CN114934248A - 一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，属于钢铁生产技术领域，工艺流程路线为：炼钢→连铸→热连轧→连续酸洗镀锌；连续酸洗镀锌：包括拉矫破磷、酸洗、漂洗、加热、镀锌、光整、钝化、拉矫。镀锌后产品性能屈服强度≤290MPa，抗拉强度≤400MPa，伸长率≥31％，满足冰箱滑轨冲压成形要求。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是一种适用于冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法。
背景技术
冰箱滑轨分为外轨、中轨及内轨，主要使用厚度1.0mm-2.0mm，厚度公差±0.04mm的镀锌板。其表面质量要求高，镀锌表面不能有锌流纹、色差、划伤等缺陷；滚珠式滑轨降低噪音需求，表面粗糙度1.0μ以下；屈服强度260-300Mpa，抗拉强度360-420Mpa，延伸率30-39％，硬度要求66-73HRB，满足滑轨成型及耐磨要求。
目前行业内普遍采用冷基镀锌制备滑轨，但基于节能减排初衷，近年来不断在探究在滑轨领域使用热基镀锌板来代替冷基镀锌。如本公司申报的《基于连铸连轧线制造500MPa级别座椅滑轨用钢方法》(CN202110116290.6)用于生产1.5-3.0mm的热基板，可以实现2.0mm及以下薄规格。但是该种方法只能生产汽车座椅滑轨，屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥600MPa，断后伸长率A80为17～19％；《一种无锌花热镀锌板工艺》(CN202010246403.X)生产1.2-4.0mm格镀锌板，产品性能屈服强度≥350MPa，抗拉强度≥420MPa，伸长率≥14％。其原因在于，热基镀锌生产过程中不经再结晶退火工艺，且镀锌过程因析出强化、位错强化等因素，镀锌后强度偏高，屈服强度无法降低至300Mpa以下，延伸率普遍小于30％，表面粗糙度0.8-1.2μ，加工性能偏差，且镀锌后表面存在色差、亮斑，较冷基镀锌表面差，性能及表面参数无法家电行业冰箱滑轨应用。且由于厚度公差±0.09mm，厚度公差稳定性差，无法批量生产。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，针对2.0mm及以下薄规格热基镀锌产品，通过对基板成分设计及热轧、镀锌工艺优化，控制时效、组织及析出强化，实现普通冲压级别热镀锌产品的生产，满足冰箱滑轨用镀锌冲压板成型及表面质量要求，在家电滑轨行业上取代冷基产品，实现降本降耗。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，工艺流程路线为：炼钢→连铸→热连轧→连续酸洗镀锌；其特征在于，工艺步骤具体包括：
S1：炼钢；
S2：连铸：经过冶炼得到所需成分的钢水；
S3：热连轧：包括粗轧→感应加热→高压除鳞→精轧；其中精轧采用抛机架轧制、润滑轧制，终轧温度为870～910℃；
S4、连续酸洗镀锌：包括拉矫破磷、酸洗、漂洗、加热、镀锌、光整、钝化、拉矫；其中，所述的酸洗工序中基板呈现过酸洗状态；所述的加热工艺中，感应加热后温度530-550℃，均热缓冷后板温485-490℃，入锌锅板温462-467℃；拉矫破鳞机延伸率0.2-0.4％，镀后光整机延伸率0.7-0.9％，拉矫机延伸率0.2-0.3％，总延伸率1.4±0.2％。
进一步的，上述连铸中间包钢水成分为：C≤0.008％、Si：0.04～0.05％；Mn：0.06-0.10％；S：≤0.003％；P：≤0.015％；Ti：0.015～0.020％；N：≤0.003％，其余为Fe元素和不可避免的杂质。
进一步的，上述抛机架轧制具体为精轧由5架轧机改为4架轧机。
进一步的，上述的酸洗工序中的过酸洗参数为酸槽自由酸浓度90g/L-100g/L，酸洗温度80-95℃。
进一步的，上述的镀后光整、拉矫机延伸率和为0.9-1.3％。
进一步的，上述的镀后光整、拉矫机延伸率和为1.1±0.1％。
进一步的，上述的镀后光整采用光整辊为光面辊。
进一步的，上述的光面辊辊面原始粗糙度0.3-0.5μ。
进一步的，上述的钝化采用无铬酸钝化。
