專(zhuān)利名稱(chēng)：一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別提供了一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板及方法，特別是在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板的工藝方法，屬于搪瓷用鋼技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
搪瓷用鋼在人們的生活中有著廣泛的用途。為了保證良好的冷成型性和搪瓷性能，生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽的搪瓷用鋼一般使用低碳冷軋退火板，在其生產(chǎn)工藝中，鋼板要經(jīng)過(guò)熱軋、冷軋?zhí)幚砗笤龠M(jìn)行退火處理，所生產(chǎn)的搪瓷用鋼不僅強(qiáng)度偏低(一般屈服強(qiáng)度 ^ 200MPa)，而且生產(chǎn)工序多、生產(chǎn)成本高，造成家電熱水器企業(yè)原料采購(gòu)成本上升，家電企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力下降。為了獲得性能良好的搪瓷用鋼，通常在鋼中加入一定量的鈦，通過(guò)與鋼中的碳形成化合物析出，且鈦/碳質(zhì)量百分比達(dá)到一定值以上時(shí)鋼板才具有抗鱗爆性，由于添加合金元素量大，生產(chǎn)成本高。而不加合金元素的普通碳錳系酸洗板在做熱水器內(nèi)膽搪瓷時(shí)，質(zhì)量不穩(wěn)定，常發(fā)生鱗爆現(xiàn)象。因此搪瓷行業(yè)需要一種生產(chǎn)成本低、易于生產(chǎn)，搪瓷性能良好的鋼板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板及方法，在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板，以合理的的成分設(shè)計(jì)和采用FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝制造的熱軋酸洗鋼板，用以制造家電用貯水式熱水器內(nèi)膽，具有良好的搪瓷密著性和抗鱗爆性，而且具有合金元素加入少，生產(chǎn)成本低，熱軋酸洗板替代冷軋退火板等特點(diǎn)，解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板，其成分質(zhì)量百分比為碳 0. 03-0. 10，猛 0. 15-0. 40，硅 < 0. 06，硫 0. 004-0. 040，磷 ^ 0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮 0. 002-0. 008，鈦0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；其熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼組織為細(xì)晶粒鐵素體+少量珠光體組織，晶粒度等級(jí)> 10級(jí)。FTSR工藝被稱(chēng)為生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的靈活性薄板坯軋制工藝，是意大利達(dá)涅利公司開(kāi)發(fā)的一種薄板坯連鑄連軋工藝。一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板方法，在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板，包括鐵水預(yù)脫硫及磷、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉、LF爐深脫氧和吹氬控制、連鑄過(guò)程中保護(hù)澆注、連鑄連軋、控制軋制與控制冷卻、平整、酸洗再平整工藝步驟，其特別之處在于
①冶煉鋼水，其成分質(zhì)量百分比為碳0.03-0. 10，錳0. 15-0. 40，硅< 0. 06，硫 0. 004-0. 040，磷;^ 0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮 0. 002-0. 008，鈦 0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
