馬口鐵基板的煉鋼生產技術教學課件PPT.ppt

馬口鐵基板 煉鋼生產技術,重慶鋼鐵股份有限公司煉鋼廠 何宇明,2012.04.06,各位領導、各位同仁、同志們：,早上好！,馬口鐵名稱由來,早期稱洋鐵 (tin plate)，正式名稱應為鍍錫鋼片。因為中國第一批洋鐵是于清代中葉自澳門 (macau)進口，澳門當時音譯馬口，故中國人一般稱之為馬口鐵1。,3,馬口鐵是表面鍍有一層錫的鐵皮， 它不易生銹，又叫鍍錫鐵。,這種鍍層鋼板在中國很長時間稱為“馬口鐵”，有人認為由于當時制造罐頭用的鍍錫薄板是從原廣東省澳門（英文名macao可讀作馬口）進口的，所以叫“馬口鐵”。,4,也有其他說法，如中國過去用這種鍍錫薄板制造煤油燈的燈頭，形如馬口，所以叫“馬口鐵”。“馬口鐵”這個名稱不確切，因此，1973年中國鍍錫薄板會議時已正名為鍍錫薄板，正式文件不再使用“馬口鐵”這個名稱。,5,馬口鐵,馬口鐵其中sn是鍍層，馬口鐵又叫鍍錫鐵。馬口鐵是電鍍錫薄鋼板的俗稱，英文縮寫為spte，是指兩面鍍有商業(yè)純錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶。錫主要起防止腐蝕與生銹的作用。它將鋼的強度和成型性與錫的耐蝕性、錫焊性和美觀的外表結合于一種材料之中，具有耐腐蝕、無毒、強度高、延展性好的特性。,6,馬口鐵起源,馬口鐵起源于波希米亞（今捷克和斯洛伐克境內）。該地自古就盛產金屬，工藝先進，且懂得利用水力從事機器制造，從14世紀起就開始生產馬口鐵。在很長一般時期內，這里一直是世界上馬口鐵的主要產地。當時馬口鐵主要用來制造餐具和飲具。后為第一次世界大戰(zhàn)各國軍隊制成大量鐵制容器（罐頭）而延用到今。,7,馬口鐵特性優(yōu)點,不透光性 光線除了會引發(fā)食品的劣變反應之外，也會引起蛋白質和氨基酸的變化。而維生素c受到光線照射更容易使其與其它食品成份作用，以致大量流失。,8,據研究分析顯示，透明玻璃瓶裝的牛奶，維他命c 的損失量比深色瓶裝的牛奶高14倍，光亦會使牛奶產生氧化異味，以及核素、甲硫氨酸等裂解而損失營養(yǎng)價值，馬口鐵罐的不透光使得維他命c的保存率最高。,9,良好的密封性,包裝容器對空氣及其它揮發(fā)性氣體的阻隔性對營養(yǎng)成份及感官品質的保存非常重要。比較各種果汁包裝容器證明，容器的氧氣透過率直接影響果汁的褐變及維他命c的保存；氧氣透過率低的金屬罐、玻璃瓶和鋁箔膠積層、紙盒對維他命c 的保存較好，其中又以鐵罐最佳。,10,錫的還原作用,馬口鐵內壁的錫會與充填時殘存于容器內的氧氣作用，減少食品成份被氧化的機會。錫的還原作用，對淡色水果、果汁的風味和色澤有很好的保存效果，因而使用不涂漆鐵罐裝的果汁罐要比其它包材裝的果汁罐營養(yǎng)保存更好，褐變更輕微，風味品質的接受性較好，貯存期限因而延長。,11,提供有效鐵的來源,馬口鐵罐裝食品，除少數淡色水果及果汁罐頭外，大都使用內部涂漆的空罐，以提高容器的耐蝕特性；由于金屬的電化學作用，涂漆罐裝罐頭食品于貯存中會有少量的鐵溶出，以二價鐵形態(tài)存在于密封的罐頭食品中，很容易被人體吸收，含量大約1 至1010-4%。,12,以水果蔬菜產品而言，原料本身含鐵量并不多，鐵罐產品以每罐 350 ml的飲料罐，鐵含量 5 10-4%計算，每罐可提供1.75mg鐵，約為人體每日攝取量18mg的十分之一。若上述果蔬汁飲料罐中含有豐富的維他命c ，則鐵更容易被吸收，因而鐵罐裝食品飲料不失為一個鐵的很好來源，對于鐵罐食品提供營養(yǎng)的意義更為深遠。,13,因為具有這些屬性，因此馬口鐵罐提供一個除了熱以外，完全隔絕環(huán)境因素的密閉系統(tǒng)，避色食品因光、氧氣、濕氣而劣變，也不因香氣透過而變淡或受環(huán)境氣味透過污染而變味，食品貯存的穩(wěn)定度優(yōu)于其它包裝材質，維他命c 的保存率最高，營養(yǎng)素的保存性亦最好。,14,用途推廣,15,馬口鐵的應用非常的廣泛，從作為食品及飲料的包裝材到油脂罐、化學品罐以及其它的雜罐，馬口鐵的優(yōu)點及特點提供內容物在物理及化學性質上很好的保護。,馬口鐵可以確保食品的衛(wèi)生，將腐敗的可能性降到最低，有效阻絕健康上的危險，同時也符合現(xiàn)代人在飲食上方便、快速的需求，是茶葉包裝，咖啡包裝，保健品包裝，糖果包裝，香煙包裝，禮品包裝等食品包裝容器首選。,17,飲料罐,馬口鐵罐可用于填充果汁、咖啡、茶類及運動飲料，也可填裝可樂、汽水、啤酒等飲料。而馬口鐵罐的可高度加工性使其罐型變化多，無論高、矮、大、小，或方、或圓，均可滿足現(xiàn)今飲料包裝多樣化的需求及消費者嗜好。,18,油脂罐,光線會引發(fā)及加速油脂的氧化反應，降低營養(yