家电板用钢的开发与实践

家电用冷轧钢板的开发陈业雄1，2，牛世浦1，宋进英2（1.唐山国丰钢铁有限公司技术部，河北唐山063300；2.河北联合大学冶金与能源学院，河北唐山063009）摘要:根据国丰公司1450生产线热轧产品的组织和性能的特点，通过热轧成份设计和控轧控冷工艺的调整，确定热轧工艺参数为880℃终轧温度，750℃卷取温度，采用前端冷却的方式实现优质热轧家电板的生产。下游冷轧工艺优化轧制及连续退火工艺的参数，通过不同退火温度的实践调整，确定800℃退火温度生产产品达到预期产品性能，满足性能指标率达98%以上。关键词：家电板；力学性能；连续退火HomeappliancewithdevelopmentofcoldrolledsteelsheetCHENYe-xiong1，2,NIUShi-pu1,SONGJinying2(TechnicaldepartmentofGuofengIronAndSteel,HebeiTangshan063300；2.SmeltandenergyInstitute,HebeiTangshan063009)Abstract:Accordingtotheorganizationandperformancecharacteristicsofhotrolledproductsinguofengcompany1450productionline,throughhotrollingcompositiondesignandcontrolledrollingandcoolingprocessadjustment,determinethefinishrollingtemperatureforthehotrollingprocessparameterswas880℃,coilingtemperaturewas750℃,andfrontcoolingwaywasadoptedtorealizehighqualityhotrollinghomeapplianceplateproduction.OptimizationofdownstreamColdrollingandtheparametersofcontinuousannealingprocess,wasthroughtheadjustmentofdifferentannealingtemperature,determineannealingtemperatureofproductperformancetoachievetheexpectedwas800℃,meettheperformanceratewasmorethan98%.Keywords:homeapplianceplate;mechanicalproperties;continuousannealing1.引言伴随我国经济的高速发展，家电行业的市场竞争也越趋激烈。家电行业对家电板的需求量也急剧增加，同时对产品质量也提出了更高的要求。家用电器品种繁多，厚度精度要求高，同板差要小，要求板形好[1]。大多数家电制造都需要折边、冲压(单道或多道)、冲孔，就需要钢板有好的韧性，低屈强比。家电用板对冷轧退火板表面的要求比较严格，因为家电产品都需要涂层，并且涂层较薄，所以钢板表面轻微的缺陷如麻点、划痕等都会影响涂漆效果，尤其是需要电镀的部件。随着国家对家电行业环保要求的提高，家电企业新上生产线大多放弃喷涂线，选择以镀锌彩涂板为原料的设备和工艺，应该说这是我国家电行业的主流趋势。故本文作者对家电连续热镀锌用家电面板用钢的开发试制工作进行阐述。2.家电用冷轧板的成分设计C和Mn是影响钢的力学性能的两大主要元素，亚共析钢随着碳量的增加强度升高，冷却后铁素体相对量减少，珠光体相对量增加，冲压性能指标降低，因此参照CQ冲压级别，将C定在0.05%-0.08%；锰在钢中属于有益元素，锰在钢中作为脱氧除硫元素而加入钢中的，锰可以与硫结合形成MnS，从而在相当大的程度上消除S在钢中的有害影响，锰对钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢经热轧后的硬度和强度，每增加0.1%的锰可增加抗拉约7.8-12.7MPa，屈服可增加7.8-9.8MPa，考虑到成本和最终力学性能因素，将锰定在0.2%-0.3%。硅在钢中也是有益元素，在镇净钢中一般含量为0.12-0.37%，硅含量增大可增加钢的流动性，但是在下游镀锌过程中Si的反应性导致锌层质量恶化[2,3]，有文献[4]指出Si在0.1%时对镀锌效果最好，为了平衡炼钢成份和镀锌过程将Si含量定为0.02%以下。一般来说硫、磷也属于有害杂质元素，因此控制越少越好。氧和氮的含量控制也应当尽量低，氧易与其它杂质元素形成氧化物夹杂，此钢要控制在30ppm。家电板成分设计见表1。表1家电板设计成分元素CMnSPSiAls最大0.080.280.0150.0200.020.050最小0.050.200.0060.0120.010.020平均0.060.240.0090.0150.0150.030交货0.05-0.080.2～0.3≤0.020≤0.020≤0.020.025-0.0603.