專利名稱：耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
冷軋鍍錫板的退火方式有兩種，即罩式爐退火(BA)和連續(xù)退火(CA)。一般地，罩 式爐退火方式生產(chǎn)時(shí)退火時(shí)間較長(zhǎng)約為10 20h，能使再結(jié)晶晶粒充分長(zhǎng)大，罩式退火后 鋼的晶粒度一般都能達(dá)到7 10級(jí)，罩式爐退火適用于生產(chǎn)硬度級(jí)別較低如T-1、T2、T2. 5 級(jí)別的軟質(zhì)鍍錫板。連續(xù)退火方式生產(chǎn)時(shí)退火時(shí)間較短，一般為3 5min，加熱和冷卻都很 快，鋼帶再結(jié)晶時(shí)間短，因而晶粒難以長(zhǎng)大，連續(xù)退火后鋼的晶粒度一般為11 12級(jí)，適用 于生產(chǎn)硬度級(jí)別較高如T-4、T-5級(jí)別的鍍錫板。如果要生產(chǎn)進(jìn)行深沖的成型加工的鍍錫原 板，一般要求晶粒度控制在7 10級(jí)的硬度級(jí)別較低的軟質(zhì)鍍錫板，所以，用連續(xù)退火方式 生產(chǎn)的鍍錫板不適合于深沖加工的場(chǎng)合。但是，關(guān)于耐腐蝕軟質(zhì)冷軋電鍍錫板及其生產(chǎn)方法的研究，國(guó)內(nèi)外可查閱到相應(yīng) 的文獻(xiàn)與專利采用的均為連續(xù)退火方式生產(chǎn)。如日本川崎制鐵公司公開號(hào)為JP58027933 的專利文件公開了一種低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，化學(xué)成分為C:0. 02 0.09、N彡0.006、 solAl 0. 002 0. 15，采用連鑄一熱軋一冷軋一連續(xù)退火處理工藝生產(chǎn)，尤其在退火過程 中在> 680°C時(shí)保溫20s以上，具有優(yōu)異耐腐蝕和加工性能的軟質(zhì)鍍錫鋼板及生產(chǎn)方法。但 該專利的鍍錫板冷軋退火方式為連續(xù)退火，退火時(shí)間短，晶粒難以充分長(zhǎng)大，因此生產(chǎn)的鍍 錫板不適合于深沖加工的場(chǎng)合，且該專利對(duì)鍍錫板的晶粒度、硬度值范圍也未涉及。公開號(hào) 為CN100473740C的專利文件中公開了一種用連續(xù)退火的方式生產(chǎn)硬度HR30T在51 士3之 內(nèi)的軟質(zhì)鍍錫板的工藝，它的基板成分為(wt% )C彡0. 005、Mn 0. 20 0. 30、A1 0. 03 0. 06, Si ( 0. 03, Ti 0. 03 0. 06、P 彡 0. 012、S 彡 0. 015、N 彡 0. 003,0 ^ 0. 004，余量為 Fe和不可避免雜質(zhì)，采用煉鋼一連鑄一熱軋一酸軋聯(lián)合一連續(xù)退火一平整一鍍錫工藝，生 產(chǎn)硬度HR30T在51 士 3之內(nèi)的軟質(zhì)鍍錫板及生產(chǎn)方法。但是本工藝使用的退火方式為連續(xù) 退火，基板成分中C含量低，并加入了合金元素Ti，屬于IF鋼，而IF鋼在進(jìn)行連續(xù)退火時(shí)溫 度高，鋼帶易發(fā)生瓢曲、斷帶，導(dǎo)致程成材率低，生產(chǎn)成本高，且硬度值偏高，難適用于深沖 加工。綜上所述，由于用連續(xù)退火方式生產(chǎn)軟質(zhì)鍍錫板時(shí)退火時(shí)間短、退火溫度高，容易 導(dǎo)致鋼帶瓢曲、斷帶，因而在大生產(chǎn)中實(shí)施的難度很大，且生產(chǎn)成本高；此外，由于退火時(shí) 間短、加熱和冷卻都很快，生產(chǎn)的鍍錫板硬度高，因而很難得到適合于深沖加工的軟質(zhì)鍍錫 板。而用罩式爐退火方式生產(chǎn)硬度HR30T為49士3的軟質(zhì)耐腐蝕冷軋電鍍錫板的報(bào)道還未看到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板及其生產(chǎn)方法，該鍍錫板硬
