、Mn：0.34％‑0.40％、P：0～0.012％、S：0～0.008％、N：0～0.0045％、Cr：0～0.025％、Ni：0～0.03％、Cu：0～0.04％、Mo：0～0.02％，As：0～0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备方法包括下述步骤：转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→板坯连铸→板坯加热→控制轧制→控制冷却→卷取。本发明所得产品可满足后续生产食品级马口铁的要求。

Description

一种食品级马口铁基料及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种食品级马口铁基料及其制备方法及其制备方法。

背景技术

马口铁又名镀锡铁，是电镀锡薄钢板的俗称，英文缩写为SPTE，是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带。锡主要起防止腐蚀与生锈的作用。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。

马口铁包装由于其良好的密封性、保藏性、避光性、坚固性和特有的金属装饰魅力，决定了其在包装容器业内具有广泛的涵盖面，广泛应用于食品包装、医药品包装、日用品包装、仪器仪表包装、工业品包装等方面，是国际上通用的包装品种。现今食品工业的持续快速发展为马口铁包装容器业带来广阔的市场发展空间，同时也对金属包装在数量以及质量上都提出了更高的要求。

马口铁作为金属材料，化学稳定性较差，不耐酸腐蚀，当作为食品包装材料时，如果食品具有高酸性时，易使马口铁被腐蚀。钢基板中的磷、硫、铜都会降低其耐腐蚀性能。

发明内容

针对钢基板中的磷、硫、铜等元素以及锡层露铁点会降低马口铁耐腐蚀性的问题，本发明提供一种食品级马口铁基料。

以及，本发明还提供一种食品级马口铁基料的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：

一种食品级马口铁基料，以所述食品级马口铁基料的总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

上述食品级马口铁基料在严格控制P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、As等微量元素的基础上，合理控制Als(酸溶铝)的含量，使钢中的Als既能起到降低钢水中夹杂物含量和细化晶粒的作用，又不至于由于Al含量的增加造成Al夹杂物的引入。

本发明还提供一种食品级马口铁基料的制备方法，包括以下步骤：

步骤a：将含有权利要求1所述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯再加热后，进行控制轧制→控制冷却→卷取。

本发明通过转炉提钒—转炉冶炼双联工艺降低残余元素含量；通过RH精炼—LF精炼双联工艺，充分降低夹杂物含量，提高钢水纯净度；后续利用控制冷轧和控制冷却工艺，保证热轧钢带表面质量，使所得产品各项指标均满足食品级马口铁基料的要求。

根据上述食品级马口铁基料的元素配比以及制备方法所制得的产品具有优良的质量，抗拉强度≥270MPa，屈服强度≥200MPa，延伸率≥45％，晶粒度9.0-11.0级，带状组织≤2.5级，非金属夹杂物硫化物(A类)、氧化铝(B类)、硅酸盐(C类)、球形氧化物(D类)的粗系和细系含量均≤1.0级。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种食品级马口铁基料，以所述食品级马口铁基料的总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

上述食品级马口铁基料在严格控制P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、As等微量元素的基础上，合理控制Als(酸溶铝)的含量，使钢中的Als既能起到降低钢水中夹杂物含量和细化晶粒的作用，又不至于由于Al含量的增加造成Al夹杂物的引入。

本发明实施例还提供一种食品级马口铁基料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤a：将含有权利要求1所述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯再加热后，进行控制轧制→控制冷却→卷取。

本发明通过转炉提钒—转炉冶炼双联工艺降低残余元素含量；通过RH精炼—LF精炼双联工艺，充分降低夹杂物含量，提高钢水纯净度；后续利用控制冷轧和控制冷却工艺，保证热轧钢带表面质量，使所得产品各项指标均满足食品级马口铁基料的要求。

具体地，在上述步骤b中，所述板坯再加热采用板坯冷料入炉，再加热时间为130～200分钟。优选的在炉时间可以使板坯充分升温，同时防止在炉时间过长造成一次氧化铁皮过厚，不易去除，后续除鳞不净导致板面氧化铁皮压入。

进一步优选的，所述板坯再加热的温度范围为1200～1260℃；所述板坯再加热过程中，同一板坯头尾温差≤20℃，上下表面温差≤20℃，不同板坯间温差≤20℃。优选的出钢温度可以确保板坯中的合金元素能够充分固溶和避免晶粒过分长大；对温差的控制可以保证板坯温度均匀，为控制板型提供良好的温度条件。

进一步优选的，所述板坯再加热在加热炉内采用弱氧化性气氛控制，可避免氧化铁皮厚度超标。

进一步优选的，所述弱氧化性气氛为水蒸气或一氧化二氮，成本较低，对弱氧化性气氛的维护能力稳定，且不会产生有害物质，不污染环境。

进一步优选的，所述控制轧制以前轧制10块低碳软钢作为烫辊材，轧制节奏为180s，换辊后对板坯进行控制压制，控制压制的轧制总长度≤30公里。烫辊材的过程有利于轧辊表面形成稳定致密的氧化膜，为生产表面质量合格的产品提供有效保障。控制轧制总长度≤30公里，可避免出现轧辊辊面磨损严重，确保精轧工作辊表面质量。

进一步优选的，所述控制轧制包括粗轧和精轧，其中所述粗轧采用可逆式轧制模式，控制轧制5道次，粗轧出口温度1040～1100℃，所述精轧采用7架连续轧机控制轧制，且终轧温度为870～900℃。优选的粗轧、精轧工序参数可以使所得产品的表面更光滑紧致，可以使后续镀锡后减少露铁点，从而提高产品耐腐蚀性。

