CN112899576A - 一种精密家电焊管用冷轧钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密家电焊管用冷轧钢板及其生产方法，冷轧钢板的化学成分的质量百分数为：0.0030wt％≤C≤0.0050wt％，0.15wt％≤Mn≤0.20wt％，Si≤0.010wt％，P≤0.012wt％，S≤0.010wt％，0.025wt％≤Als≤0.050wt％，N≤0.0035wt％，0.055wt％≤Ti≤0.070wt％，余量为Fe和其他残余微量元素；该发明通过炼钢工序连铸成230mm厚度的板坯，经热轧工序加热后高温连续轧制、前段快速层流冷却、U型高温卷取，自然空冷到60℃以下得到铁素体组织均匀、二相粒子充分粗大析出的热轧卷，然后经酸轧工序制成冷硬卷，再经强力清洗、中高温连续退火后小平整，并在精整工序切除纵向厚差部分后得到合适的成品钢卷，该生产方法实现了0.45～0.70mm全厚度规格的精密家电焊管用冷轧钢板产品的批量生产与稳定供货。

Description

一种精密家电焊管用冷轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种精密家电焊管用冷轧钢板及其生产方法。

背景技术

目前，家电行业大量应用的蒸发器、冷凝管、连通管等关键管件均由壁厚不超过0.8mm(常为0.45～0.70mm)的精密焊管制成。在日趋激烈的市场竞争中，相关生产企业为了提高生产效率、降低生产成本，通常会采用成形性能优异的冷轧钢板，经纵剪、制管、高速减径、退火热处理、表面镀铜或镀锌、充氮检验后加工成此类精密焊管。据精密钢管协会计算，精密家电焊管用冷轧钢板年需求量超过20万吨，其综合使用要求近乎苛刻：钢板成形性能好，批量屈服强度稳定在130～160MPa，以便于高速拉拔减径、提高生产效率；通板制管减径后无针孔类缺陷，以避免加压后出现气液泄露；全规格钢板厚度均匀(纵向厚差≤±0.015mm)、板形平整(浪高≤3mm)，以提高制管焊接速度，避免焊缝开裂。

考虑采购难度和降本意愿，有部分制管企业直接采用普通IF深冲钢制造家电精密焊管，但综合看成品合格率较低，且存在气液泄露的重大质量风险。因此，下游家电行业普遍期望钢厂能够提供一种成本低廉的、加工性能优异的精密焊管专用钢。

CN 108504945 A公开了一种抗拉强度≥350MPa的高强精密钢管用冷轧钢板及其制备方法，其成分设计中0.4wt％≤Mn≤1.2wt％、0.025wt％≤P≤0.05wt％、0.005wt％≤Nb≤0.02wt％、0.01wt％≤Ti≤0.08wt％。该专利产品主要依靠在成分中复合添加Mn、P、Nb和Ti等昂贵的合金强化元素，虽大幅提高了冷轧钢板的强度，但产品断后延伸率较低，其加工成型性能较差，仅适用于制造拉拔成型要求不高的高强汽车油管类产品。此外，常用的精密家电焊管用冷轧钢板厚度在0.45～0.70mm，该专利成分下的薄规格产品稳定生产难度极大、成材率较低，钢板采购价格昂贵，难以在家电焊管行业规模化应用。因此，该专利产品及制造方法不能完全满足精密家电焊管用钢的要求。

CN 102747283 A公开了一种镀铜精密焊管用钢带的生产方法，其成分中C≤0.002wt％，生产上采用740±10℃的低温退火工艺，冷轧钢板成品的屈服强度在170～230MPa。该专利产品屈服强度较高，不利于家电制管后的高速减径生产，且减径退火后热处理时间偏长，降低了用户的加工效率。更关键的是成分设计中严格要求C≤0.002wt％，导致炼钢工序生产难度增大，且采用740±10℃的低温退火工艺，不符合主流钢厂现行的中高温连续退火工艺，综合导致钢厂生产成本增加。因此，该专利产品及制造方法不能完全满足精密家电焊管用钢的要求。

