本發(fā)明屬于煉鋼軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低缺陷率瓶蓋用馬口鐵基料及減量化生產(chǎn)工藝，通過煉鋼連鑄解決瓶蓋用鋼基料邊部線條狀缺陷。
背景技術(shù)：
1.瓶蓋用馬口鐵基料生產(chǎn)工藝復(fù)雜、技術(shù)難點(diǎn)多，各個(gè)工序都會(huì)影響其性能及表面質(zhì)量。瓶蓋用鋼技術(shù)條件的要求一是基于冷軋退火平整后產(chǎn)品的抗折彎力，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求在120～145N范圍內(nèi)；二是表面質(zhì)量不允許存在肉眼可見的各種缺陷，尤其是邊部在裁邊、冷軋后不允許因基料應(yīng)力集中或是內(nèi)部缺陷造成的肉眼可見的缺陷。
2.基板的力學(xué)性能決定了瓶蓋的力學(xué)性能，影響基板力學(xué)性能的因素有基板的化學(xué)成分、軋制工藝?；瘜W(xué)成分是影響材料性能的因素，生產(chǎn)馬口鐵所用鋼種及其化學(xué)成分，在世界各國的鍍錫板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都沒有規(guī)定。
3.現(xiàn)在制作瓶蓋的鋼鐵材料基本都是包晶鋼，為0.08≤w(C)≤0.13％、0.45％≤w(Mn)≤0.55％、同時(shí)S≤0.010％，P≤0.020％的鋁鎮(zhèn)靜鋼，這種成分生產(chǎn)連鑄坯出現(xiàn)縱裂的幾率高，帶來的表面問題遺傳到冷軋工序，使冷軋生產(chǎn)的廢品率高。2011年東北大學(xué)材料加工工程專業(yè)碩士學(xué)位論文《生產(chǎn)工藝瓶蓋馬口鐵組織和性能的影響》等文獻(xiàn)中提出了通過鋼中0.08≤w(C)≤0.13％、0.45％≤w(Mn)≤0.55％、加0.03％左右Ti，選用870℃終軋溫度、560℃卷取溫度，冷軋壓下率為89％～91％，退火溫度為550℃、平整壓力量為0.06mm，可獲得較為理想性能指標(biāo)的基板，但此成分區(qū)間的鋼仍處于包晶區(qū)，連鑄控制難，仍易出現(xiàn)表面裂紋，且加Ti會(huì)造成帶鋼各向異性增大和生產(chǎn)成本增加。本發(fā)明提出將鋼的主要成分按0.06％≤w(C)≤0.08％、0.60％≤w(Mn)≤0.75％、w(Si)≤0.015％控制，并使用倒角結(jié)晶器、專用保護(hù)渣提高鑄坯質(zhì)量以保障基板邊部質(zhì)量水平，熱軋板按875～900℃終軋、535～560℃卷取的工藝控制，所生產(chǎn)的冷軋基料在冷軋工序生產(chǎn)時(shí)，冷軋壓下率為89～91％，退火溫度為560℃、平整相對(duì)壓下率為10～25％(平整絕對(duì)壓力量約為0.04～0.08mm)，可獲得理想性能指標(biāo)的基板。本發(fā)明圍繞“降本提質(zhì)”的思想，在較低w(C)、合適w(Mn)、未加w(Ti)及高終軋溫度、低卷取溫度的技術(shù)措施下滿足了瓶蓋鐵的物理性能指標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
1.本發(fā)明的目的在于提供一種低缺陷率瓶蓋用馬口鐵基料的減量化生產(chǎn)工藝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的裝備條件，圍繞提質(zhì)降耗的思路，制定出滿足瓶蓋性能指標(biāo)及表面質(zhì)量的工藝要點(diǎn)，達(dá)到瓶蓋用馬口鐵基料的技術(shù)要求。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，通過限定碳元素化學(xué)成份控制范圍以避開連鑄的包晶區(qū)，并通過提高錳元素控制目標(biāo)，補(bǔ)償因降碳所導(dǎo)致的固溶強(qiáng)化不足，以爐后渣洗和大氣量吹氬代替真空精煉保障鋼質(zhì)潔凈度，通過采用倒角結(jié)晶器和特定的保護(hù)渣，保障鑄坯表面質(zhì)量，為獲得合格的成品邊部質(zhì)量創(chuàng)造了條件。避免了為獲得所需的成品強(qiáng)度而不得不采用包晶區(qū)的成分設(shè)計(jì)、導(dǎo)致鑄坯縱裂紋發(fā)生率提高影響成品成材率的問題，同時(shí)省略了RH真空精煉工序，獲得了更好的成品邊部質(zhì)量。