②上述鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后進(jìn)行連鑄，澆注成70mm厚的薄板坯；③連鑄后的薄板坯直接進(jìn)入輥底式均熱爐內(nèi)均熱，鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，均熱溫度1050°C -1200°C，均熱后的薄板坯直接進(jìn)入粗軋連軋機(jī)組，通過(guò)高溫變形，使奧氏體組織細(xì)化，其粗軋壓下率達(dá)到50-80%，其后進(jìn)入5連軋精軋機(jī)組控制軋制，中間道次壓下率為15-30%，終軋溫度820-900°C ；終軋后經(jīng)層冷線前段或后段水冷對(duì)軋后鋼板進(jìn)行上下表面雙方向的控制冷卻，滿(mǎn)足卷曲溫度550-720°C的工藝要求；
④熱軋后的鋼卷自然冷卻到<60°C以下后進(jìn)行平整，平整壓下率< 1% ；
⑤平整后的熱軋鋼卷通過(guò)連續(xù)酸洗-平整線進(jìn)行連續(xù)酸洗再平整，平整壓下率<1%， 兩次平整總壓下率< m。本發(fā)明針對(duì)FTSR薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)的特點(diǎn)和熱水器內(nèi)膽搪瓷對(duì)鋼板的性能要求，在鋼的成分和生產(chǎn)工藝方法上采取以下技術(shù)方案
1、鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉和LF爐精煉過(guò)程中加入適量的錳和少量的鈦，同時(shí)控制鋼中硫和氮的范圍，使得鋼中的鈦主要以高溫時(shí)析出的氮和硫的化合物(如TiN和Ti2S)為主，而較少存在低溫析出的碳化鈦，由于鈦和氮、硫、碳的原子比分別為:Ti/N=3. 42，Ti/S=1.5, Ti/ C=4,當(dāng)硫和氮的控制范圍分別是硫0. 004-0. 040%，氮0. 002-0. 008%時(shí)，要完全固定硫和氮所需的鈦的量按公式Ti=3. 42N+1. 5S計(jì)算為0. 013-0. 082%,與本發(fā)明中的鈦的控制范圍 0. 02-0. 10%相符，多余的鈦可與鋼中的碳進(jìn)行化合，在軋后控冷階段析出一定量的TiC粒子；
2、關(guān)鍵工序生產(chǎn)工藝控制。在冶煉、精煉過(guò)程中，對(duì)主料、輔料品質(zhì)的控制；精煉過(guò)程中鋼液充分脫氧后加鈦鐵，控制加鈦前鋼水中的氧活度和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而有效穩(wěn)定鈦鐵中鈦的回收率，從而有效控制鋼水中氫的含量，提高鋼板的抗鱗爆性；
3、鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、連鑄機(jī)拉出的薄板坯通過(guò)輥道直接裝入輥底式均熱爐內(nèi)， 鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，在熱板坯大壓下連軋過(guò)程中鋼板一直處于高溫狀態(tài)， 保證了鋼中鈦與氮、硫在高溫狀態(tài)充分化合析出，而高溫狀態(tài)下鋼中的碳與鈦不能大量化合析出(碳化鈦600-700°C范圍大量析出)。因此在整個(gè)FTSR薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板的生產(chǎn)工藝中，由于不存在冷板坯再加熱的過(guò)程，避免了連鑄坯自然冷卻過(guò)程中低溫碳化鈦的析出，再加熱后大顆粒碳化鈦不能充分溶解而影響板坯高溫狀態(tài)下 TiN和Ti2S的析出率，進(jìn)而降低鋼板的抗鱗爆性；
4、通過(guò)控制軋制和控制冷卻控制鈦的氮、硫、碳化物以細(xì)小彌散析出，同時(shí)獲得軋后細(xì)晶粒的鐵素體+珠光體組織，并得到鋼中單位面積內(nèi)較多的鐵素體晶界面積，提高鋼板的抗鱗爆性能；
5、在一定壓下率時(shí)，經(jīng)平整后的鋼板表面的第二相粒子周?chē)纬梢欢〝?shù)量的微小孔洞，同時(shí)將鋼板表面的氧化鐵皮有效破碎，為酸洗表面質(zhì)量提高創(chuàng)造有利條件；