与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
1、提供连续酸洗镀锌产线生产冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，镀层结合力优异，表面质量同冷基镀锌相当，光面镀锌产品表面粗糙度0.3-0.6μ，产品表面质量良好；
2、降低热基镀锌板强度和提高热基镀锌板延伸率，镀锌后产品性能屈服强度≤290MPa，抗拉强度≤400MPa，伸长率≥31％，满足冰箱滑轨冲压成形要求；
3、生产1.0mm-2.0mm厚度规格的冰箱滑轨用钢，性能及尺寸偏差稳定，厚度公差控制在±0.03mm。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明提供一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，采用连续酸洗镀锌联合机组生产冰箱滑轨用热基镀锌板。该种方法也可以拆解成两步，先基于连续热轧生产线生产的热基镀锌原料，然后进入镀锌工序进行生产，最后获得冰箱滑轨用热基镀锌板。
本发明技术方案铁水成分及设计范围为(wt％)：C≤0.008％、Si：0.04～0.05％；Mn：0.06-0.10％；S：≤0.003％；P：≤0.015％；Ti：0.015～0.020％；N：≤0.003％。其余为Fe元素和不可避免的杂质。
本发明关键成分控制C、Ti控制说明:
C：碳元素能溶解在钢中形成固溶体，可以起到了固溶强化作用，但随着碳含量的增加，塑性和焊接性能降低；相反，降低碳含量可以提高钢的塑性。为得到更高延伸率的亚共析钢。在本发明中C含量控制在≤0.008％。C含量控制在≤0.008％超出预期，需转炉终点C及出钢温度控制、RH炉真空处理、LF炉无损电极应用及温度控制相结合。
Ti：钛是钢中强碳氮化物形成元素，在连铸及冷却阶段，发生TiN和Ti4C2S2粒子的液态析出和固态析出；在轧制阶段，发生TiC在奥氏体中的形变诱导析出；在冷却和卷取阶段同样发生TiC的析出。Ti含量的加入可以有效抑制钢的时效变化。本发明中Ti含量控制在0.015～0.020％。
本发明中对于C、Ti量的关系具有要求：加入Ti强碳、氮化物形成元素，使钢中碳、氮原子绝大部分固定为碳氮化物以保证钢板的冲压性能，而C≥0.01以上时，余量部分容易造成部分TiC析出强化，不利于降低强度和钢板的冲压成型性。
本发明的一种工艺模式是采用连铸连轧轧制模式生产热基镀锌原料，工艺流程路线为：炼钢→连铸→粗轧→感应加热→高压除鳞→精轧→层流冷却→卷取。最后获得厚度1.0-2.0mm热基镀锌原料。
工艺步骤包括：
S1：炼钢
具体包括：转炉→LF炉处理→RH真空炉处理。
转炉：终点C 0.030-0.060％，出钢氧550-800ppm，出钢温度≥1630℃；
LF炉：LF处理前检查电极，使用无裂纹、无破损的电极，送电时间≤20min，温度控制：LF精炼出站按1640℃-1650℃控制。
RH真空炉处理：RH到站温度：≥1635℃；到站渣厚≤200mm。真空循环3min后开始吹氧脱碳，根据进站样C计算吹氧量，一次完成吹氧，吹氧开始后3min定氧。真空度≤2mbar(真空阀后压力)，保持时间≥6min；真空处理时间：≥20min。加铝脱氧前：[C]≤20ppm，[O]＝200-350ppm。
S2：连铸
连铸中包覆盖剂：下层均采用高碱度低碳覆盖剂，(FeO+MnO)≤3％；结晶器保护渣：低碳保护渣。经过冶炼得到所需成分的钢水，连铸中间包成分及设计范围为(wt％)：C≤0.008％、Si：0.04～0.05％；Mn：0.06-0.10％；S：≤0.003％；P：≤0.015％；Ti：0.015～0.020％；N：≤0.003％。其余为Fe元素和不可避免的杂质。
浇注速度快，效率高是短流程产线的最主要特征之一,拉速太高，轧线温度高，表面氧化控制难度大；浇注拉速慢，生产过程温降大，轧制负荷加大，且终轧温度难以保证。因此，浇注拉速控制在5.3～5.6m/min。
冶炼所得钢水进入连铸机获得铸坯；
S3：热连轧
具体包括：粗轧→感应加热→高压除鳞→精轧。
粗轧：铸坯不经均热炉加热直接进行热轧，热轧粗轧入口温度提高至990-1020℃，粗轧出口保证980-1000℃。
精轧：
(1)采用抛机架轧制，具体为精轧由5架轧机改为4架轧机(抛去F5)；
