打包带用基板及其生产方法 【技术领域】
本发明属于钢铁冶金材料领域， 具体涉及一种打包带用基板及其生产方法。背景技术 打包带属于可回收的环保型包装材料， 加之耐腐蚀性、 坚固性和良好的韧性， 打包 带在钢铁、 玻璃、 建材等行业都得到了广泛应用。但是由于打包带原料没有统一规范， 生产 企业往往规模较小， 技术力量较弱， 所使用的原料具有很强的随机性， 造成性能波动大， 成 材率低。开发新型低成本的性能稳定的打包带基板是今后打包带用钢的发展方向。
目前国内企业还没有专门用来生产打包带的钢种， 用户往往使用 Q235 或 20MnSi、 Q345 等原料， 化学成分和性能不稳定， 钢板的抗拉强度、 伸长率、 反复弯曲次数、 厚度公差、 平直度等波动较大， 特别要求较高的钢铁、 玻璃行业， 性能不良很容易导致松卷、 高空坠落 等事故。
打包带用在钢铁厂主要起包装美观的作用， 最容易产生的问题是运输过程中的异 常断裂 ； 在玻璃、 木材等行业， 除正常的包装功能外， 还在吊装过程中起吊装绳索的作用， 涉 及人身安全。 所以要求除必要的厚度公差、 平直度外， 必须具备较高的抗拉强度、 伸长率， 并 能保证反复弯曲的次数。从批量生产的角度， 对钢的纯净度、 稳定性要求很高。打包带用钢 生产常规的方法是化学成分上要求较窄范围的 C、 Mn、 Si， 热轧时在 Ar3( 奥氏体向铁素体转 变的温度 ) 以上温度终轧， 冷轧时适当提高单道次压下率以提高冷轧后强度， 发蓝处理时 采用铅浴等温淬火。
发明内容 本发明针对目前打包带用钢基板的技术现状， 通过优化钢种化学成分配比， 采用 板坯连铸连轧工艺流程， 并以灵活调整轧制温度和压下率， 得到所需组织和性能， 而获得一 种强度波动范围小， 伸长率高， 发蓝处理后性能优良， 正品率高的打包带用基板及其生产方 法。
本发明采用的技术方案是 ：
一种打包带用基板， 其所含化学成份及所占的重量份数是 ： C ＝ 0.14 ～ 0.20％， Si ＝ 0.17 ～ 0.37％， Mn ＝ 0.55 ～ 0.75％， P ≤ 0.035％、 S ≤ 0.035％， AL ＝ 0.01 ～ 0.04％， 其余为铁和不可避免的夹杂 ； 抗拉强度≥ 7850Mpa， 伸长率≥ 8％， 反复弯曲≥ 8 次。
上述打包带用基板的生产方法， 包括冶炼步骤、 热轧步骤、 冷轧步骤， 其特征在 于：
a. 冶炼步骤包括铁水预处理脱硫站、 顶底复吹转炉、 LF 钢包精炼、 板坯连铸， 连铸 工序采取全程氩气保护浇铸， 钢水过热度 20-30℃， 拉速 1.0-1.3m/min， 采用液压振动式平 板形结晶器 ；
b. 热轧步骤包括加热、 粗轧、 热卷取、 精轧、 层流冷却、 卷取工序， 加热工序中铸 坯进炉温度 700 ℃， 出炉温度 1210 ℃， 铸坯在炉停留时间 160-180min ； 粗轧工序采用五道
次粗轧 ； 精轧工序采用除磷后七机架热连轧， 润滑轧制， 开轧温度 1100-1150℃， 终轧温度 860±20℃ ； 层流冷却采用前段间隔冷却， 冷却速率≥ 23.0℃ /s， 快冷到 650±20℃进行卷 取；
c. 冷轧步骤包括酸洗、 冷轧、 热处理工序， 热轧卷开卷后进入酸洗槽酸洗， 然后进 入单机架冷轧可逆轧机， 总压下率为 71％， 冷轧后卷取 ； 热处理工序采用冷轧硬卷分条进 入预热段， 经卷取→卸卷→包装工序， 即获得打包带用基板。