3度值(HR30Tm)為49士3的T-I級(jí)別，具有優(yōu)良的耐腐蝕性及深沖加工性，其生產(chǎn)方法采用 罩式爐退火工藝，生產(chǎn)成本低廉而且易于在大生產(chǎn)中實(shí)施。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板，其化學(xué)成分重量百分 比為 C 0. 01 0. 04、Si 彡 0. 02、Mn 0. 10 0. 40、P 彡 0. 01、S 彡 0. 012、Sn 彡 0. 011、 As ^ 0.01、solAl 0. 005 0. 050、N < 0. 004，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板生產(chǎn)方法包括以下步驟鐵水脫硫、脫磷、轉(zhuǎn)爐冶 煉、RH真空處理、連鑄、熱連軋、酸洗，冷軋，電解脫脂、全氫爐罩式(BA)退火、平整、電鍍錫。 其中所述脫磷步驟中冶煉后P的重量百分比控制在0. 008以下；所述冷軋采用HC軋機(jī)軋 制，壓下率為76 92% ；所述全氫爐罩式退火時(shí)退火溫度控制為610 650°C。進(jìn)一步地，所述全氫爐罩式退火過程中的退火時(shí)間控制為12 18h。本發(fā)明中選用的原材料鋼化學(xué)成分機(jī)理以及生產(chǎn)方法中各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)限定的原 理如下C 碳是最有效的固溶強(qiáng)化元素，隨著C含量的增加，原料鋼將會(huì)逐漸變硬，同時(shí)其 冷加工性能(沖壓、拉拔)和焊接性能也會(huì)變差。由于滲碳體相對(duì)于基體為鐵素體的碳鋼 而言是陰極。因此，當(dāng)產(chǎn)品中C含量增加時(shí)，就增加了陰極數(shù)量及面積，相應(yīng)地其腐蝕電流 也增加了，導(dǎo)致了產(chǎn)品耐腐蝕性降低，酸浸時(shí)滯值(PL)增大。因此，為保證鍍錫板的沖壓加 工性及耐腐蝕性，需要把C的重量百分含量控制在0. 01 0. 04以內(nèi)。Si 鍍錫板中Si含量越高，則Si被氧化生成的SiO2含量隨之增高。而原料鋼表 面SiO2含量越高，鍍層的粘附性就越差。因此，為保證鍍錫板的耐腐蝕性，需要把Si的重 量百分含量控制在0. 02以下。Mn 錳能強(qiáng)化鐵素體，會(huì)固溶增加鍍錫板的硬度，并且鍍錫板中Mn的含量越高，酸 浸時(shí)滯值就越大，鍍錫板的耐腐蝕性也會(huì)下降。因此本發(fā)明將Mn的重量百分含量控制為 0. 10 0. 40。P:磷容易發(fā)生偏析，并導(dǎo)致鋼的耐腐蝕性能的降低，因此含量要求盡可能低，為增 強(qiáng)本發(fā)明鋼的耐腐蝕性能需要控制P的重量百分含量控制在0.01以下。S 在鋼中S是有害雜質(zhì)元素，S的含量越小鋼的耐腐蝕性越好。因此控制S的重 量百分含量在0.012以下。Sn 在鋼中Sn是有害雜質(zhì)元素，容易在晶界偏聚，從而導(dǎo)致晶界脆化，降低鋼的加 工性能。因此需要控制Sn的重量百分含量在0. 011以下。As 在鋼中As是有害雜質(zhì)元素，As的存在增加鋼的冷脆性，從而增加了鋼的焊接 裂紋的敏感性。因此需要控制As的重量百分含量在0.01以下。solAl 向鋼中加入的Al會(huì)形成酸溶鋁(solAl)和酸不溶鋁，而solAl包括固溶鋁 和A1N，彌散的AlN粒子能阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒，從而有助于改善鋼板的加工 成型性。但對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼來說，隨著solAl的增加，鋼中的Al2O3夾雜物數(shù)量增多，夾雜物尺 寸也將變大，將導(dǎo)致鍍錫板的耐蝕性能及鍍層附著力變差，酸浸時(shí)滯值(PL)值增大；但為 了保證鋼水完全脫氧及連鑄坯的表面質(zhì)量，solAl的重量百分含量應(yīng)保證> 0.005。因此本 發(fā)明將solAl重量百分含量控制在0. 005 0. 050以內(nèi)。N:氮與碳一樣，也是固溶元素。隨著鋼中N含量的增加，將導(dǎo)致其沖壓加工性能變 壞，同時(shí)，固溶N是造成鍍錫板成品時(shí)效的主要原因，特別是對(duì)于平整后的應(yīng)變時(shí)效作用，氮的影響尤其大，因此要求N盡量低。對(duì)軟質(zhì)鍍錫板來說，鋼中的N含量應(yīng)控制在0.004以 下。冶煉時(shí)，因?yàn)楹罄m(xù)的轉(zhuǎn)爐冶煉、RH真空處理等冶煉工藝中不可避免的會(huì)有回磷過 程，磷元素含量會(huì)有所增加，為保證成品鍍錫板中的超低磷含量，本發(fā)明增加了專用轉(zhuǎn)爐脫 磷工序，且經(jīng)專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P的重量百分含量控制在0. 008以下，只有這樣才能保證 成品鋼中的P的重量百分含量在0.01以下。為保證本發(fā)明軟質(zhì)鍍錫板具有優(yōu)良的深沖性能且厚度極薄(厚度為 0. 18-0. 38mm)，需對(duì)原材料鋼進(jìn)行大壓下率軋制。