(2)实际终轧温度(F4出口)为870～910℃。较常规无头轧制终轧温度提高40-50℃，其目的在于避免两相区轧制；
(3)热轧精轧机工作辊采用高速钢轧辊，轧制公里数≤110KM，控制基板表面无亮斑及色差；
(4)采取轧制润滑，1.2mm以下薄规格平均轧制力25000KN减小到19000-21000KN，1.0-2.0mm平均轧制力减小15-20％，控制无头轧制薄规格精轧机轧制力负荷。
S4：层冷卷取
层流冷却改为后段冷却，高温卷取为保证精轧后晶粒的充分长大及固溶物的析出，进一步提高产品韧性和降低时效，卷取温度700-720℃。
作为镀锌基料的热轧带钢要求1.0-2.0mm、平直度≤200I，不得存在氧化铁皮凹坑等缺陷。然后热基镀锌原料进入镀锌工序进行生产，最后获得厚度1.0-2.0mm冰箱滑轨用热基镀锌板。
本发明的另外一种方式是采用连铸连轧产线与连续酸洗镀锌联合机组(PGL)直接生产冰箱滑轨用热基镀锌板，主要利用炼钢→连铸→连轧→PGL镀锌。PGL镀锌包括通过连续酸洗镀锌生产线进行拉矫、破磷、酸洗、漂洗、加热、镀锌、光整、钝化、拉矫、卷取生产热镀锌卷板。无需经冷轧及连退工艺，可直接由热轧目标厚度进行热镀锌生产，实现“以热代冷”，具有可观的经济效益及重大的社会意义。
S1、炼钢：同上。
S2、连铸：同上。
S3、热连轧：同上。
S4、连续酸洗镀锌
将S3所得的带钢进入PGL酸镀连续产线经过拉矫破磷、酸洗、漂洗、加热、镀锌、光整、钝化、拉矫、卷取制得热基镀锌卷板。
所述的酸洗工序中，酸槽自由酸浓度90g/L-100g/L，酸洗温度80-95℃；漂洗水温45-55℃，电导率30-50ms/cm。本发明较常规酸洗自由酸浓度提高15-30g/L，酸洗温度15-30℃，基板呈现过酸洗状态。
所述的加热工艺中，感应加热后温度530-550℃，均热缓冷后板温485-490℃，入锌锅板温462-467℃，感应加热炉露点：-50℃以下，炉压：0.4-1.0mbar，氢气含量＞9％，确保镀前基板充分还原。感应加热有集肤效应，本发明加热热基镀锌提高30℃，增加均热缓冷工艺，基板温度均匀，确保镀前基板充分还原，保证基板表面质量及镀后锌层附着力，增加均热缓冷工艺，确保镀前基板充分还原，且入锌锅板温需要控制在较低水平。
所述的生产线采用单平整+双拉矫工艺，酸洗前破鳞为酸液清洗掉氧化铁皮提供了良好的界面；卷取前拉矫，获得良好的板形。具体参控为：拉矫(破鳞)机延伸率0.2-0.4％，镀后光整机延伸率0.7-0.9％，拉矫机延伸率0.2-0.3％，总延伸率1.4±0.2％。平整工序位于感应加热前，平整增加位错密度，加热过程中，处于间隙位置的固溶间隙原子在较高温度下激活，运动能力大幅度提高，在位错应力场作用下向缺陷处聚集。由于可动位错的运动受到阻碍，因此须施加更大的力才能够使可动位错摆脱间隙原子的钉扎或者拖曳间隙原子一起运动，宏观上就表现为屈服强度的提高。因此抛加热前平整，能够控制烘烤硬化造成的性能变化。镀后光整+拉矫机延伸率0.9-1.3％，优化方案为1.1±0.1％，破坏镀锌后钢板C、N钉扎作用，降低屈服强度的同时，获得光整光面辊的轧制力1000-1200KN要求及板形控制要求。
所述的镀锌工艺中，锌锅中锌液成分：Zn＞99％，Al：0.20-0.30％，Sb≤0.02％，Fe≤0.03％，其它≤0.015％，锌液温度：460℃±2℃。
所述的镀后光整采用光整辊为光面辊，辊面原始粗糙度0.3-0.5μ，可实现冰箱滑轨行业表面粗糙度客制化要求。
所述的钝化采用无铬酸钝化，满足家电环保要求。
为了更好地比较本申请和现有技术，进行了对比试验。
实施例1～3为本申请成分设计和本申请的直接生产冰箱滑轨用热基镀锌板的技术。实施例4为采用连铸连轧轧制模式生产热基镀锌原料，而非最终产品。
对照组采用《一种无横折缺陷的300MPa级低碳热轧钢生产方法》(CN202011195998.7)中的钢水成分设计；结合《一种无锌花热镀锌板工艺》(CN202010246403.X)中的生产工艺。
1.各组镀锌基板成分设计：
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Ti | N | B |
| 实施例1 | 0.0078 | 0.045 | 0.076 | 0.012 | 0.003 | 0.016 | 0.0013 | - |