工艺流程及技术参数设定及实验结果3.1工艺流程热轧：铁水预处理→顶底复吹转炉→LF炉精炼→板坯连铸→热连轧→钢卷发货；冷轧：酸洗→五机架连轧→连续退火→镀锌→钢卷发货。3.2热轧工艺参数的调整及确定采用合适的温度制度和轧制制度是热轧工序中的关键因素，热轧过程中除了保证轧制成规定的形状尺寸、除尽氧化铁皮外，还要完成铁素体的再结晶及晶粒长大。热轧工艺控制得好坏对冷轧板的性能影响较大，最显著的是终轧温度和卷取温度。由于薄板坯连铸连轧产品的特点是晶粒细小，强度偏高。在生产调试过程中采用不同的方式进行调整，调整参数见表2。表2家电板工艺调整参数及所得性能指标对比编号开轧温度，℃终轧温度，℃卷取温度，℃ReL(MPa)Rm(MPa)延伸率A(%)111008006502933893921100840700290369423110088075028936548由表2性能指标对比结果，可知，随终轧温度和卷取温度的升高，抗拉强度和屈服强度出现小幅降低，而延伸率指标大幅上升，这为钢板后续冷轧加工性能提供优良保证。精轧终轧温度保证在880±10℃，保证钢在奥氏体区域轧制，避免两相区轧制，经层流冷却后750℃进行卷取后空冷，750℃卷取后缓冷，有利于AlN的析出，强化铁素体并细化晶粒，钢的强度的韧性可以显著提高，这样可以有效弥补下游工序连续退火炉退火时间短的缺点，AlN的析出可以增强{111}织构的形成，有利于冲压性能的提高。生产实际控制如表3所示：在加热过程中钢被加热到1150-1200℃左右，保证充分奥氏体化，钢坯内外温度均匀，保证钢的可轧性，保证进入粗轧机温度为1100±30℃，经粗轧5道次轧制后进入精轧机，表3家电板热轧工艺控制参数在炉时间（分钟）开轧温度℃终轧温度℃卷取温度℃平均值1541033882754最小值1271020880750.最大值1891058884757由表4可知，此批钢在炉时间控制在127～189分钟，平均154分钟，开轧温度范围1020～1058℃，平均1033℃，终轧温度范围880～884℃，卷取温度范围750-757℃，平均754℃。力学性能达到相应指标，控制良好。3.3冷轧及退火工艺参数的调整及确定原板经酸洗后由2.5mm经五连轧轧到0.39mm，总压下率约为84%，当卷取温度为750℃，冷轧压下率在80%以上时，在压下过程中，脆裂的渗碳体将互相分开，碎块之间出现空隙，这将显著降低钢的密度，当碎块之间空隙比较大时，发现软的基体可以挤入其中，通过退火时的再结晶可以在一定程度上将上述空隙或裂纹填合，有利于钢整体综合性能的提高。再结晶包括形成畸变很小的新晶核和晶核长大两个基本过程，在结晶后钢的力学性能基本上改变到形变以前的水平，在实际生产中，为了加速再结晶、提高生产效率，将再结晶退火温度提高700-800℃之间，甚至800℃以上，铁素体发生再结晶，而珠光体则发生相的重结晶。本次连续退火工艺，分别采用连续退火温度为750℃，780℃，800℃退火持续时间3-4分钟，退火过程要保证钢中晶粒的充分回复与再结晶。保证成品的优良的性能。(a)750℃(b)780℃(c)800℃图1不同退火工艺金相组织由图1可知，退火温度780℃要比750℃晶粒更均匀，再结晶要充分，780℃虽然比750℃纤维组织有所改善，但也存在一定纤维组织，晶界珠光体分布也不均匀，退火温度在800℃的温度条件下，使再结晶更充分，珠光体分布更均匀，整体力学性能更优越。不同退火温度下的力学性能对比见表4。表4力学性能对比轧件编号退火温度℃抗拉强度，MPa屈服强度，MPa伸长率，%175043035521.5278041034525380039031831标准≥380≤320≥30由表4可知，在750℃和780℃都未能满足冷轧客户性能的要求，在后续生产中使用800℃的退火温度满足性能指标率达98%以上，基本满足后续生产的需求。4结论(1)该家电板化学成分设计参照CQ冲压级别，考虑到下游镀锌过程中Si的反应性导致锌层质量恶化因素，采用低Si控制。(2)热轧要采用前段冷却，750℃高温卷取，轧后缓冷等控制手段，有利于AlN的析出，钢的强度和韧性可以显著提高，这样可以有效弥补下游工序连续退火炉退火时间短的缺点。(3)退火温度800℃要比780，750℃晶粒均匀，再结晶充分，基本不存在纵向纤维组织，且晶界珠光体分布均匀，在后续生产中使用800℃的退火温度满足性能指标率达98%以上，基本满足后续生产的需求。参考文献：[1]彭碧草.浸镀温度和浸镀时间对热浸镀锌镀层组织的影响[D].湘潭大学,2007:11[2]李金桂，吴再思.防腐蚀表面工程技术[M].北京：化学工业出版社,2003:176[3]汤酞则.热浸镀锌及其工艺[J].新技术新工艺,1994,(4)4:35-36.[4]李建文,张旭锋,吴增强.冷轧家电板的开发实践[J].河北冶金,2011,(9):32