CN 102925794 A公开了一种双层卷焊管用冷轧带钢及其制造方法，其成分设计中0.015wt％≤C≤0.054wt％，冷轧钢板成品的屈服强度在170～230MPa；CN 104419866A公开了一种连续钎焊型双层卷焊管用冷轧钢板及其制造方法，其成分设计中0.04wt％≤C≤0.065wt％，冷轧钢板成品的屈服强度在170～260MPa。上述“一种双层卷焊管用冷轧带钢及其制造方法”以及“一种连续钎焊型双层卷焊管用冷轧钢板及其制造方法”生产的产品的屈服强度均过高，不利于制管后的高速冷拔减径生产，降低了用户的加工效率，不能完全满足精密家电焊管用钢的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精密家电焊管用冷轧钢板及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密家电焊管用冷轧钢板，所述冷轧钢板的化学成分的质量百分数为：0.0030wt％≤C≤0.0050wt％，0.15wt％≤Mn≤0.20wt％，Si≤0.010wt％，P≤0.012wt％，S≤0.010wt％，0.025wt％≤Als≤0.050wt％，N≤0.0035wt％，0.055wt％≤Ti≤0.070wt％，余量为Fe和其他残余微量元素。

一种精密家电焊管用冷轧钢板的生产方法，包括以下步骤：

1)炼钢工序，KR脱硫后S≤0.010wt％，转炉终点温度1680～1720℃，RH精炼处理前氧含量450～750ppm，RH脱碳真空度≤133Pa、脱碳时间12～20min，纯脱气时间5～10min，镇静时间≥10min，连铸液面波动≤±3mm，以1.0～1.2m/min恒拉速浇注，RH到铸机铝烧损≤0.008wt％，头尾坯扒皮深度≥4.5mm或头尾坯直接改判；

2)热轧工序，板坯红送，板坯出炉温度1230±20℃、在炉时间140～220min，终轧温度900～930℃，头尾各40米范围内卷取温度710～760℃、其余位置卷取温度700～750℃，热轧卷厚度2.6～4.0mm，凸度40～70μm，通卷投用边部加热器及保温罩；

3)酸轧工序，酸轧总压下率为78％～87％，轧后冷硬卷浪形≤7I-unit；

4)连续退火工序，工艺段运行速度170～270m/min，退火均热温度800～820℃，缓冷温度640～660℃；

5)连续退火工序，平整延伸率0.6～0.9％；

6)精整工序，将测厚仪记录钢板厚差超过±0.015mm的部分，分卷时切除。

本发明具有以下有益效果：该发明将高炉铁水经KR脱硫、转炉冶炼、RH精炼后充分去除钢水中夹杂物，并连铸成230mm厚度的板坯，经热轧工序加热后高温连续轧制、前段快速层流冷却、U型高温卷取，自然空冷到60℃以下得到铁素体组织均匀、二相粒子充分粗大析出的热轧卷，然后在酸轧工序开卷、连续酸洗、大压下轧制成冷硬卷，再经强力清洗、中高温连续退火后小平整，并根据需要在精整工序切除纵向厚差部分后得到合适的成品钢卷。通过炼钢、热轧及冷轧工序的全流程工艺控制，实现了0.45～0.70mm全厚度规格的精密家电焊管用冷轧钢板产品的批量生产与稳定供货。