因?yàn)樽冃瘟吭酱螅Я５乃榧?xì)程度越大， 亞晶界的量便愈多，位錯(cuò)等晶體缺陷便愈多，組織的不穩(wěn)定性便愈高，再結(jié)晶退火時(shí)晶粒長(zhǎng) 大的驅(qū)動(dòng)力也越大。也就是說，冷軋壓下率愈大，再結(jié)晶退火時(shí)的晶粒越易長(zhǎng)大，而再結(jié)晶 晶粒越大，其晶粒度越小，鋼的深沖性能就越好。所以，本發(fā)明軟質(zhì)鍍錫板冷軋壓下率控制 在76 92%范圍。鋼板經(jīng)冷軋后，隨著位錯(cuò)密度急劇升高，其強(qiáng)度及硬度也相應(yīng)迅速增大。為使被冷 軋拉長(zhǎng)的晶粒通過再結(jié)晶，恢復(fù)塑性、降低硬度，獲得穩(wěn)定的組織和性能，冷軋后的鋼卷需 經(jīng)全氫罩式爐進(jìn)行再結(jié)晶退火，以獲得用戶所需的力學(xué)性能及加工性能。對(duì)于罩式退火來 說，退火溫度一般控制在560 720°C，退火時(shí)間控制在10 20h，在此溫度范圍內(nèi)，退火溫 度越高，退火時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒越大，晶粒度越小。但是，對(duì)于罩式退火來說，隨著退火溫度的 提高，相鄰鋼卷層之間易產(chǎn)生粘結(jié)，因此，退火溫度也不能太高。為使本發(fā)明原料鋼的再結(jié) 晶晶粒度達(dá)到7 9級(jí)，根據(jù)本發(fā)明的軟質(zhì)鍍錫板化學(xué)成分及成品硬度值49士3的要求，本 發(fā)明軟質(zhì)鍍錫板的退火溫度控制在610 650°C。當(dāng)全氫爐罩式退火過程中的退火時(shí)間控 制在12 18h時(shí)，能夠使得晶粒度更均勻，鋼板的綜合性能更良好。本發(fā)明的耐腐蝕軟質(zhì)鍍錫原板不僅具有硬度值低的優(yōu)點(diǎn)，有利于用戶使用耐腐蝕 軟質(zhì)鍍錫板制作深沖罐，而且還具有耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，有利于食品和飲料等包裝材料的 防蝕。本發(fā)明耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板的生產(chǎn)方法使用罩式退火方式生產(chǎn)，具有生產(chǎn)控制難 度小，成本低，易于在大生產(chǎn)中實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，有利于用戶降低成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板及其生產(chǎn)方法作進(jìn)一 步詳細(xì)說明實(shí)施例1 將化學(xué)成分重量百分含量為:C 0. 010、Si 0. 02,Mn 0. 10、P 0. 009、S 0. 012、Sn :0. 011、As :0. 006、solAl :0. 005,N :0. 0025，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的原料
低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)過鐵水脫硫，用專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P含量為0. 008%，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后， 將冶煉的鋼水真空處理，然后將處理后的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄鋼坯經(jīng)熱連軋成 鋼帶，接著將熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，在壓下率為92%的條件下，用HC軋機(jī)進(jìn)行冷軋后，經(jīng)過電 解脫脂、全氫罩式爐退火(BA)進(jìn)行退火，全氫罩式退火溫度為650°C，退火時(shí)間為18h，再進(jìn) 行雙機(jī)平整、電鍍錫，即得到厚度為0. 18mm的冷軋鍍錫板。經(jīng)檢測(cè)，其晶粒度為7級(jí)，硬度 值(HR30Tm)為46，酸浸時(shí)滯值(PL)為1. 5s，杯突值為9. 9mm。實(shí)施例2 將化學(xué)成分重量百分含量為:C 0. 026、Si 0. 013、Mn 0. 25、P 0. 008、 S 0. OUsolAl 0. 032,Sn :0. 008,As :0. 01、N :0. 