与现有技术相比， 本发明的显著效果和技术特点简述如下 ：
本发明提供的打包带用基板化学成分配方， 在严格控制碳、 硅、 锰含量的基础上， 合理控制 Als 的含量， 使钢中所存的 Als 既起到细化带钢晶粒的作用， 又提高了塑性和钢水 的洁净度。检测指标表明， 按照本发明配方生产的打包带其力学性能指标完全可以满足相 关产品要求。此外， 本发明所提供的打包带用钢的炼钢方法， 经过铁水预处理脱硫、 顶底复 吹转炉吹炼、 出钢脱氧吹氩、 LF 钢包精炼、 全程保护浇铸等工序的过程控制， 可达到降低硫 含量、 提高钢水洁净度和铸坯质量， 确保带钢力学性能， 且使生产过程容易控制的目的。
本发明采用生产效率较高的短流程板坯连铸连轧工艺技术， 其在连铸过程、 加热 制度、 轧制过程等方面与传统热连轧工艺存在明显的差异， 其中工艺特点在于采用直接热 装料、 中间坯热卷取、 七机架连轧、 轧制润滑和层流冷却， 通过中间坯热卷箱卷取， 能够使中 间坯头尾温度均匀， 防止温度下降过快， 因此， 此生产流程可以灵活调整轧制温度和压下 率， 得到所需的组织和性能， 生产出低成本高性能的低碳铝镇定钢。 本发明选用的原材料中碳合金钢化学成分的机理以及生产方法中各项技术参数 限定的原理如下 ：
C 是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一， 随着碳含量的增加， 钢中渗碳体 Fe3C 增加， 硬度也增加， 但同时其冷加工 ( 冲压、 拉拔 ) 和焊接性能变坏。因此， 本发明的打 包带用钢中碳钢， 其碳含量为 0.14-0.20％， 偏上限控制， 可以保证冷轧原板具有较好的冷 加工性能和一定的硬度。
Si ： 打包带基板属镇静钢， 其中的 Si 含量一般在 0.12-0.17 ％， 硅增加了钢液的 流动性。在碳钢中 Si 每增加 0.1％， 可使热轧抗拉强度提高约 7.8-8.8Mpa， 伸长率下降约 0.5％， 因此， 为保证打包带的强度， 同时为不明显降低其伸长率， 对 Si 含量进行严格的控 制， Si 含量 0.17-0.37％。
Mn 能溶入铁素体， 引起固溶强化， 并使钢材在轧后冷却时得到比较细的而且强度 较高的珠光体， 在同样含碳量和同样冷却条件下珠光体量相对增加。 此外， 钢中加入锰能防 止在热加工时因硫引起钢的脆化。因此 Mn 含量应偏上限控制。
P： P 容易发生偏析， 对性能和组织的均匀性有不利影响， 并导致耐蚀性能降低， 对 于打包带基板而言， 磷的含量最好尽可能低， 否则塑性容易下降。
S， 一般来说， 硫的含量是越小越好。钢中 S 的偏析倾向大， 且硫化物夹杂对打包带 基板的塑性影响较大， 因此， S 含量的控制应尽可能的低。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明。
下述实施例中， 板坯连铸连轧生产线长 309.1m， 酸洗冷轧线长 250m， 成品卷的规格为 3.1×1010×C， 卷重 17 吨左右。
实施例 1 ：
实施例 1 给出的打包带用基板， 国丰钢卷号为 200910F51961， 其化学元素组成成 分的重量百分比为 ： C： 0.16％， Si ： 0.17％， Mn ： 0.56％， P： 0.023％、 S： 0.007％。
其生产方法按如下步骤进行 ：
