一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鋼板，尤其設(shè)及一種搪瓷用鋼板。本發(fā)明還設(shè)及了一種該搪瓷用 鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的涂搪技術(shù)，特別是針對(duì)一次搪瓷或直接一次搪瓷（direct-on)工 藝在涂搪之前均要求對(duì)鋼板表面進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，預(yù)處理包括脫脂、酸洗和披鑲 (Nickel-plating)等相關(guān)工藝，其目的在于清除鋼板表面殘留物、改善表面特性，并提高鋼 板的涂搪性能。
[0003] 近些年，涂搪技術(shù)和涂搪工藝已經(jīng)不斷地取得創(chuàng)新和發(fā)展，特別是針對(duì)釉料的低 成本化及前期處理工藝的簡(jiǎn)化，集中體現(xiàn)為對(duì)于搪瓷用鋼更新和更高的性能方面的要求。 比如，在釉料方面，為了提高耐酸等耐腐蝕性能，釉料中會(huì)添加更多的石英組份；又比如， 現(xiàn)有釉料中的二氧化娃通常達(dá)到60%W上，為了降低成本和提升環(huán)保效益，相應(yīng)地減少氧 化鑲、氧化鋪等密著劑的含量甚至根本不添加該些類型的密著劑。另外，在前處理工藝方 面，從更加環(huán)保和節(jié)能的角度出發(fā)，逐步省略了披鑲甚至酸洗工藝，該樣就要求鋼板更容易 與釉料密著，為此，對(duì)于鋼板表面質(zhì)量控制也更為嚴(yán)格。此外，為了節(jié)能，燒成溫度也更低。 另一方面，搪瓷技術(shù)的發(fā)展和工藝的改革不僅沒有降低對(duì)搪瓷制品質(zhì)量的要求反而要求更 高，該就要求鋼板的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量要更好地適應(yīng)釉料和搪瓷工藝。
[0004][0005][0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板，其具有優(yōu)良的表面特性 和良好的內(nèi)在質(zhì)量。該搪瓷用鋼板在涂搪之前無需經(jīng)過酸洗和披鑲處理，僅需要進(jìn)行脫脂 處理，甚至在不進(jìn)行脫脂處理的條件下，鋼板與瓷釉之間也可W實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的密著，使得經(jīng)涂 搪后的鋼板具有優(yōu)良的密著性能和良好的搪瓷表面質(zhì)量。
[000引為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板，其化學(xué)元素 質(zhì)量百分比含量為：
[0009] C:0. 0005 ~0. 002% ;
[0010] Mn:0. 24 ~0. 50% ;
[0011] S:0. 021~0. 035%;
[0012] 0:0. 025~0. 055% ;
[001引Si 0.010%;
[0014] P;《0.015%;
[0015] Al;《0.010%;
[0016] N;《0.003%;
[0017] 余量為化和其他不可避免的雜質(zhì)；
[001引此外還需滿足；0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《0. 30% ;2. 7X0+4. 4XS>0. 14%。
[0019] 本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的各化學(xué)元素的設(shè)計(jì)原理為：
[0020] C;碳是固溶元素。當(dāng)碳含量較低時(shí)，碳W固溶形式存在。當(dāng)碳含量較高時(shí)，碳也 會(huì)和鐵形成滲碳體（FesC)。在鋼中加入可W形成碳化物的合金元素的情況下，碳也能夠W 碳化物形式析出。由于碳含量越低，冶煉生產(chǎn)的難度越高，生產(chǎn)成本也會(huì)隨之上升，故碳含 量需要在0.0005%W上。當(dāng)碳含量低于0.002%時(shí)，碳主要W固溶形式存在，不會(huì)形成滲碳 體，該樣，就避免了因滲碳體在搪瓷的高溫?zé)Y(jié)過程中狀態(tài)不穩(wěn)定而發(fā)生分解產(chǎn)生氣體，進(jìn) 而使得該氣體逸出搪瓷層表面而導(dǎo)致鋼板表面缺陷。對(duì)于本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪 瓷用鋼板來說，碳含量需要控制在0.002%W下，首先鋼中要盡量少地加入鐵、魄等該些貴 重金屬元素，目的在于降低生產(chǎn)成本，該樣鋼中的碳就會(huì)w固溶形式或w滲碳體形式存在。 本發(fā)明的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的C含量控制為：0. 0005%《C《0. 002%。
[0021] Si;娃是脫氧元素。娃在鋼中通常W固溶形式或W二氧化娃的形式存在。由于娃 或二氧化娃容易沉積在鋼板表面，如果大量的娃或二氧化娃沉積在鋼板表面，那么在高溫 燒成時(shí)會(huì)阻礙鋼板與搪瓷在介面的各種介質(zhì)的擴(kuò)散和反應(yīng)進(jìn)程，從而導(dǎo)致直接施釉時(shí)鋼板 與瓷釉之間的密著性能不良，故而，本技術(shù)方案希望將Si含量控制得越低越好。但是，由于 冶煉和燒鑄過程中，鋼板中不可避免地會(huì)殘留一部分娃或二氧化娃。此外，鋼包和耐材在受 到浸蝕時(shí)也會(huì)有二氧化娃溶入鋼中，在鋼中存在著娃或二氧化娃是不可避免的。鑒于此，本 發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的Si含量不能超過0. 010%。
