[發明專利]抗鱗爆性能優異的熱軋雙面搪瓷鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 201310398942.5
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN104419874A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 劉鳳蓮;陳昕;郭曉宏;金紀勇;劉志偉;高磊;楊玉;李桂艷;趙寶純
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C33/04;C21D8/02
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技術領域

本發明屬于搪瓷鋼領域，尤其涉及雙面搪瓷鋼搪瓷鋼及其制造方法。

背景技術

鱗爆是搪瓷制品的致命缺陷，極大的危害搪瓷制品的質量。搪瓷鱗爆是由于溶入鋼板中的氫引起的。搪瓷制品在生產過程中經歷了兩次吸氫的過程，一是在酸洗過程、二是在搪燒過程中。酸洗時首先是氧化鐵皮與酸的反應，之后酸主要與金屬發生化學反應產生氫，一部分氫逸出，一部分氫以原子形式溶于鋼板中。在隨后的高溫搪燒時，瓷漿內的結晶水及加熱爐氣中的水蒸氣與鋼板表面鐵和碳發生反應，生成氫原子，以原子和分子的形式溶解于鐵。隨著鋼板冷卻,固態鐵中氫的溶解度急驟下降(20氫在鋼中溶解度僅是900的千分之一)，于是氫原子逸出，在鋼表面受到瓷釉層阻隔,以分子狀態聚集在鋼板與搪瓷界面。當氫原子不斷逸出、氫氣壓力增大至一定程度,產生的壓力超過搪瓷層的強度極限而發生搪瓷層的破損。這種破損一般呈坑點形態，形如鱗片，稱為鱗爆。由于產生鱗爆的氫主要是在酸洗和搪燒過程中進入鋼板的，因此除了改進制品的搪瓷工藝外，還應提高鋼板本身的抗鱗爆性能。

搪瓷拼裝結構的主體材料是具有良好雙面搪瓷性能的熱軋鋼板。為滿足結構設計要求，鋼板的厚度一般在3.0mm～16mm，且具有高的屈服強度。冷軋搪瓷鋼板厚度規格大多在3mm以下，并且屈服強度不足，規格和強度兩方面都不能夠滿足大型搪瓷拼裝構件的裝配要求。熱軋鋼板中，為保障鋼板的抗鱗爆性能，往往要將Ti/C比提高到4以上，如日本專利技術“特開昭55-152127”中添加了0.1～0.5%的Ti元素，成本高，生產難度大不適應連鑄生產。日本專利“特開平10-121141”、“平2-305926”和“昭58-1013”均提出加入B、N、Cu合金化，生產不易控制，且不足以保障雙面搪瓷性能要求。中國專利CN101353758A《一種雙面搪瓷用熱軋高強度鋼板及其制造方法》，C含量偏高（0.05～0.15％），易發生氣孔缺陷，抗鱗爆性能差，過度添加V（0.02～0.2％），成本高。由于軋后冷速低（冷速≤50℃/S），V和Ti的化合物容易粗大化，對抗鱗爆性能不利。

在搪瓷工業中，為避免鱗爆，一般采用低碳冷軋鋼板進行雙面搪瓷。這是由于冷軋鋼板中存在大量的細小滲碳體相，以及一些硬的質點在沖壓變形過程中產生大量與基體間的缺陷界面，成為儲氫的陷阱。

專利CN101535517A介紹了“耐鱗爆性顯著優良的搪瓷用鋼板及其制造方法”，在此方法中，C：0.003～0.010%、Si：0.001～0.100%、Mn：0.03～1.30%、P：≤0.035%、S：≤0.08%、Nb：0.055～0.250%、O：0.005～0.085%，Al：0.0002～0.010%、N：0.0055%以下，B：0.0003～0.0030%、V：0.003～0.15%、Ni：0.0001～0.05%、Ti：0.0001～0.05%、還含有Ta、W、Mo、La、Ce、Ca、Mg中的1種以上，合計為1.0%以下，以及As、Se、Sn、Sb中的1種以上，合計為1.0%以下，余量由Fe和不可避免的雜質構成。此發明是按照通常的熔煉、連鑄、熱軋、冷軋、退火工序進行生產的。此專利要求嚴格控制鑄坯厚度1/4層處凝固時的冷速≤10℃控制鑄坯中的復合氧化物的直徑尺寸在10μm以上，而且在該氧化物中高濃度部的Nb質量濃度與低濃度部的Nb質量濃度之比≥1.2，這在生產過程中控制起來難度很大。而且大量的大顆粒氧化物對鋼的性能會產生不利影響。此專利中合金元素種類多，特別是添加了大量的貴重金屬Nb，使鋼的成本大增。

專利CN101356295A介紹了“抗鱗爆性顯著優異的連鑄搪瓷用鋼板及其制造方法”，其生產方法及抗鱗爆性原理與上一專利相同，只是此專利添加了大量的B元素，大量的B會導致鋼的熱脆現象，破壞鋼的性能。以上兩專利均是以冷軋、退火方法生產，生產工序多，成本高。