进一步优选的，所述控制轧制的过程中在机架间投用除鳞水，所述除鳞水压力≥18MPa，可防止氧化铁皮除不净。

进一步优选的，所述控制冷却采用前段分散层流冷却，所述冷却的速度为19～24℃/s。前段分散层流冷却方法可以快速使所得基料降温，并使产品质地均一，优选的冷却速度可以提高产品的加工性能、力学性能和物理性能。

进一步优选的，所述卷取的温度为600～630℃。较高的卷曲温度可提高产品的延伸率，并可固定基料中的碳元素，提高产品的强度。

为了更好的说明本发明实施方式，下面通过实施例做进一步的举例说明。

实施例1

本发明实施例提供一种食品级马口铁基料及其制备方法，以所述食品级马口铁基料的原料总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

按以下步骤进行食品级马口铁基料的制备：

步骤a：将含有上述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯冷料入炉，在炉再加热130分钟，炉温1260℃，炉内采用水蒸气来保持弱氧化性气氛，同一板坯头尾温差为15℃，上下表面温差14℃，不同板坯间温差17℃。轧制10块低碳软钢作为烫辊材后，对板坯进行控制轧制，除磷水压力为20MPa，粗轧采用可逆式轧制模式轧制5道次，粗轧温度为1040℃，精轧采用7架连续轧机控制压制，精轧温度为870℃。轧制后的控制冷却采用前段分散层流冷却进行，冷却速度为19℃/s。卷取温度为600℃。

实施例2

本发明实施例提供一种食品级马口铁基料及其制备方法，以所述食品级马口铁基料的原料总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

按以下步骤进行食品级马口铁基料的制备：

步骤a：将含有上述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯冷料入炉，在炉再加热150分钟，炉温1240℃，炉内采用水蒸气来保持弱氧化性气氛，同一板坯头尾温差为17℃，上下表面温差13℃，不同板坯间温差16℃。轧制12块低碳软钢作为烫辊材后，对板坯进行控制轧制，除磷水压力为20MPa，粗轧采用可逆式轧制模式轧制5道次，粗轧温度为1060℃，精轧采用7架连续轧机控制压制，精轧温度为880℃。轧制后的控制冷却采用前段分散层流冷却进行，冷却速度为21℃/s。卷取温度为610℃。

实施例3

本发明实施例提供一种食品级马口铁基料及其制备方法，以所述食品级马口铁基料的原料总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

按以下步骤进行食品级马口铁基料的制备：

步骤a：将含有上述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯冷料入炉，在炉再加热170分钟，炉温1220℃，炉内采用一氧化二氮来保持弱氧化性气氛，同一板坯头尾温差为12℃，上下表面温差14℃，不同板坯间温差15℃。轧制14块低碳软钢作为烫辊材后，对板坯进行控制轧制，除磷水压力为22MPa，粗轧采用可逆式轧制模式轧制5道次，粗轧温度为1080℃，精轧采用7架连续轧机控制压制，精轧温度为890℃。轧制后的控制冷却采用前段分散层流冷却进行，冷却速度为22℃/s。卷取温度为620℃。

实施例4

本发明实施例提供一种食品级马口铁基料及其制备方法，以所述食品级马口铁基料的原料总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

按以下步骤进行食品级马口铁基料的制备：

步骤a：将含有上述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯冷料入炉，在炉再加热200分钟，炉温1200℃，炉内采用一氧化二氮来保持弱氧化性气氛，同一板坯头尾温差为13℃，上下表面温差12℃，不同板坯间温差11℃。轧制15块低碳软钢作为烫辊材后，对板坯进行控制轧制，除磷水压力为25MPa，粗轧采用可逆式轧制模式轧制5道次，出口温度为1100℃，精轧采用7架连续轧机控制轧制，精轧温度为900℃。轧制后的控制冷却采用前段分散层流冷却进行，冷却速度为24℃/s。卷取温度为630℃。

对以上各实施例中的食品级马口铁基料进行质量测试，结果见表1。

表1

由表1的试验结果可见，本发明生产的食品级马口铁基料板型及表面质量良好，可满足进一步生产食品级马口铁的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种食品级马口铁基料，其特征在于：以所述食品级马口铁基料的总重量为100％计，由以下重量百分比的下列元素组成：

余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：将含有权利要求1所述重量百分比的元素的含钒铁水依次进行转炉提钒→转炉冶炼→RH精炼→LF精炼→连铸后制得板坯；

步骤b：将步骤a所得板坯再加热后，进行控制轧制→控制冷却→卷取。

3.根据权利要求2所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述板坯再加热的温度范围为1200～1260℃；和/或

所述步骤b中所述板坯再加热过程中，同一板坯头尾温差≤20℃，上下表面温差≤20℃，不同板坯间温差≤20℃。

4.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述控制轧制以前轧制10块低碳软钢作为烫辊材，轧制节奏为180s，换辊后对板坯进行控制压制，控制压制的轧制总长度≤30公里。

5.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述控制轧制包括粗轧和精轧，其中所述粗轧采用可逆式轧制模式，控制轧制5道次，粗轧出口温度1040～1100℃，所述精轧采用7架连续轧机控制轧制，且终轧温度为870～900℃。

6.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述板坯再加热采用板坯冷料入炉，再加热时间为130～200分钟。

7.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述板坯再加热在加热炉内采用弱氧化性气氛控制。

8.根据权利要求7所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述弱氧化性气氛为水蒸气或一氧化二氮。

9.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述控制冷却采用前段分散层流冷却，所述冷却的速度为19～24℃/s。

10.根据权利要求2-3任一项所述的食品级马口铁基料的制备方法，其特征在于，所述步骤b中所述控制轧制的过程中在机架间投用除鳞水，所述除鳞水压力≥18MPa；和/或

所述步骤b中所述卷取的温度为600～630℃。