0020，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的原料低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)過鐵水脫硫，用專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P含量為0. 007%，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后， 將冶煉的鋼水真空處理，然后將處理后的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄鋼坯經(jīng)熱連軋成 鋼帶，接著將熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，在壓下率為89%的條件下，用HC軋機(jī)進(jìn)行冷軋后，經(jīng)過電 解脫脂、全氫罩式爐退火(BA)進(jìn)行退火，全氫罩式退火溫度為630°C，退火時(shí)間為17h，再進(jìn) 行雙機(jī)平整、電鍍錫，即得到厚度為0. 25mm的冷軋鍍錫板。經(jīng)檢測(cè)，其晶粒度為8級(jí)，硬度 值(HR30Tm)為50. 5，酸浸時(shí)滯值(PL)為2s，杯突值為9. 5mm。實(shí)施例3 將化學(xué)成分重量百分含量為:C 0. 040、Si :0· 016,Mn :0· 40,P :0· 01、S 0. 009、solAl :0. 050、Sn :0· 007、As :0· 007,N :0· 0018，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的原料
低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)過鐵水脫硫，用專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P含量為0. 008%，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后， 將冶煉的鋼水真空處理，然后將處理后的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄鋼坯經(jīng)熱連軋成 鋼帶，接著將熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，在壓下率為76%的條件下，用HC軋機(jī)進(jìn)行冷軋后，經(jīng)過電 解脫脂、全氫罩式爐退火(BA)進(jìn)行退火，全氫罩式退火溫度為650°C，退火時(shí)間為12h，再進(jìn) 行雙機(jī)平整、電鍍錫，即得到厚度為0. 38mm的冷軋鍍錫板，經(jīng)檢測(cè)，其晶粒度為9級(jí)，硬度值 (HR30Tm)為52，酸浸時(shí)滯值(PL)為2s，杯突值為9. 3mm。實(shí)施例4 將化學(xué)成分重量百分含量為:C 0. 035、Si :0· 014、Mn :0· 31、P :0· 009、 S :0. 007、Sn :0. 006、As :0· 009、solAl :0· 028、N :0· 0035，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的 原料低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)過鐵水脫硫，用專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P含量為0. 006%，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉 后，將冶煉的鋼水真空處理，然后將處理后的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄鋼坯經(jīng)熱連軋 成鋼帶，接著將熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，在壓下率為85%的條件下，用HC軋機(jī)進(jìn)行冷軋后，經(jīng)過 電解脫脂、全氫罩式爐退火(BA)進(jìn)行退火，全氫罩式退火溫度為610°C，退火時(shí)間為16h，再 進(jìn)行雙機(jī)平整、電鍍錫，即得到厚度為0. 28mm的冷軋鍍錫板。經(jīng)檢測(cè)，其晶粒度為8級(jí)，硬 度值(HR30Tm)為49，酸浸時(shí)滯值(PL)為1. 5s，杯突值為10. Imm0實(shí)施例5 將化學(xué)成分重量百分含量為:C 0. 015、Si :0· 017、Mn :0· 18、P :0· 008、 S :0. OUSn :0. 