CN114561530B - 一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法，本发明利用CSP(薄板坯连铸连轧)产线、冷连轧轧机、罩式退火工艺等生产一种具有较高拉伸性能的冷轧低碳钢。利用此发明生产的钢卷制造手提式灭火器外壳，其产品屈服强度适中，屈强比小，产品延伸率、应变硬化指数n值、塑性应变比r值等均较高；产品易于加工制造，冲压、拉拔等加工方法适应性强，适模性好，可生产深度达220mm的灭火器外壳，成品率高。

Description

一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法
技术领域
本发明涉及冶金、轧钢工艺技术领域，尤其涉及一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法。
背景技术
冷轧产品广泛应用于家电、汽车配件、五金等行业，产品分类包括低碳钢、超低碳深冲钢、低合金高强钢等等，某些产品(如灭火器、散热器等)制作加工过程要求原材料有较好的塑性(延展性)。同时，产品的使用性能、耐久性要求原材料有一定的强度范围。国内外大多数钢铁企业生产的冷轧低碳钢、低合金高强钢，其产品强度满足上述产品要求，但两种钢的塑性有限，不能满足加工变形的要求；超低碳深冲钢能满足塑性要求，强度偏低不能达到耐久性要求。
硬化指数n值代表钢板在塑性变形中的硬化能力，反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。n值越大，整个成形过程中的变形越均匀。对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高。板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。
塑性应变比r又称各项异性指数。该指数是板材拉伸试样在试验中宽度方向应变εb和厚度方向应变εt之比。r值愈大，板材抵抗失稳变薄的能力愈大，愈不容易发展厚向变形；r值愈小，板材抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向变形愈容易。通俗来讲r值高，变形过程中金属在长宽上的流动优先于厚度上的流动。
公开号为CN 103990649 A的中国专利申请公开了一种灭火器用冷轧钢带生产方法，其钢中成分较本发明多Cu元素，尽管Cu元素有耐腐蚀的作用，但同时钢中夹杂物增多，其产品屈服强度在275MPa以下，屈服强度过高不利于冲压加工成型。而本发明通过各项工艺控制，可使产品屈服强度控制在200MPa以下，产品冲压性能优异。
公开号为CN 106567013 A的中国专利申请公开了一种双层灭火器罐，其化学成分较本发明增加大量的Cr、Ni、Ti等合金元素，可提高灭火器罐内层的耐腐蚀性能，但其屈服强度达到260MPa以上，伸长率较低，没有明显的冲压、拉伸等加工优势，且合金含量过高，易造成铸机浇铸过程蓄流等事故，顾该发明不能在连续式产线上进行生产，而本发明可有效解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法，提供一种强度和塑性，可同时满足使用和加工要求，且制造成本较低的冷轧低碳钢产品。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法，包括铁水脱硫—转炉—LF精炼—热轧—卷取—酸洗—冷轧—罩式退火—平整；其中：
热轧工序开轧温度＞1020℃，终轧温度范围850℃～890℃，卷取温度为560～600℃；热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率＞40％；
冷轧工序总压下率为66.7％～71.4％，绝对压下量范围2.5mm～3.0mm；
冷轧1～4机架轧辊粗糙度范围0.4≤Ra≤0.7μm，末机架轧辊粗糙度范围3.8≤Ra≤4.2，得到的钢卷粗糙度1.2μm≤Ra≤1.7μm；
冷轧轧制过程中采用乳化液向轧辊及带钢喷射乳化液，其中供1～4架轧机的乳化液浓度2.5％～3.0％，供末机架乳化液浓度0.4～0.9％；
采用罩式退火方式对冷硬钢卷进行再结晶退火，退火温度为700℃，退火时间8h～10h，缓冷时间3h；
采用平整机对退火后带钢进行轧制，平整延伸率0.8％～1.0％之间，轧制过程使用浓度为4.5％～5.0％的平整液进行润滑，带钢表面涂油量800mg/m2～1200mg/m2。
进一步的，成品厚度范围为1.0mm～1.5mm。
进一步的，其化学成分重量百分比为：C≤0.06％，Si≤0.07％，Mn≤0.40％，P≤0.030％，S≤0.025％，0.018％≤Alt≤0.037％，0.020％≤Als≤0.030％，0.0010％≤Ca≤0.0035％，0.0020％≤O≤0.0060％，0.0015％≤N≤0.0060％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；冶炼过程中钢中Alt与Als差值小于0.005％。
进一步的，制备的冷轧成品带钢的屈服强度范围为150MPa～200MPa，屈强比为0.54～0.64，伸长率A50为：40％～52％，拉伸应变硬化指数n值为0.20～0.22，塑性应变比r值为1.75～2.40。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