[0022] P;磯容易在鋼中的晶界上偏聚，容易在搪燒時(shí)產(chǎn)生氣泡和黑點(diǎn)，從而影響搪瓷的 表面質(zhì)量。對(duì)于本發(fā)明的技術(shù)方案來說，磯是有害的雜質(zhì)元素，在鋼中需要控制得越低越 好?；诒景l(fā)明的技術(shù)方案，需要將用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的P的質(zhì)量百分含量設(shè) 計(jì)為；P《0.015%。
[0023]A1;侶是強(qiáng)氧化物的形成元素，此類夾雜物的塑性差，鋼中具有大量的氧化侶夾雜 會(huì)嚴(yán)重?fù)p害鋼板的塑性和加工性。為此，本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的侶 含量應(yīng)當(dāng)控制為《0.010%。
[0024]N;氮是固溶元素。一旦氮含量過高，會(huì)對(duì)鋼板的時(shí)效性產(chǎn)生影響，為此，需要將本 發(fā)明的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的N含量控制為《 0.003%。
[0025]Mn、S和0;鋪和硫、氧元素在鋼中主要會(huì)形成氧化鋪和硫化鋪。為此，基于本 發(fā)明的技術(shù)方案，需要將Mn元素、S元素和0元素的質(zhì)量百分含量分別設(shè)定為0. 24 % 《Mn《0. 50%，0. 021%《S《0. 035%，0. 025%《0《0. 055%。
[0026] 此外，上述鋪、硫及氧元素還需要滿足0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《 0.30 %且 2. 7X0+4. 4XS> 0. 14%的約束條件，W避免上述S種元素之間的不匹配性，其原因在于： 只有鋪、硫及氧元素滿足W上關(guān)系式，才能夠保證鋼中具有足夠的夾雜物數(shù)量。另外，在鋼 板的冷加工過程中，由于MnS、MnO和鋼的基體之間的變形不協(xié)調(diào)，在夾雜物和夾雜物之間 W及夾雜物和鋼的基體之間會(huì)產(chǎn)生更多的間隙，該些間隙即為貶氨陷阱，足夠的貶氨陷阱 才可W滿足鋼板抗鱗爆性能的要求。
[0027] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板還含有Nb:0. 0005~ 0. 010%，V:0. 001 ~0. 03%，Ti:0. 001 ~0. 03%，B:0. 0001 ~0. 002%的至少其中之一。 [002引佩、V、Ti和B;魄和饑元素均是強(qiáng)碳、氮化物的形成元素，并且會(huì)提高鋼板的再結(jié) 晶溫度和強(qiáng)度。鐵可W與氧、碳、氮和硫等相結(jié)合，既可W形成單一的化合物，又可W形成 復(fù)合的化合物，鐵固定碳、氮和硫元素后能夠提高鋼板的塑性和抗鱗爆性。同時(shí)，鐵與氧、 氮可W在很高的溫度下（例如，在鋼液中）形成化合物，故而，此類化合物的狀態(tài)相對(duì)來說 十分穩(wěn)定。由此，該類化合物的顆粒也相對(duì)粗大，會(huì)對(duì)鋼板的塑性會(huì)產(chǎn)生不利影響。如果 添加過量的鐵、魄和饑等合金元素，不僅會(huì)改變氧化物夾雜的組成，甚至?xí)淖儕A雜物的形 貌特征。此外，該些氧化物夾雜也會(huì)積聚在鋼板表面，從而改變鋼板的表面特性，進(jìn)而使得 鋼板的表面特性難W控制，最終影響涂搪性能的穩(wěn)定性。棚在鋼中既能夠W固溶形式存在， 也可W與氧、氮等形成氧化棚和氮化棚。雖然棚在鋼中具有有益作用，但是棚含量過高則 容易導(dǎo)致在連鑄過程中的鋼板鑄巧上產(chǎn)生裂紋等缺陷。在本發(fā)明的用于直接施釉的搪瓷用 鋼板中，需要將Nb、V、Ti和B分別控制為；Nb;0. 0005~0. 010%，V;0. 001~0. 03%，Ti; 0. 001 ~0. 03%，B;0. 0001 ~0. 002%。
[0029] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板還含有殘余的化、&、Ni和 Mo的至少其中之一，其中化+化+Ni+Mo《0. 20%。
[0030] 化、化、Ni和Mo;上述元素在鋼中均為殘留元素。如果它們的含量過高或波動(dòng)太 大，會(huì)對(duì)鋼板的力學(xué)性能和涂搪性能造成不利影響或產(chǎn)生明顯波動(dòng)。但是，該些殘留元素在 鋼中也不容易被徹底清除干凈，否則會(huì)大幅度地提高生產(chǎn)冶煉成本?；诖?，根據(jù)該些元素 在鋼中的析出行為和特性，需要將上述該些元素控制在合理的范圍內(nèi)，并盡可能地控制該 些殘留元素的總量，即將化、化、Ni和Mo的總量控制為：化+化+Ni+Mo《0. 20%，W避免該 些殘留元素對(duì)鋼板的抗鱗爆性能、密著性及鋼板搪瓷表面質(zhì)量等綜合性能帶來不利影響。
[0031] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板的表面粗趟度為0.5~ 3. 0ym，且其表面具有氧化膜。
[0032] 將搪瓷用鋼板的表面粗趟度控制在0. 5~