[发明专利]一种瓶盖用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种瓶盖用钢及制造方法。

背景技术

瓶盖用钢对冷轧基料的成分及制造工艺要求苛刻，既需要有足够的强度，还需要冷轧后具备相应的延展性能，对板面质量的要求也非常严格。国内现有的瓶盖用钢一般成分为C：0.10-0.15％、Mn：0.4-0.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Si≤0.04％，此成分区间的钢处于包晶区，连铸工艺不易控制且易出现表面裂纹，最终造成过程成本增加并影响带钢成品质量。

为满足瓶盖用钢的性能要求，一般钢厂有两种生产方式：一种是按照包晶钢生产，但不易操作且易出现角部缺陷造成修复成本增加和质量风险；另一种是改善钢的成分，使C含量≤0.10％且提高Mn含量并加入少量Ti可以在保证力学性能的基础上避开包晶区，但此方法会造成冷轧带钢各向异性增加且提高成本。

P元素对大多数钢种来说属于有害元素，冶炼时需要控制到0.02％以下，但P元素在钢中有固溶强化作用，可增加钢的强度，在冷轧时改善钢的加工性能，且P元素在低含量时不存在包晶区。

发明内容

本发明目的在于提供一种瓶盖用钢及制造方法，通过改变成分设计和后期增加二次冷轧压下率的方法，使冷轧基料的性能符合使用要求，且在冶炼时避开包晶区，解决了铸坯表面易产生裂纹的缺陷，也能够改善瓶盖用钢在二次轧制后的机械加工性能。

本发明利用P元素代替C元素的强化作用并在平整时靠10-18％的变形量进一步提高带钢的机械加工性能，最终达到避开瓶盖用钢包晶区和优化冷轧带钢加工性能的目的，且降低了成本。

本发明的瓶盖用钢的熔炼成分以重量百分数计为：C：0.06-0.08％，Mn：0.4-0.6％，Si：≤0.04％，P：0.05-0.09％，S：≤0.02％，Als：0.015-0.055％，余量为Fe，经热轧、冷轧、退火后平整，以10-18％变形量轧制，获得需要的强度和加工性能。生产的工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)转炉冶炼时低枪位操作，使铁水温度迅速升温到1400℃以上，降低渣中氧化铁，抑制脱磷反应的进行，减少白灰用量至25Kg/t,降低了25％-30％的渣量，终点C控制在0.06-0.08％、P控制在0.05-0.09％、S≤0.02％，炉后加硅锰合金控制Mn含量在0.4-0.6％、Si含量≤0.04％，控制C含量在0.06-0.08％，控制Al含量在0.015-0.055％。

(2)连铸时中包过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，避免钢中P偏析。

(3)热轧的终轧温度控制在880±10℃，卷取温度控制在570℃±10℃；成品目标厚度为2.5-3.0mm。

(4)酸洗后冷轧，压下率88-92％，目标厚度0.27-0.28mm。

(5)轧后经全氢罩式炉退火，退火后平整，压下率10-18％，最终板厚0.23mm。

本发明的主要原理在于成分设计上利用P元素在钢种起固溶强化作用且具有细化晶粒的作用，退火后经大变形量轧制可获得符合要求的强度和机械性能。

磷在钢中起固溶强化和细晶强化作用提高钢的强度，0.1％的P可使屈服强度提高68MPa，并且不降低延伸率。P含量提高后在退火过程中变形织构变弱各向异性显著降低，所以在要求强度又要塑性的冷轧用钢中选用P元素代替部分C元素具有很大的优势。

转炉冶炼时由氧势图可知，碳、磷在1400℃上下氧化反应截然不同，高于1400℃后铁水中P的反应停止，几乎没有脱磷效果。脱磷过程加入白灰会形成3CaO.P₂O₅进入渣中来降低铁水中的磷含量，冶炼含磷钢时加25Kg/t的白灰，造成了渣量减少30％，再降低枪位吹炼，加快前期炉内反应，使炉内温度迅速升高到1400℃以上，抑制了脱磷反应的进行，可提高终点P含量。

P元素易在钢坯浇铸过程中形成中心偏析和晶间偏析，所以连铸过程要低温浇铸，过热度控制在10-25℃，开启电磁搅拌，使P元素在钢坯凝固过程中的尽可能的均匀弥散分布。

为获得晶粒细小且力学性能较好的带钢组织，需控制热轧带钢高温轧制和低温卷取。

为使平整后0.23厚的冷轧带钢具备瓶盖使用的机械性能，需要在退火后加大轧制量，P含量提高后基本消除了变形织构有利于带钢的均匀变形，再结合P元素在钢中的强化作用，使冷轧带钢获得良好的加工硬化性能和冷加工性能。