CN110983179A - 一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法，属于钢材制备技术领域。所述一次冷轧连退包装用钢，成分组成为(质量百分比)为：C：0.03‑0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15‑0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03‑0.07％，N:0.0125‑0.0145％，其余为Fe和杂质。本发明一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法可生产具有高成形性的具有铁素体+渗碳体组织的包装用钢，具有较高的烘烤后横向延伸率。

Description

一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢材制备技术领域，特别涉及一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法。
背景技术
一次冷轧连退包装用钢是通过电镀作业获得的在两面镀覆锡层或铬层的冷轧连退低碳钢板或钢带，主要用于饮料罐、食品罐和易开盖等领域。
传统的一次冷轧连退包装用钢在用户涂印烘烤后横向延伸率会急剧下降，通常延伸率都在6％以下，导致在进行复杂成形如易开盖铆钉成形时易导致铆钉发黑或开裂问题的出现，长期困扰包装行业。
发明内容
本发明提供一种一次冷轧连退包装用钢及其制备方法，解决了或部分解决了现有技术中一次冷轧连退包装用钢烘烤后横向延伸率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种一次冷轧连退包装用钢，成分组成为(质量百分比)：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质。
基于相同的发明构思，本发明提供一种一次冷轧连退包装用钢的制备方法，包括以下步骤：进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，所述板坯的成分组成为(质量百分比)：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质；将所述板坯进行热轧、酸洗、冷轧获得带钢；对所述带钢进行连退、平整，然后进行镀锡或镀铬成成品卷。
进一步地，所述板坯在所述热轧过程中再加热温度为1180-1210℃。
进一步地，所述板坯在所述热轧过程中粗轧采用1+5或3+3道次。
进一步地，所述板坯在所述热连轧过程中精轧的终轧温度为850-920℃。
进一步地，所述板坯在所述热轧过程中的卷取温度为550-590℃。
进一步地，所述带钢在所述连退的退火温度为660-690℃。
进一步地，在所述平整过程中平整延伸率为1.2-2.2％。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于冷轧连退包装用钢，成分组成(质量百分比)为：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质，所以，C、Mn作为控制强化元素进行加入，充分发挥C、Mn元素的固溶强化作用，N作为钉扎位错的元素进行加入，通过加入大量的N在钢中形成大量均匀弥散分布的AlN和游离N，钉扎钢中的位错，在变形时通过N与位错的相互作用延长屈服平台，同时，由于氮的加入提高钢的强度使得可采用更高的退火温度粗化晶粒以保证强度不变，因此粗化的铁素体基体还可以改善均匀延伸，最终使得延伸率改善，得到具有高成形性的具有铁素体+渗碳体组织的包装用钢，具有较高的烘烤后横向延伸率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一次冷轧连退包装用钢的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种一次冷轧连退包装用钢，其特征在于，成分组成(质量百分比)为：
C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质。
本申请具体实施方式由于冷轧连退包装用钢，成分组成为(质量百分比)为：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质，所以，C、Mn作为控制强化元素进行加入，充分发挥C、Mn元素的固溶强化作用，N作为钉扎位错的元素进行加入，通过加入大量的N在钢中形成大量均匀弥散分布的AlN和游离N，钉扎钢中的位错，在变形时通过N与位错的相互作用延长屈服平台，同时，由于氮的加入提高钢的强度使得可采用更高的退火温度粗化晶粒以保证强度不变，因此粗化的铁素体基体还可以改善均匀延伸，最终使得延伸率改善。
C是提高钢强度最经济有效的元素，但C含量过高会恶化钢的焊接性能，本发明C含量设计为0.03-0.08％。
Si有利于提高钢的强度、屈服点，同时也是影响热轧带钢表面质量的重要元素，为保证钢板良好的表面质量，本发明Si含量设计为≤0.02％。
Mn可以通过固溶强化提高钢的强度，但含量过高会减弱钢的抗腐蚀能力，本发明Mn含量设计为0.15-0.40％。
P在常规钢种中，是一种有害的杂质元素，本发明P含量设计为≤0.015％。
S是有害元素，对钢的耐腐蚀性能极为不利，因此应尽量降低钢中的S含量，使其含量≤0.012％。
Al是终脱氧剂，生产镇静钢时，本发明Al含量设计为0.03-0.07％。
N作为钉扎位错的元素进行加入，通过加入大量的N在钢中形成大量均匀弥散分布的AlN和游离N，钉扎钢中的位错，在变形时通过N与位错的相互作用延长屈服平台；同时由于氮的加入提高钢的强度使得可采用更高的退火温度粗化晶粒以保证强度不变，因此粗化的铁素体基体还可以改善均匀延伸，最终使得延伸率改善。本发明N含量设计为0.0125-0.0145％。
为提高烘烤后横向延伸率，通过在钢中添加大量的N元素，使得钢中的游离N达到较高的水平，因此在变形过程中位错反复被钉扎，从而反复脱钉。同时钢中大量的AlN析出相同样也会阻碍位错的运动，并最终导致屈服平台的延长。同时由于钢中加入了N元素导致固溶强化和析出强化作用提高，因此需要通过适当粗化铁素体晶粒尺寸，弱化细晶强化作用以保证最终的强度和硬度在规定范围内，因此进一步改善了基体的塑性。
参见图1，基于相同的发明构思，本申请还提供一种一次冷轧连退包装用钢的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，板坯的成分组成为(质量百分比)：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质。
步骤2，将板坯进行热轧、酸洗、冷轧获得带钢。
步骤3，对带钢进行连退、平整，然后进行镀锡或镀铬成成品卷。
本申请具体实施将进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，板坯的成分组成为(质量百分比)：C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质，将板坯进行热轧、酸洗、冷轧获得带钢，对带钢进行连退、平整、镀锡或镀铬成成品卷，所以，采用一次冷轧法，板坯中的N在钢中形成大量均匀弥散分布的AlN和游离N，钉扎钢中的位错，在变形时通过N与位错的相互作用延长屈服平台，由于氮的加入提高钢的强度使得可采用更高的退火温度粗化晶粒以保证强度不变，因此粗化的铁素体基体还可以改善均匀延伸，具有较高的烘烤后横向延伸率，得到具有高成形性的具有铁素体+渗碳体组织的包装用钢。
具体地，板坯在热轧过程中再加热温度为1180-1210℃，主要目的是使炼钢形成的粗大氮化物充分回溶。