1、 炼钢 ： 炼钢炉采用容量为 120 吨的转炉， 出钢量为 122 吨， 出钢温度 1648℃ ； 对 炼钢炉出来的钢水经 LF 钢包精炼炉进行二次精炼， 采用脱氧化渣、 升温、 成分调整、 钙处 理等常规方法， 使精炼结束后的钢水成分重量百分比控制为 ： C： 0.16 ％， Si ： 0.17 ％， Mn ： 0.56％， P： 0.023％、 S： 0.007％， Als ： 0.016％ ； 钢水温度 1584℃。
2、 连铸 ： 连铸工序采取全程氩气保护浇铸以降低 Als 损失， 确保钢水质量， 钢水 过热度 25 ℃， 采用平板形结晶器， 该结晶器为液压振动， 铸坯拉速 1.3m/min， 铸坯厚度为 180mm。
3、 加热 ： 铸坯经过二冷段冷却后进入加热炉， 铸坯进炉温度 700 ℃、 出炉温度 1210℃， 铸坯停留时间 160min。
4、 粗轧 ： 铸坯出加热炉后， 经过高压水除鳞机去除表面氧化铁皮进入带立辊的可 逆粗轧机粗轧， 开轧温度 1140℃， 粗轧 5 道次， 总压下率为 81.3％， 然后进入热卷箱卷取。
5、 精轧 ： 中间坯出热卷箱除磷后， 进入七机架热连轧机组， 开轧温度 1100 ℃， 终 轧温度 862 ℃， 热轧厚度为 3.1mm， 相对压下率为 F1 ： 40.5 ％ ； F2 ： 39.5 ％ ； F3 ： 36.4 ％ ； F4 ： 26.1％ ； F5 ： 23.0％ ； F6 ： 18.8％ ； F7 ： 11.5％。
6、 冷却、 卷取 ： 层冷方式采用前段间隔冷却， 冷却速率 ： ≥ 23.0℃ /s ； 卷取温度为 646℃， 卷取后自然冷却。
7、 酸洗、 冷轧 ： 热轧卷开卷后进入酸洗槽， 酸洗速度 80m/min， 然后进入单机架冷 轧可逆轧机， 总压下率为 71％ ； 冷轧后卷取。
8、 热处理 ： 冷轧硬卷进入剪切机组， 纵剪后成品宽度 31.75mm， 分条进入预热段， 预热段温度 442℃， 活套速度为 17m/s。
9、 成品性能 ： 抗拉强度 920Mpa， 伸长率 9％， 反复弯曲 12 次， 能够达到 V 级标准要 求。
实施例 2 ：
实施例 2 给出的打包带用基板， 国丰钢卷号为 200910F51922， 其化学元素组成成 分的重量百分比为 ： C： 0.15％， Si ： 0.21％， Mn ： 0.56％， P： 0.017％、 S： 0.008％。
其生产方法按如下步骤进行 ：
1、 炼钢 ： 炼钢炉采用容量为 120 吨的转炉， 出钢量为 122 吨， 出钢温度 1674℃ ； 对 炼钢炉出来的钢水经 LF 钢包精炼炉进行二次精炼， 采用脱氧化渣、 升温、 成分调整、 钙处 理等常规方法， 使精炼结束后的钢水成分重量百分比控制为 ： C： 0.15 ％， Si ： 0.21 ％， Mn ： 0.56％， P： 0.017％、 S： 0.008％， Als ： 0.023％ ； 钢水温度 1600℃。
2、 连铸 ： 钢水过热度 25 ℃， 采用平板形结晶器， 该结晶器为液压振动， 铸坯拉速 1.3m/min， 铸坯厚度为 180mm。
3、 加热 ： 铸坯经过二冷段冷却后进入加热炉， 铸坯进炉温度 700 ℃、 出炉温度 1210℃， 铸坯停留时间 160min。4、 粗轧 ： 铸坯出加热炉后， 经过高压水除鳞机去除表面氧化铁皮进入带立辊的可 逆粗轧机粗轧， 开轧温度 1130℃， 粗轧 5 道次， 总压下率为 81.3％， 然后进入热卷箱卷取。