附图说明

图1为本发明的冷轧钢板的微观组织图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明的理论基础为：1)成分设计中依靠适量的C、Ti、N元素提供合适的屈服强度和良好的成型性能，C＜0.0030wt％时炼钢成本剧增，C＞0.0050wt％时钢板成形性能下降，不能满足精密家电焊管的加工要求。配合添加微量的Ti合金，以完全固定钢中的C、N间隙原子，由此获得优异的成形性能和非时效性能。同时，Ti合金的加入能使硫化物等夹杂物呈球状而非长方形，从而改善韧性和延展性。理论表明，添加Ti≥3.43N+1.5S+4C，但过剩Ti控制在0.02～0.04％wt为最佳。S、P、Si等残余元素损害成形性能，在考虑生产难度和成本的基础上控制Si≤0.010wt％，P≤0.012wt％，S≤0.010wt％。0.15wt％≤Mn≤0.20wt％时能经济地保证冷轧钢板抗拉强度≥270MPa，0.025wt％≤Als≤0.050wt％时能保证常规炼钢工艺下脱氧完全。

2)工艺设计中依靠热轧工序高温终轧及高温卷取、U型卷取，保障冷轧钢板的成形性能优异、均匀，投用保温罩和边部加热器保障热轧料凸度和板形，进而保障酸轧和连续退火后的成品板形；酸轧工序大压下保证晶粒充分拉长、破碎，连续退火工序中高温退火、小平整，均有利于保障钢板的成形性能。

一种精密家电焊管用冷轧钢板，冷轧钢板的化学成分的质量百分数为：0.0030wt％≤C≤0.0050wt％，0.15wt％≤Mn≤0.20wt％，Si≤0.010wt％，P≤0.012wt％，S≤0.010wt％，0.025wt％≤Als≤0.050wt％，N≤0.0035wt％，0.055wt％≤Ti≤0.070wt％，余量为Fe和其他残余微量元素。

一种精密家电焊管用冷轧钢板生产方法，包括以下步骤：

1)炼钢工序KR脱硫后S≤0.010wt％，转炉终点温度1680～1720℃，RH精炼处理前氧含量450～750ppm，RH脱碳真空度≤133Pa、脱碳时间12～20min，纯脱气时间5～10min，镇静时间≥10min，连铸液面波动≤±3mm，以1.0～1.2m/min恒拉速浇注，RH到铸机铝烧损≤0.008wt％，头尾坯扒皮深度≥4.5mm或头尾坯直接改判；

2)热轧工序优先板坯红送，中温加热、缩短在炉时间，板坯出炉温度1230±20℃、在炉时间140～220min，终轧温度900～930℃，头尾各40米范围内卷取温度710～760℃、其余位置卷取温度700～750℃，热轧卷厚度2.6～4.0mm，凸度40～70μm；通卷投用边部加热器及保温罩；

3)酸轧总压下率为78％～87％，轧后冷硬卷浪形≤7I-unit；

4)连续退火工序工艺段运行速度170～270m/min，退火均热温度800～820℃，缓冷温度640～660℃；

5)连续退火工序平整延伸率0.6～0.9％；

6)平整机后在线测厚仪记录钢板厚差超过±0.015mm的部分，精整工序分卷时切除。

以下通过具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

精密家电焊管用冷轧钢板的化学成分的质量百分数为：C＝0.0031wt％，Mn＝0.16wt％，Si＝0.005wt％，P＝0.010wt％，S＝0.007wt％，Als＝0.038wt％，N＝0.0033wt％，Ti＝0.063wt％，余量为Fe和其他残余微量元素。

实施例1的生产方法如下：炼钢工序KR脱硫后S含量0.004wt％，转炉终点温度1695℃，RH精炼处理前氧含量660ppm，RH脱碳真空度93Pa、脱碳时间14min，纯脱气时间6min，镇静时间11min，连铸液面波动≤±2mm，以1.0m/min恒拉速浇注，RH到铸机铝烧损0.0040wt％，头坯扒皮深度5.0mm。热轧工序板坯红送，板坯出炉温度1245℃、在炉时间150min，终轧温度905～930℃，卷取温度708～725℃(钢卷头尾各40米范围内720～750℃)，热轧卷厚度2.75mm，凸度45μm；通卷投用边部加热器及保温罩。酸轧总压下率为83.6％，轧后冷硬卷浪形最大7I-unit。连续退火工序工艺段运行速度270m/min，退火均热温度802℃，缓冷温度651℃。连续退火工序平整延伸率0.6％。在线测厚仪记录钢板厚差超过±0.015mm的部分，精整工序分卷时切除。

