热水器内胆用高强度冷轧钢板及其连续退火工艺

摘要

本发明公开了一种热水器内胆用高强度冷轧钢板，其主要化学成分的重量百分比为：C：0.04～0.1％；Si≤0.06％；Mn：0.5～1％；P≤0.045％；S≤0.035％；Al：0.02～0.08％；Nb：0.015～0.06％；Ti：0.015～0.075％；N≤0.005％。本发明还公开了该高强度冷轧钢板制造工艺过程中的连续退火工艺。采用上述技术方案，保证了低碳型电加热水器内胆用钢屈服强度≥380MPa、延伸率≥20％，并在860℃搪瓷保温10分钟后，其屈服强度≥320MPa，满足10万次1～10kg循环水压疲劳试验，同时保证良好的板形、表面质量、搪瓷性能和焊接性能。

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业生产的技术领域，涉及冷轧钢板的材料及其制造工艺技术，更具体地说，本发明涉及一种热水器内胆用高强度冷轧钢板。另外，本发明还提供了该冷轧钢板制造工艺过程中的连续退火工艺。

背景技术

微合金、低合金高强度钢是30多年来发展和形成的一类钢种系列，1992年这类钢在我国的产量已达到1308.8万吨，占钢材总量的16.2％。该类钢目前以热轧为主，并根据合金成分的不同，发展不同的低合金钢。随着汽车和家电行业的迅猛发展，低合金高强钢在冷轧领域也是进步迅速，并在此基础上开发出了双相DP、多相TRIP等先进高强度钢。

连续退火工艺由于其具有生产节奏快、产量高、工艺灵活、产品种多样化、生产成本低以及产品表面质量好等优点，是高质量、高附加值冷轧薄板退火处理的首选工艺。世界上第一条完备的冷轧钢板立式连续退火生产线于1972年在日本新日铁君津钢厂投入工业生产，如今在世界上有100多条连续退火生产线相继投产。在一些工业发达的国家，用连续退火工艺生产的冷轧板占总量的80％以上。

目前连续退火技术的主要发展趋势是：

1、生产超深冲软质钢板，如EDDQ、SEDDQ；

2、生产高强度钢，如生产析出强化、固溶强化、相变强化、烘烤硬化、塑性变形诱发相变及相变强化与析出强化相结合的高强度钢等；

3、超薄带钢生产，如0.10mm左右的镀锡板等；

4、高速冷却技术，快速冷却是连续退火技术的核心技术，也是对成品有至关重要的影响。

2000年以来电热水器发展迅速，尤其是高层住宅的兴起，电热水器越来越受消费者的青睐。由于贮水内胆损坏难以修复，因此从电热水器的构造来看，电热水器“内胆”是最为重要的部件。搪瓷电热水器内胆表面的瓷釉为非金属材料，既不生锈，也无水垢，有较强的耐压能力，所以，搪瓷电热水器内胆是比较理想的内胆。但如果搪瓷的基材选用普通的碳素钢板，就易发生鱼鳞爆、耐压性差、搪瓷脱落等问题，所以目前市场上大多选用低合金高强度钢制造搪瓷内胆。

中国专利号为200610030831.9的《一种静电搪瓷用热轧高强度钢版及其制造方法》，阐述了通过成分控制和控轧控冷，实现细晶强化、固溶强化和析出强化，得到能够满足搪瓷内胆生产的钢板。其成分要求是(按质量数)：C：0.02～0.1％、Si≤0.1％、Mn：0.2～1.5％、P：≤0.035％、S：≤0.035％、Al：0.01～0.1％、N：0.001～0.01％、Ti：0.01～0.1％、Nb：0.001～0.1％、余量为Fe和不可避免杂质。

中国专利号为200810047087.2的《高强度热水器内胆用钢及其生产方法》，同样也表明通过成分控制和控轧控冷，可以生产高强度热水器内胆用钢，其成分要求是(按质量数)：C：0.02～0.15％、Si≤0.04％、Mn：0.50～0.90％、P：≤0.070％、S：≤0.015％、Als：0.005～0.070％、Ti：0.005～0.060％、余量为Fe和不可避免杂质。

这两种发明钢能够满足电热水器内胆的制造，但存在一些不足：

1、热轧钢板表面质量较差，生产内胆前必须经过深度喷丸，以彻底消除热轧钢板表面的氧化铁皮。

2、热轧钢板板面不够平整，钢板成形后焊缝对齐困难，给焊接造成很大困难。

此外，随着热水器内胆向着薄规格产品发展，同时由于薄规格的热轧钢板的生产困难，加重了高质量热水器内胆和热轧电热水内胆用钢的供求矛盾。

因此，将钢板酸洗冷轧后，通过连续退火的方法制备电加热热水器内胆不但可以提高内胆的表面质量，还可以缓解内胆用钢的供求矛盾。但是目前，尚未有资料表明可以稳定生产低硅型电加热热水器内胆用钢的连续退火工艺。