6、連續(xù)酸洗一平整線在搪瓷用鋼板生產(chǎn)上的應(yīng)用。經(jīng)酸洗后去除鋼板表面的氧化鐵皮，得到表面質(zhì)量良好的鋼板，同時(shí)再進(jìn)行一次連續(xù)平整，改善鋼板的板形；同時(shí)鋼板表面存在的第二相粒子周?chē)纬梢欢〝?shù)量的微小孔洞，在一定平整壓下率時(shí)，微小孔洞總面積增加，提高了鋼板表面的貯氫能力，進(jìn)而提高搪瓷層與鋼板基體間的密著性和鋼板的抗鱗爆性能。上述技術(shù)方案的目的在于，得到滿(mǎn)足具有一定強(qiáng)度和塑性要求的鋼板，通過(guò)確定鋼中碳和錳的范圍，加入少量的合金元素鈦，并控制鋼中適量的硫和氮的范圍，使得鋼中的鈦主要以高溫時(shí)析出的氮和硫的化合物(如TiN和Ti2S)為主，控制軋制和軋后控制冷卻技術(shù)，使得高溫狀態(tài)析出氮和硫的化合物后剩余的溶解鈦在低溫時(shí)析出碳的化合物TiC，同時(shí)確保鋼中生成細(xì)小而彌散的第二相粒子，以及細(xì)晶粒的鐵素體和少量珠光體組織；控制兩次平整總壓下率< 2%，改善板形，破碎鋼板表面氧化鐵皮，有效保證酸洗后鋼板的表面質(zhì)量，同時(shí)鋼板表面的第二相粒子周?chē)纬梢欢〝?shù)量的微小孔洞，提高搪瓷層與鋼板基體間的密著性和鋼板的抗鱗爆性能。本發(fā)明的工藝特點(diǎn)在冶煉、精煉過(guò)程中，對(duì)主料、輔料品質(zhì)的控制；精煉過(guò)程中鋼液充分脫氧后加鈦鐵，控制加鈦前鋼水中的氧活度和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而有效穩(wěn)定鈦鐵中鈦的回收率，從而有效控制鋼水中氫的含量，提高鋼板的抗鱗爆性；采用FTSR薄板坯連鑄連軋工藝技術(shù)，連鑄后厚度為70毫米的薄板坯通過(guò)輥道直接裝入輥底式均熱爐內(nèi)，鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，均熱溫度1050°C -1200°C，在熱板坯大壓下連軋過(guò)程中鋼板一直處于高溫狀態(tài)，保證了鋼中鈦與氮、硫在高溫狀態(tài)充分化合析出，而高溫狀態(tài)下鋼中的碳與鈦不能大量化合析出(碳化鈦600-700°C范圍大量析出)；均熱后的薄板坯直接進(jìn)入兩架大壓下粗軋連軋機(jī)組，通過(guò)高溫大變形，使奧氏體組織細(xì)化，其粗軋壓下率達(dá)到50-80%， 其后進(jìn)入5連軋精軋機(jī)組控制軋制，中間道次壓下率為15-30%，終軋溫度820-900°C ；終軋后經(jīng)層冷線前段或后段水冷對(duì)軋后鋼板進(jìn)行上下表面雙方向的控制冷卻，卷曲溫度為 550-720 O。酸洗后的鋼板力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm彡350Mpa,屈服強(qiáng)度RpO. 2彡250 Mpa,延伸 A50 ^ 38%ο本發(fā)明針對(duì)熱水器內(nèi)膽搪瓷的特點(diǎn)及對(duì)鋼板的要求，結(jié)合FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的特點(diǎn)，合理控制鋼中合金元素，通過(guò)在鋼中加入少量的鈦，并控制適量的硫和氮的范圍。由于鈦元素的性質(zhì)活潑，根據(jù)析出物形成的化學(xué)自由能不同，從高溫到低溫析出順序依次為=Ti2O3 — TiN — Ti2S — TiC,因此，在LF爐精煉過(guò)程中，充分脫氧后控制適量的鈦、氮、硫，使得鋼中的鈦主要以TiN和Ti2S的形式析出，而極少存在高溫析出產(chǎn)物Ti2O3和低溫時(shí)析出的TiC。在連鑄薄板坯過(guò)程中鋼水表面覆蓋，避免過(guò)大導(dǎo)致鋼水增氮，影響熱軋和冷卻過(guò)程中Ti的強(qiáng)化作用。連鑄后的薄板坯直接進(jìn)入輥底式均熱爐均熱后直接進(jìn)入大壓下率熱連軋機(jī)組控制軋制，通過(guò)以上工藝控制鈦的氮、硫化合物以細(xì)小彌散的形式析出， 通過(guò)終軋控制溫度和軋后控制冷卻，控制鈦的碳化合物以細(xì)小彌散的形式析出。這些鈦的氮化物、硫化物、碳化物主要有以下作用強(qiáng)化基體的作用，提高抗鱗爆的作用。通過(guò)軋后的控冷工藝，控制卷曲溫度，有利于TiC納米粒子充分析出，發(fā)揮顯著的沉淀強(qiáng)度作用，鋼板的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均有較大提高，鋼板的金相組織為細(xì)鐵素體加珠光體組織，晶粒度達(dá)到10級(jí)以上，鋼板組織的細(xì)晶?；逛摪寰哂辛己玫乃苄?，比普通搪瓷用鋼的晶粒度級(jí)別提高1-2級(jí)。通過(guò)鐵素體晶粒細(xì)化，使鐵素體的晶界面積相對(duì)增加，晶界間貯氫陷阱增加，鋼板的抗鱗爆性能提高。鋼板經(jīng)平整和酸洗后，鋼板產(chǎn)生小于1%的延伸率，使鋼板表面析出的第二相粒子周?chē)a(chǎn)生一定量的微小空隙，有利于提高搪瓷的密著性的同時(shí)提高鋼板的抗鱗爆性能。本發(fā)明的有益效果在碳錳鋼中加入少量的合金元素鈦，通過(guò)采用FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝，控制軋制和控制冷卻技術(shù)、平整、酸洗的全過(guò)程生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了所生產(chǎn)的搪瓷鋼板具有比普通酸洗板較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、良好的塑性、搪瓷密著性和抗鱗