| 实施例2 | 0.0067 | 0.050 | 0.085 | 0.008 | 0.001 | 0.0180 | 0.0024 | - |
| 实施例3 | 0.0080 | 0.043 | 0.068 | 0.015 | 0.001 | 0.0172 | 0.0030 | - |
| 实施例4 | 0.0059 | 0.040 | 0.098 | 0.013 | 0.002 | 0.0168 | 0.0017 | - |
| 对照组 | 0.012 | 0.10 | 0.18 | 0.009 | 0.002 | - | 0.0050 | 0.002 |
2.各组生产参数控制参见下表：
3.各组在延伸方面的参数控制参见下表：实施例1～3为单平整+双拉矫工艺，对照组为双平整设置：
对比结果见下表：
由上述结果可以看出，实施例1-3使用本发明的方法直接生产冰箱滑轨用热基镀锌板，镀层结合力优异、产品表面质量良好，镀锌后产品性能屈服强度≤290MPa，抗拉强度≤400MPa，伸长率≥31％；表面质量同冷基镀锌相当，光面镀锌产品表面粗糙度0.3-0.6μ；性能及尺寸偏差稳定，镀层结合力优异。而实施例4所得的厚度1.2mm的热基镀锌原料，进入传统酸洗镀锌产线，无法生产符合冰箱滑轨使用规范的热基镀锌板，屈服强度290-350Mpa，抗拉强度360-420Mpa，延伸率23-32％。
而将现有技术中的低强成分设计和薄板镀锌方法结合所得对照组，并不能稳定生产1.2mm厚度规格热基镀锌板，尺寸偏差不稳定，厚度公差达到±0.06mm。且屈服强度339MPa，延伸率27％，制作滑轨冲压成形，变形较大部位容易开裂，表面质控结果不合格，无法作为冰箱滑轨生产使用。
需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，工艺流程路线为：炼钢→连铸→热连轧→连续酸洗镀锌；其特征在于，工艺步骤具体包括：
S1：炼钢；
S2：连铸：经过冶炼得到所需成分的钢水；
S3：热连轧：包括粗轧→感应加热→高压除鳞→精轧；其中精轧采用抛机架轧制、润滑轧制，终轧温度为870～910℃；
S4、连续酸洗镀锌：包括拉矫破磷、酸洗、漂洗、加热、镀锌、光整、钝化、拉矫；其中，所述的酸洗工序中基板呈现过酸洗状态；所述的加热工艺中，感应加热后温度530-550℃，均热缓冷后板温485-490℃，入锌锅板温462-467℃；拉矫破鳞机延伸率0.2-0.4％，镀后光整机延伸率0.7-0.9％，拉矫机延伸率0.2-0.3％，总延伸率1.4±0.2％。
2.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述连铸中间包钢水成分为：C≤0.008％、Si：0.04～0.05％；Mn：0.06-0.10％；S：≤0.003％；P：≤0.015％；Ti：0.015～0.020％；N：≤0.003％，其余为Fe元素和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述抛机架轧制具体为精轧由5架轧机改为4架轧机。
4.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的酸洗工序中的过酸洗参数为酸槽自由酸浓度90g/L-100g/L，酸洗温度80-95℃。
5.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的镀后光整、拉矫机延伸率和为0.9-1.3％。
6.根据权利要求5所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的镀后光整、拉矫机延伸率和为1.1±0.1％。
7.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的镀后光整采用光整辊为光面辊。
8.根据权利要求7所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的光面辊辊面原始粗糙度0.3-0.5μ。
9.根据权利要求1所述的冰箱滑轨用热基镀锌板的生产方法，其特征在于：所述的钝化采用无铬酸钝化。
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