5、 精轧 ： 中间坯出热卷箱除磷后， 进入七机架热连轧机组， 终轧温度 860 ℃， 热轧 厚度为 3.1mm， 相对压下率为 F1 ： 40.7％ ； F2 ： 39.7％ ； F3 ： 36.6％ ； F4 ： 26.2％ ； F5 ： 23.1％ ； F6 ： 17.9％ ； F7 ： 11.6％。
6、 冷却、 卷取 ： 层冷方式采用前段间隔冷却， 冷却速率 ： ≥ 23.0℃ /s ； 卷取温度为 647℃， 卷取后自然冷却。
7、 酸洗、 冷轧 ： 热轧卷开卷后进入酸洗槽， 酸洗速度 80m/min， 然后进入单机架冷 轧可逆轧机， 总压下率为 71％ ； 冷轧后卷取。
8、 热处理 ： 冷轧硬卷分条进入预热段， 预热段温度 440℃， 活套速度为 18m/s。
9、 成品性能 ： 抗拉强度 900Mpa， 伸长率 9％， 反复弯曲 11 次， 能够达到 V 级标准要 求。
实施例 3 ：
实施例 3 给出的打包带用基板， 国丰钢卷号为 200910F51953， 其化学元素组成成 分的重量百分比为 ： C： 0.17％， Si ： 0.20％， Mn ： 0.57％， P： 0.020％、 S： 0.008％ ； 钢水温度 1610℃。 其生产方法按如下步骤进行 ：
1、 炼钢 ： 炼钢炉采用容量为 120 吨的转炉， 出钢量为 122 吨， 出钢温度 1654℃ ； 对 炼钢炉出来的钢水经 LF 钢包精炼炉进行二次精炼， 采用脱氧化渣、 升温、 成分调整、 钙处 理等常规方法， 使精炼结束后的钢水成分重量百分比控制为 ： C： 0.17 ％， Si ： 0.20 ％， Mn ： 0.57％， P： 0.020％、 S： 0.008％， Als ： 0.017％ ； 钢水温度 1589℃。
2、 连铸 ： 钢水过热度 25 ℃， 采用平板形结晶器， 该结晶器为液压振动， 铸坯拉速 1.3m/min， 铸坯厚度为 180mm。
3、 加热 ： 铸坯经过二冷段冷却后进入加热炉， 铸坯进炉温度 700 ℃、 出炉温度 1210℃， 铸坯停留时间 170min。
4、 粗轧 ： 铸坯出加热炉后， 经过高压水除鳞机去除表面氧化铁皮进入带立辊的可 逆粗轧机粗轧， 开轧温度 1140℃， 粗轧 5 道次， 总压下率为 81.3％， 然后进入热卷箱卷取。
5、 精轧 ： 中间坯出热卷箱除磷后， 进入七机架热连轧机组， 终轧温度 860 ℃， 热轧 厚度为 3.1mm， 相对压下率为 F1 ： 40.5％ ； F2 ： 39.5％ ； F3 ： 36.4％ ； F4 ： 26.1％ ； F5 ： 23.0％ ； F6 ： 18.8％ ； F7 ： 11.5％。
6、 冷却、 卷取 ： 层冷方式采用前段间隔冷却， 冷却速率 ： ≥ 23.0℃ /s ； 卷取温度为 646℃， 卷取后自然冷却。
7、 酸洗、 冷轧 ： 热轧卷开卷后进入酸洗槽， 酸洗速度 80m/min， 然后进入单机架冷 轧可逆轧机， 总压下率为 71％ ； 冷轧后卷取。
8、 热处理 ： 冷轧硬卷分条进入预热段， 预热段温度 443℃， 活套速度为 19m/s。
9、 成品性能 ： 抗拉强度 890Mpa， 伸长率 10％， 反复弯曲 10 次， 能够达到 V 级标准要 求。
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