按本发明的成分及工艺控制得到的用于制做手提式灭火器的低碳钢，其屈服强度适中，屈强比较低，伸长率较大，n值、r值较高，其延展性可以达到深冲钢的特深冲级别，适模性好，易于加工制造，产品加工成品成材率高。相较深冲钢还具有优良的抗凹陷性及耐久性。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明作进一步说明，手提式灭火器用低碳钢的生产制造方法按如下步骤进行：铁水脱硫—转炉—LF精炼—连铸连轧—卷取—酸洗—冷轧—罩式退火—平整。
铁水经脱硫、转炉、LF精炼工序得到3炉钢水的化学成分如表1，其中余量为Fe和不可避免的杂质元素。
表1：各实施例产品的化学成分(Wt％)
实施例 C Si Mn P S Alt Als Ca O N
1 0.04 0.02 0.12 0.009 0.004 0.034 0.031 0.0013 0.0028 0.0022
2 0.03 0.01 0.13 0.010 0.003 0.029 0.028 0.0015 0.0030 0.0030
3 0.01 0.03 0.14 0.014 0.003 0.032 0.029 0.0016 0.0019 0.0018
实施例1：
将表1中实施例1的的钢水成分，采用漏斗型结晶器铸造得到厚度为72mm的板坯，板坯入炉温度980℃，出炉温度1095℃。热轧开轧温度1050℃，终轧温度870℃，卷取温度570℃。热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率分别为45％、42％，得到厚度为4.5mm的热轧卷。
热卷经过拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，冷轧工序压下率为66.7％，压下量3.0mm，冷轧卷取张力40N/mm2。1～4机架轧辊粗糙度Ra为0.52μm、0.45μm、0.49μm、0.50μm，末机架轧辊粗糙度Ra＝4.0，冷硬卷粗糙度1.5μm；冷轧轧制过程中1～4架轧机的乳化液浓度2.8％，末机架乳化液浓度0.55％，空气吹扫残留乳化液压力为5.8bar，得到1.5mm厚度的冷硬卷。
上述冷硬卷经罩式炉退火，退火温度为700℃，退火时间10h，缓冷时间3h，随炉冷却至380℃，钢卷出炉温度85℃。平整机延伸率0.8％，平整液浓度为4.5％，空气吹扫压力5.3bar，带钢表面涂油量800mg/m2。
按上述方法得到的1.5mm厚度的冷轧卷，其力学性能：屈服强度195MPa，抗拉强度320MPa，屈强比0.609，伸长率A50＝51％，n值0.218，r值1.985。
实施例2：
将表1中实施例2的的钢水成分，采用漏斗型结晶器铸造得到厚度为57mm的板坯，板坯入炉温度950℃，出炉温度1090℃。热轧开轧温度1065℃，终轧温度880℃，卷取温度590℃。热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率分别为43％、40％，得到厚度为4.0mm的热轧卷。
热卷经过拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，冷轧工序压下率为67.5％，压下量2.7mm，冷轧卷取张力40N/mm2。1～4机架轧辊粗糙度Ra为0.60μm、0.56μm、0.65μm、0.53μm，末机架轧辊粗糙度Ra＝3.8，冷硬卷粗糙度1.36μm；冷轧轧制过程中1～4架轧机的乳化液浓度2.65％，末机架乳化液浓度0.48％，空气吹扫残留乳化液压力为6.0bar，得到1.3mm厚度的冷硬卷。
上述冷硬卷经罩式炉退火，退火温度为700℃，退火时间8.5h，缓冷时间3h，随炉冷却至380℃，钢卷出炉温度80℃。平整机延伸率0.9％，平整液浓度为4.8％，空气吹扫压力5.5bar，带钢表面涂油量800mg/m2。
按上述方法得到的1.3mm厚度的冷轧卷，其力学性能：屈服强度185MPa，抗拉强度325MPa，屈强比0.569，伸长率A50＝51.5％，n值0.212，r值2.196。
实施例3：
将表1中实施例3的的钢水成分，采用漏斗型结晶器铸造得到厚度为57mm的板坯，板坯入炉温度930℃，出炉温度1100℃。热轧开轧温度1080℃，终轧温度890℃，卷取温度600℃。热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率分别为41％、43％，得到厚度为3.0mm的热轧卷。
热卷经过拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，冷轧工序压下率为66.7％，压下量2.0mm，冷轧卷取张力40N/mm2。1～4机架轧辊粗糙度Ra为0.48μm、0.50μm、0.53μm、0.46μm，末机架轧辊粗糙度Ra＝4.0，冷硬卷粗糙度1.42μm；冷轧轧制过程中1～4架轧机的乳化液浓度2.92％，末机架乳化液浓度0.57％，空气吹扫残留乳化液压力为6.0bar，得到1.0mm厚度的冷硬卷。
上述冷硬卷经罩式炉退火，退火温度为700℃，退火时间10h，缓冷时间3h，随炉冷却至380℃，钢卷出炉温度85℃。平整机延伸率0.8％，平整液浓度为5.0％，空气吹扫压力6.0bar，带钢表面涂油量900mg/m2。