5爆性；與冷軋退火搪瓷用鋼板相比，具有生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工序少的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板，其成分質(zhì)量百分比為 碳 0. 03-0. 10，猛 0. 15-0. 40，硅彡 0. 06，硫 0. 004-0. 040，磷彡 0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮 0. 002-0. 008，鈦0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；其熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼組織為細(xì)晶粒鐵素體+少量珠光體組織，晶粒度等級(jí)> 10級(jí)。本發(fā)明6個(gè)實(shí)施例的化學(xué)成分參見(jiàn)表1
表■“《Λ)
實(shí)塵例CNLiSiS ？τ:Al N"10X420 IS0.030側(cè) I 13.0110-0￠.039 J 0.0020■S.O.C,5S0.190 00.015 J 0 C'11δ.丨)7Mh 0J02S1QJQ0 WΟ. +14 Ο.Μ 0 .M0,037 HMm40.03D0 035Il. ·$ΛΜ4 Π !ID&.0S￠.050 0.δ_5OJOOJ 5ft 03C 擺 OJ 50ft 10￠..050 160 3450.40OMο cm I ο >mδ. .wO.W2 J 0.0055
一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板方法，在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板，包括鐵水預(yù)脫硫及磷、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉、LF爐深脫氧和吹氬控制、連鑄過(guò)程中保護(hù)澆注、連鑄連軋、控制軋制與控制冷卻、平整、酸洗再平整工藝步驟，其特別之處在于
①冶煉鋼水，其成分質(zhì)量百分比為碳0.03-0. 10，錳0. 15-0. 40，硅< 0. 06，硫 0. 004-0. 040，磷;^ 0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮 0. 002-0. 008，鈦 0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
②上述鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后進(jìn)行連鑄，澆注成70mm厚的薄板坯；
③連鑄后的薄板坯直接進(jìn)入輥底式均熱爐內(nèi)均熱，鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，均熱溫度1050°C -1200°C，均熱后的薄板坯直接進(jìn)入粗軋連軋機(jī)組，通過(guò)高溫變形，使奧氏體組織細(xì)化，其粗軋壓下率達(dá)到50-80%，其后進(jìn)入精軋連軋機(jī)組控制軋制，中間道次壓下率為15-30%，終軋溫度820-900°C ；終軋后經(jīng)層冷線前段或后段水冷對(duì)軋后鋼板進(jìn)行上下表面雙方向的控制冷卻，滿(mǎn)足卷曲溫度550-720°C的工藝要求；
④熱軋后的鋼卷自然冷卻到<60°C以下后進(jìn)行平整，平整壓下率< 1%;
⑤平整后的熱軋鋼卷通過(guò)連續(xù)酸洗-平整線進(jìn)行連續(xù)酸洗再平整，平整壓下率<1%， 兩次平整總壓下率< m。 6個(gè)實(shí)施例主要工藝點(diǎn)控制參數(shù)見(jiàn)表2
權(quán)利要求
1.一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板，其特征在于該鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為碳0. 03-0. 10，錳0. 15-0. 40，硅彡0. 06，硫0. 004-0. 040，磷彡0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮0. 002-0. 008，鈦0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板，其特征在于所說(shuō)的鋼組織為細(xì)晶粒鐵素體+少量珠光體組織，晶粒度等級(jí)> 10級(jí)。