实施例1的成品钢板性能、板形及制管拉拔后表面质量实绩详见表1，对比实施例1-2为实验阶段的生产方法，均不能满足精密家电焊管使用要求。

表1实施例和对比例的力学性能及板形

实施例2～3的冶炼成分控制如表2，炼钢工艺控制如表3，热轧工艺控制如表4，冷轧工艺控制如表5，其冷轧钢板均能稳定满足精密家电焊管使用要求。

对比实施例1～2的冶炼成分控制如表2，炼钢工艺控制如表3，热轧工艺控制如表4，冷轧工艺控制如表5。对比实施例1的屈服强度及板形超标；对比实施例2的性能及板形优良，但钢板制管拉拔后局部存在表面针孔缺陷，均不能满足精密家电焊管使用要求。

表2实施例和对比例的冶炼成分

名称	C/wt％	Mn/wt％	Si/wt％	P/wt％	S/wt％	Als/wt％	N/wt％	Ti/wt％
									实施例1	0.0031	0.16	0.005	0.010	0.007	0.038	0.0033	0.063
实施例2	0.0043	0.18	0.004	0.008	0.008	0.032	0.0032	0.065
									实施例3	0.0032	0.18	0.009	0.009	0.006	0.027	0.0024	0.065
对比实施例1	0.0054	0.15	0.007	0.007	0.008	0.030	0.0035	0.070
									对比实施例2	0.0034	0.17	0.005	0.008	0.004	0.017	0.0041	0.060

表3实施例和对比例的炼钢工艺

表4实施例和对比例的热轧工艺

表5实施例和对比例的酸轧、退火及平整工艺

如图1为本发明实施例中成品钢板正常工艺下的微观组织图，室温条件下晶粒均匀并呈等轴状，晶粒度8.5～9.0级。

头尾坯直接改判指的是如果头尾坯不扒皮，可以直接将铸坯降级后生产常规产品，而不用于本产品生产。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (2)

1.一种精密家电焊管用冷轧钢板，其特征在于，所述冷轧钢板的化学成分的质量百分数为：0.0030wt％≤C≤0.0050wt％，0.15wt％≤Mn≤0.20wt％，Si≤0.010wt％，P≤0.012wt％，S≤0.010wt％，0.025wt％≤Als≤0.050wt％，N≤0.0035wt％，0.055wt％≤Ti≤0.070wt％，余量为Fe和其他残余微量元素。

2.一种精密家电焊管用冷轧钢板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)炼钢工序，KR脱硫后S≤0.010wt％，转炉终点温度1680～1720℃，RH精炼处理前氧含量450～750ppm，RH脱碳真空度≤133Pa、脱碳时间12～20min，纯脱气时间5～10min，镇静时间≥10min，连铸液面波动≤±3mm，以1.0～1.2m/min恒拉速浇注，RH到铸机铝烧损≤0.008wt％，头尾坯扒皮深度≥4.5mm或头尾坯直接改判；

2)热轧工序，板坯红送，板坯出炉温度1230±20℃、在炉时间140～220min，终轧温度900～930℃，头尾各40米范围内卷取温度710～760℃、其余位置卷取温度700～750℃，热轧卷厚度2.6～4.0mm，凸度40～70μm，通卷投用边部加热器及保温罩；

3)酸轧工序，酸轧总压下率为78％～87％，轧后冷硬卷浪形≤7I-unit；

4)连续退火工序，工艺段运行速度170～270m/min，退火均热温度800～820℃，缓冷温度640～660℃；

5)连续退火工序，平整延伸率0.6～0.9％；

6)精整工序，将测厚仪记录钢板厚差超过±0.015mm的部分，分卷时切除。

Images