005,As :0· 006、solAl :0· 018,N :0· 004，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)的原料 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)過鐵水脫硫，用專用轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉后P含量為0. 007%，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后， 將冶煉的鋼水真空處理，然后將處理后的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造成鋼坯，連鑄鋼坯經(jīng)熱連軋成 鋼帶，接著將熱軋鋼帶進(jìn)行酸洗，在壓下率為83%的條件下，用HC軋機(jī)進(jìn)行冷軋后，經(jīng)過電 解脫脂、全氫罩式爐退火(BA)進(jìn)行退火，全氫罩式退火溫度為640°C，退火時(shí)間為15h，再進(jìn) 行雙機(jī)平整、電鍍錫，即得到厚度為0. 32mm的冷軋鍍錫板。經(jīng)檢測(cè)，其晶粒度為7級(jí)，硬度 值(HR30Tm)為48，酸浸時(shí)滯值(PL)為ls，杯突值為10. 5mm。通過以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板厚度極薄，為0. 18 0. 38mm范圍；晶粒度為7 9級(jí)；硬度值HR30Tm為49士3范圍，鍍錫板成品很軟；酸浸時(shí)滯 值< 2s，具有良好的耐腐蝕性；杯突值> 9. 3mm適合于深沖加工。
權(quán)利要求
一種耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板，其特征在于該鍍錫板的化學(xué)成分重量百分比為C0.01～0.04、Si≤0.02、Mn0.10～0.40、P≤0.01、S≤0.012、Sn≤0.011、As≤0.01、solAl0.005～0.050、N≤0.004，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.—種權(quán)利要求1所述的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板的生產(chǎn)方法，包括以下步驟鐵水脫 硫、脫磷、轉(zhuǎn)爐冶煉、RH真空處理、連鑄、熱連軋、酸洗、冷軋、電解脫脂、全氫爐罩式退火、平 整、電鍍錫，其特征在于所述脫磷步驟中冶煉后P的重量百分比控制在0. 008以下；所述 冷軋采用HC軋機(jī)軋制，壓下率為76 92% ；所述全氫爐罩式退火時(shí)退火溫度控制為610 650 "C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板的生產(chǎn)方法，其特征在于所述全氫 爐罩式退火的退火時(shí)間控制為12 18h。全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐腐蝕軟質(zhì)冷軋鍍錫板及其生產(chǎn)方法。該鍍錫板的化學(xué)成分重量百分比為C0.01～0.04、Si≤0.02、Mn0.10～0.40、P≤0.01、S≤0.012、Sn≤0.011、As≤0.01、solAl0.005～0.050、N≤0.004，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)方法包括鐵水脫硫、脫磷、轉(zhuǎn)爐冶煉、RH真空處理、連鑄、熱連軋、酸洗、冷軋、電解脫脂、全氫爐罩式(BA)退火、平整、電鍍錫等步驟。實(shí)踐證明，本發(fā)明的鍍錫原板同時(shí)具有硬度值低和耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)方法采用罩式退火方式，具有生產(chǎn)控制難度小，成本低，易于在大生產(chǎn)中實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，有利于用戶降低成本。
文檔編號(hào)C22C38/04GK101892418SQ20101026907
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者劉建容, 張萬靈, 柳長(zhǎng)福, 涂元強(qiáng), 白會(huì)平, 蔡捷, 郭玉華, 黃先球 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司