本發(fā)明的瓶蓋鋼基料化學(xué)成分控制范圍，以重量百分比計(jì)，C：0.05～0.08％，Mn：0.60～0.75％，Si：≤0.015％，S≤0.020％，P≤0.020％，Al：0.025～0.040％，As：≤0.008％，N≤0.003％，O≤0.003％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
碳元素在鋼中起固溶強(qiáng)化作用，是廉價(jià)的強(qiáng)化元素，但是碳含量在＞0.080～0.130％的范圍時(shí)，坯殼凝固過程發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致鑄坯發(fā)生表面縱裂幾率增高，超過0.13％，冷軋退火后，鋼中的珠光體和游離滲碳體比例高，會(huì)使鋼的塑性下降到無法滿足沖壓瓶蓋的要求。
本發(fā)明選擇碳含量控制范圍不大于0.08％，使鋼避免了在連鑄過程中發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，并使鋼的塑性與碳含量在＞0.08～0.13％時(shí)相比進(jìn)一步提高。而當(dāng)碳低于0.06％時(shí)，強(qiáng)化作用不足，需要較貴的合金元素進(jìn)行強(qiáng)化補(bǔ)償。為使碳仍發(fā)揮足夠的固溶強(qiáng)化作用，選擇碳的下限為不低于0.06％。因此確定碳的含量范圍為0.06～0.08％。
錳元素在鋼中起固溶作用，可以提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)在鋼中形成MnS從而降低鋼的熱脆性，抵消S元素帶來的鑄坯表面裂紋問題，提高鋼的熱加工性能。在本發(fā)明中，在碳含量控制在0.06～0.08％的范圍內(nèi)時(shí)，將錳含量控制在0.60％以上時(shí)，已足以保障最終產(chǎn)品的應(yīng)用指標(biāo)要求。而當(dāng)Mn含量超過0.75％時(shí)，在冷軋退火后平整后所制得的成品抗折彎強(qiáng)度過高，超出了應(yīng)用指標(biāo)的要求范圍。因此確定Mn元素的含量范圍為0.60～0.75％。
本發(fā)明的工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下：
(1)轉(zhuǎn)爐爐后渣洗工藝：爐后出鋼過程加入含鋁渣洗料，以重量百分比計(jì)，CaO：62～68％，SiO2：≤2％，Al2O3：24～28％，Al：6～8％，MgO：≤2％，S：≤0.3％，H2O：≤0.5％，粒度：5～30mm，＜5mm粒度比例低于10％。出鋼過程吹氬氣，流量控制在90-110L/min，使鋼中脫氧產(chǎn)物Al2O3與渣洗料中Al聚集成15μm以上顆粒上浮去除；吹氬站吹氬壓力0.5MPa，以鋼包液面裸露直徑≤200mm為準(zhǔn)。
(2)使用倒角結(jié)晶器：倒角結(jié)晶器倒錐度范圍為1.28％～1.35％；使用專用保護(hù)渣，其特性指標(biāo)為堿度：1.13～1.14，熔點(diǎn)：1107～1112℃，粘度：0.10～0.12Pa.S，熔速為22～24Kg/m2*s。成份以重量百分比計(jì)，SiO2：27～29％；CaO：30～32％；MgO：1.5～2.0％；Fe2O3：0.50～0.80％；Al2O3：4.0～5.0％，F(xiàn)：7～8％；C：7～8％。
(3)終軋溫度：終軋溫度控制在875～900℃。
(4)卷取溫度及冷卻模式：卷取溫度控制在535～560℃。