发明内容

本发明首先要解决的问题是提供一种热水器内胆用高强度冷轧钢板，其目的是提高产品质量、工艺性能及生产效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供热水器内胆用高强度冷轧钢板，为低硅型电加热热水器内胆用高强度冷轧钢板，该冷轧钢板的主要化学成分的重量百分比为：

C：0.040％～0.100％；Si≤0.060％；Mn：0.50％～1.00％；P≤0.045％；S≤0.035％；Al：0.020％～0.080％；Nb：0.015％～0.060％；Ti：0.015％～0.075％；N≤0.005％。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了所述的热水器内胆用高强度冷轧钢板制造工艺过程中的连续退火工艺，其技术方案是：

所述的连续退火工艺的主要技术参数为：

退火/均热温度：740℃～780℃；

缓冷温度：620℃～680℃；

快冷温度：380℃～440℃；

过时效温度：330℃～370℃；

连续退火工艺段的速度：120m/min～200m/min。

更进一步地，本发明还提供了所述的高强度冷轧钢板的制造工艺过程和工艺内容，其技术方案是：

1、铁水预处理：要求前扒渣和后扒渣；铁水脱硫后要求目标为：S≤0.005％；

2、转炉冶炼：出钢进行脱氧合金化，同时加强出钢挡渣操作；

3、合金微调站：加入小铝粒并进行强搅操作，对钢包顶渣初步还原；

4、LF炉精炼：C、Mn的含量调整至所述的重量百分比的目标值，并保证喂钙线前后的总弱搅时间不小于11min；

5、连铸：中包目标温度控制在液相线温度以上15℃～30℃；

6、铸坯出炉温度控制在1180℃～1220℃；

7、终轧温度控制在875℃～905℃；

8、卷取温度控制在585℃～615℃；

9、所述的连续退火工艺：该工艺段的速度保证钢板的退火时间和冷却速度。

本发明采用上述技术方案，通过合理的化学成分设计，配合连续退火工艺，保证低碳型电加热水器内胆用钢屈服强度≥380Mpa、延伸率≥20％，并在860℃搪瓷保温10分钟后，其屈服强度≥320Mpa，满足10万次1～10kg循环水压疲劳试验，同时保证良好的板形、表面质量、搪瓷性能和焊接性能。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明是可以应用于以低硅型电加热热水器内胆为代表的高强度冷轧钢板，以及其制造工艺过程中的连续退火工艺。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高产品质量、工艺性能及生产效率的发明目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供热水器内胆用高强度冷轧钢板，为低硅型电加热热水器内胆用高强度冷轧钢板，该冷轧钢板的主要化学成分的重量百分比为：

C：0.040％～0.100％；Si≤0.060％；Mn：0.50％～1.00％；P≤0.045％；S≤0.035％；Al：0.020％～0.080％；Nb：0.015％～0.060％；Ti：0.015％～0.075％；N≤0.005％。

本发明还提供了所述的热水器内胆用高强度冷轧钢板制造工艺过程中的连续退火工艺，其技术方案是：

所述的连续退火工艺的主要技术参数为：

退火/均热温度：740℃～780℃；

缓冷温度：620℃～680℃；

快冷温度：380℃～440℃；

过时效温度：330℃～370℃；

连续退火工艺段的速度：120m/min～200m/min。

本发明通过合理的化学成分设计，配合连续退火工艺，能够获得屈服强度≥380Mpa、延伸率≥20％，并在860℃搪瓷保温10分钟后屈服强度≥320Mpa，满足10万次1～10kg循环水压疲劳试验，同时保证良好的板形、表面质量、搪瓷性能和焊接性能。此外，对于生产工艺没有过高的要求，操作具备可行性。

更进一步地，本发明还提供了所述的高强度冷轧钢板的制造工艺过程和工艺内容，其技术方案是：

1、铁水预处理：要求前扒渣和后扒渣；铁水脱硫后要求目标为：S≤0.005％；

2、转炉冶炼：出钢进行脱氧合金化，同时加强出钢挡渣操作；

3、合金微调站：加入小铝粒并进行强搅操作，对钢包顶渣初步还原；

4、LF炉精炼：C、Mn的含量调整至所述的重量百分比的目标值，并保证喂钙线前后的总弱搅时间不小于11min；

5、连铸：中包目标温度控制在液相线温度以上15℃～30℃；

6、铸坯出炉温度控制在1180℃～1220℃；

7、终轧温度控制在875℃～905℃；

8、卷取温度控制在585℃～615℃；

9、所述的连续退火工艺：该工艺段的速度保证钢板的退火时间和冷却速度。

连续退火工艺的设计原理为：

退火/均热温度主要促使冷轧后的钢板破碎的晶粒形成再结晶组织，同时控制钢种析出物的形貌和分布，此外在两相区退火可以避免晶粒长大，保证钢板强度和塑性；

缓冷温度和快冷温度，要求让退火时处于两相区的钢板以较快的温度下降速度冷却，形成较小的铁素体和珠光体颗粒，有利于晶粒的细化。

过时效温度进一步促进钢中固溶C的析出，有利于钢板在冲制热水器内胆时的成形能力。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。