具体地，板坯在热轧过程中粗轧采用1+5或3+3道次，保证轧制效果。
具体地，板坯在热连轧过程中精轧的终轧温度为850-920℃，主要目的是使精轧处于奥氏体区，避免混晶。
具体地，板坯在热轧过程中的卷取温度为550-590℃，主要目的是使N元素部分固溶，部分在卷取后析出形成细小AlN。
具体地，带钢在连退的退火温度为660-690℃，以保证形成适当尺寸的铁素体晶粒，以改善塑性。
具体地，在平整过程中平整延伸率为1.2-2.2％，控制最终性能。
为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
实施例1
进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，板坯的化学成分质量百分数分别为C：0.07％、Si：0.01％、Mn：0.35％、P：0.011％、S：0.008％、Als：0.066％，N：0.125％，其余为Fe和杂质的板坯。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1190℃，粗轧采用1+5道次，精轧机组终轧温度为878℃，卷取温度为577℃。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取。
然后，令热轧卷经过酸轧联合机组、连退机组和镀锡机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整、镀锡进行冷轧退火镀锡，其中，连退退火温度为662℃，平整延伸率1.4％，成品厚度为0.17mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火、镀锡后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数为C：0.07％、Si：0.01％、Mn：0.35％、P：0.011％、S：0.008％、Als：0.066％，N：0.125％，其余为Fe和杂质的一次冷轧连退包装用钢，其烘烤后横向延伸率为15％。
实施例2
进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，板坯的化学成分质量百分数分别为C：0.04％、Si：0.015％、Mn：0.23％、P：0.011％、S：0.005％、Als：0.043％，N；0.0135％，其余为Fe和杂质的板坯。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1235℃，粗轧采用3+3道次，精轧机组终轧温度为897℃，卷取温度为575℃。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取。
然后，令热轧卷经过酸轧联合机组、连退机组和镀锡机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整、镀铬进行冷轧退火镀铬，其中，连退退火温度为682℃，平整延伸率1.7％，成品厚度为0.19mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火、镀铬后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数为C：0.04％、Si：0.015％、Mn：0.23％、P：0.011％、S：0.005％、Als：0.043％，N；0.0135％，其余为Fe和杂质的一次冷轧连退包装用钢，其烘烤后横向延伸率为10.5％。
实施例3
进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到板坯，板坯的化学成分质量百分数分别为C：0.05％、Si：0.008％、Mn：0.28％、P：0.013％、S：0.009％、Als：0.038％，N：0.0098％，其余为Fe和杂质的板坯。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1197℃，粗轧采用3+3道次，精轧机组终轧温度为877℃，卷取温度为590℃。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取。
然后，令热轧卷经过酸轧联合机组、连退机组和镀锡机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整、镀锡进行冷轧退火镀锡，其中，连退退火温度为668℃，平整延伸率2.1％，成品厚度为0.20mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火、镀锡后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数分别为C0.05％、Si0.008％、Mn0.28％、P0.013％、S0.009％、Als0.038％，N0.0098％，其余为Fe和杂质的一次冷轧连退包装用钢，其烘烤后横向延伸率为8.5％。
本申请一次冷轧连退包装用钢的化学成分和一次冷轧连退包装用钢生产工艺相互匹配。采用一次冷轧法，通过在钢中添加大量的N元素，使得钢中的游离N达到较高的水平，因此在变形过程中位错反复被钉扎，从而反复脱钉。同时钢中大量的AlN析出相同样也会阻碍位错的运动，并最终导致屈服平台的延长。同时由于钢中加入了N元素导致固溶强化和析出强化作用提高，因此需要通过适当粗化铁素体晶粒尺寸，弱化细晶强化作用以保证最终的强度和硬度在规定范围内，因此进一步改善了基体的塑性，具有高成形性的具有铁素体+渗碳体组织的包装用钢，具有较高的烘烤后横向延伸率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种一次冷轧连退包装用钢，其特征在于，成分组成(质量百分比)为：
C：0.03-0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.15-0.40％，P：≤0.015％，S:≤0.012％，Als:0.03-0.07％，N:0.0125-0.0145％，其余为Fe和杂质。
2.一种一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
进行铁水预处理，转炉冶炼，精炼，连铸得到具有权利要求1所述的包装用钢的成分的板坯；
将所述板坯进行热轧、酸洗、冷轧获得带钢；
对所述带钢进行连退、平整，然后进行镀锡或镀铬成成品卷。
3.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
所述板坯在所述热轧过程中再加热温度为1180-1210℃。
4.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
所述板坯在所述热轧过程中粗轧采用1+5或3+3道次。
5.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
所述板坯在所述热连轧过程中精轧的终轧温度为850-920℃。
6.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
所述板坯在所述热轧过程中的卷取温度为550-590℃。
7.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
所述带钢在所述连退的退火温度为660-690℃。
8.根据权利要求2所述的一次冷轧连退包装用钢的制备方法，其特征在于：
在所述平整过程中平整延伸率为1.2-2.2％。
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