按上述方法得到的1.0mm厚度的冷轧卷，其力学性能：屈服强度184MPa，抗拉强度316MPa，屈强比0.582，伸长率A50＝47％，n值0.208，r值1.968。
由上述各实施例的产品性能可知，采用本方法的成分设计和工艺控制进行生产的冷轧低碳钢，其产品屈强比较低、伸长率、n、r值较高、延展性好，适模性好，冲压、拉伸、扩孔、翻边等各种加工方法适应性强，同时产品屈服强度适中，抗凹陷性及耐久性强，产品加工成品成材率高，是一款性价比高的原材料产品。
本发明利用CSP(薄板坯连铸连轧)产线、冷连轧轧机、罩式退火工艺等生产一种具有较高拉伸性能的冷轧低碳钢。利用此发明生产的钢卷制造手提式灭火器外壳，其产品屈服强度适中，屈强比小，产品延伸率、应变硬化指数n值、塑性应变比r值等均较高；产品易于加工制造，冲压、拉拔等加工方法适应性强，适模性好，可生产深度达220mm的灭火器外壳，成品率高。
利用本发明生产的产品厚度范围1.0mm～1.5mm之间，主要控制冷轧总压下率，根据成品厚度不同，总压下率范围65％～72％。同时采用罩式全氢光亮退火方式对冷硬卷进行再结晶退火，退火温度700℃、退火时间8h～10h，经平整机轧制后，其屈服强度可控制在150MPa～200MPa之间，屈强比0.54～0.65之间，伸长率A50：40％～52％，拉伸应变硬化指数n值可达0.20～0.22之间，塑性应变比r值可达1.75～2.40之间。
本发明可降低制造业企业原材料成本，同时该产品相比深冲钢，屈服强度高，可满足车载灭火器的抗凹陷的强度要求；对于原材料供应厂而言，提高该发明生产的产品售价，提高企业效益。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法，其特征在于，其化学成分重量百分比为：C 0.04%，Si 0.02%，Mn 0.12%，P 0.009%，S 0.004%，Alt 0.034%，Als 0.031%，Ca0.0013%，O 0.0028%，N 0.0022%，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
采用漏斗型结晶器铸造得到厚度为72mm的板坯，板坯入炉温度980℃，出炉温度1095℃；热轧开轧温度1050℃，终轧温度870℃，卷取温度570℃；热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率分别为45%、42%，得到厚度为4.5mm的热轧卷；
热轧卷经过拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，冷轧工序压下率为66.7%，压下量3.0mm，冷轧卷取张力40N/mm2；1~4机架轧辊粗糙度Ra为0.52µm、0.45µm、0.49µm、0.50µm ，末机架轧辊粗糙度Ra=4.0µm，冷硬卷粗糙度1.5µm；冷轧轧制过程中1~4架轧机的乳化液浓度2.8%，末机架乳化液浓度0.55%，空气吹扫残留乳化液压力为5.8bar，得到1.5mm厚度的冷硬卷；
上述冷硬卷经罩式炉退火，退火温度为700℃，退火时间10h，缓冷时间3h，随炉冷却至380℃，钢卷出炉温度85℃；平整机延伸率0.8％，平整液浓度为4.5%，空气吹扫压力5.3bar，带钢表面涂油量800mg/m2；
按上述方法得到的1.5mm厚度的冷轧卷，其力学性能：屈服强度195 MPa，抗拉强度320MPa，屈强比0.609，伸长率A50=51%，n值0.218，r值1.985。
2.一种用于制做手提式灭火器的低碳钢板制备方法，其特征在于，其化学成分重量百分比为：C 0.03%，Si 0.01%，Mn 0.13%，P 0.010%，S 0.003%，Alt 0.029%，Als 0.028%，Ca0.0015%，O 0.0030%，N 0.0030%，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
采用漏斗型结晶器铸造得到厚度为57mm的板坯，板坯入炉温度950℃，出炉温度1090℃；热轧开轧温度1065℃，终轧温度880℃，卷取温度590℃；热轧采用7机架连续式轧机轧制，前两机架相对压下率分别为43%、40%，得到厚度为4.0mm的热轧卷；
热轧卷经过拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，冷轧工序压下率为67.5%，压下量2.7mm，冷轧卷取张力40N/mm2；1~4机架轧辊粗糙度Ra为0.60µm、0.56µm、0.65µm、0.53µm ，末机架轧辊粗糙度Ra=3.8µm，冷硬卷粗糙度1.36µm；冷轧轧制过程中1~4架轧机的乳化液浓度2.65%，末机架乳化液浓度0.48%，空气吹扫残留乳化液压力为6.0bar，得到1.3mm厚度的冷硬卷；
上述冷硬卷经罩式炉退火，退火温度为700℃，退火时间8.5h，缓冷时间3h，随炉冷却至380℃，钢卷出炉温度80℃；平整机延伸率0.9％，平整液浓度为4.8%，空气吹扫压力5.5bar，带钢表面涂油量800mg/m2；
按上述方法得到的1.3mm厚度的冷轧卷，其力学性能：屈服强度185 MPa，抗拉强度325MPa，屈强比0.569，伸长率A50=51.5%，n值0.212，r值2.196。
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