(5)酸洗后冷軋、退火、平整，冷軋壓下率為89～91％，退火溫度為550℃、相對(duì)壓下率為10～25％(平整絕對(duì)壓力量約為0.04～0.08mm)。
轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)加鋁脫氧，會(huì)產(chǎn)生脫氧產(chǎn)物Al2O3。為使脫氧產(chǎn)物Al2O3充分脫除，在出鋼過程中進(jìn)一步加入的含Al渣洗料。渣洗料在隨鋼流入罐過程中與鋼水充分?jǐn)嚢韬笊细〉戒撘罕韺樱纬删哂形阶饔玫脑鼘?。渣洗料中含?～8％的Al，維持足夠的還原性，含有Al2O3顆粒，作為吸附新生Al2O3的核心，與新生Al2O3碰撞、結(jié)合、長(zhǎng)大后，在大氣量底吹氬氣流的作用下，上浮到鋼液面，并被表層渣吸附。硫化物也進(jìn)一步與CaO結(jié)合，被渣層吸附。
采用倒角結(jié)晶器，提高矯直段鑄坯角部溫度，使鑄坯在矯直過程中避免出現(xiàn)矯直橫裂紋。但使用倒角結(jié)晶器后，因切面的存在，邊部摩擦力增大，切面處受力不均勻，在切面及相鄰位易出現(xiàn)角部縱裂紋。故選擇較大的結(jié)晶器倒錐度，降低了銅板與鑄坯的摩擦力，將結(jié)晶器倒錐度設(shè)為不低于1.28％，可完全抑制切面邊部縱裂紋的發(fā)生。過大則凝固坯殼與結(jié)晶器間隙大，結(jié)晶器下口磨損嚴(yán)重。所以選擇其控制范圍為1.28～1.35％。
與傳統(tǒng)工藝相比，降低了保護(hù)渣中SiO2的含量，提高了的保護(hù)渣的二元堿度，提高了保護(hù)渣的粘度；保護(hù)渣的熔速為22～24Kg/m2*s，控制熔渣層厚度在30～40mm，渣耗在0.5～0.6kg/t。提高保護(hù)渣的粘度和熔速，使其玻璃體比例減少，結(jié)晶溫度和傳熱性能降低，使初生坯殼受力均勻，抑制初生坯殼裂紋發(fā)生。
本發(fā)明鋼為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，期望一定的沖壓性能，終軋溫度高于875℃、卷取溫度低于560℃時(shí)，可抑制AlN在熱軋及卷取過程中析出，利于冷軋退火后的沖壓性能。終軋溫度高于910℃時(shí)，鋼的表面易于產(chǎn)生三次氧化鐵皮，導(dǎo)致酸洗后表面出現(xiàn)麻點(diǎn)缺陷，所以確定鋼的終軋溫度控制范圍為875～910℃，而當(dāng)卷取溫度低于535℃時(shí)，基料的晶粒過細(xì)，冷軋抗力增加，能耗增加過多，所以卷取溫度控制范圍為535～560℃。
3.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
以錳代替碳的強(qiáng)化作用，并使鋼避免了在連鑄過程中發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，連鑄使用倒角結(jié)晶器和專用保護(hù)渣，鑄坯表面裂紋發(fā)生率降低到1.2％以下，冷軋成品抗折彎力在120～140N范圍的比例由最初的80％提高到90％，提高了產(chǎn)品的成材率，降低了生產(chǎn)成本。該發(fā)明實(shí)施后，每月瓶蓋用馬口鐵基料的訂單增加，擴(kuò)寬了市場(chǎng)份額，產(chǎn)品利潤(rùn)增加。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述：
化學(xué)成分控制的具體實(shí)施方式對(duì)比，對(duì)瓶蓋用馬口鐵基料的帶鋼化學(xué)成分控制范圍如表1所示，
表1瓶蓋用馬口鐵基料的帶鋼化學(xué)成分控制范圍(余量為Fe和不可避免的雜質(zhì))
最后說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行參數(shù)范圍內(nèi)的修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。