3.一種薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板方法，在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板，包括鐵水預(yù)脫硫及磷、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉、LF爐深脫氧和吹氬控制、連鑄過(guò)程中保護(hù)澆注、連鑄連軋、控制軋制與控制冷卻、平整、酸洗再平整工藝步驟，其特征在于①冶煉鋼水，其成分質(zhì)量百分比為碳0. 03-0. 10，錳0. 15-0. 40，硅 ^ 0. 06，硫 0. 004-0. 040，磷;^ 0. 15，鋁 0. 03-0. 05，氮 0. 002-0. 008，鈦 0. 02-0. 10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；②上述鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后進(jìn)行連鑄，澆注成70mm厚的薄板坯；③連鑄后的薄板坯直接進(jìn)入輥底式均熱爐內(nèi)均熱，鋼坯溫度入爐溫度保持在900°C以上，均熱溫度1050°C -1200°C，均熱后的薄板坯直接進(jìn)入粗軋連軋機(jī)組，通過(guò)高溫變形，使奧氏體組織細(xì)化，其粗軋壓下率達(dá)到50-80%，其后進(jìn)入精軋連軋機(jī)組控制軋制，中間道次壓下率為15-30%，終軋溫度820-900°C ；終軋后經(jīng)層冷線前段或后段水冷對(duì)軋后鋼板進(jìn)行上下表面雙方向的控制冷卻，滿(mǎn)足卷曲溫度550-720°C的工藝要求；④熱軋后的鋼卷自然冷卻到<60°C以下后進(jìn)行平整，平整壓下率< 1% ；⑤平整后的熱軋鋼卷通過(guò)連續(xù)酸洗-平整線進(jìn)行連續(xù)酸洗再平整，平整壓下率<1%， 兩次平整總壓下率< m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之薄板坯連鑄連軋線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼板方法，其特征在于酸洗后的鋼板力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm彡350Mpa,屈服強(qiáng)度RpO. 2彡250 Mpa,延伸 A50 ^ 38%ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在FTSR薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽搪瓷用熱軋鋼板及工藝方法，屬于搪瓷鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域。其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為碳0.03-0.10，錳0.15-0.40，硅≤0.06，硫0.004-0.040，磷≤0.15，鋁0.03-0.05，氮0.002-0.008，鈦0.02-0.10，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；其熱水器內(nèi)膽搪瓷用鋼組織為細(xì)晶粒鐵素體+少量珠光體組織，晶粒度等級(jí)≥10級(jí)。本發(fā)明以合理的的成分設(shè)計(jì)和采用FTSR薄板坯連鑄連軋工藝，生產(chǎn)用以制造家電用貯水式熱水器搪瓷內(nèi)膽用鋼，具有良好的搪瓷密著性和抗鱗爆性，而且具有合金元素加入少，生產(chǎn)工序少，生產(chǎn)成本低，熱軋酸洗板替代冷軋退火板等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21B1/46GK102181805SQ20111008661
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者于世川, 劉春雨, 呂長(zhǎng)寶, 孫利順, 張輝, 徐杰, 李致清, 杜明山, 杜洪波, 楊曉江, 梁振威, 王云閣, 褚春光, 陶維純, 馬春紅, 高華, 齊長(zhǎng)發(fā) 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司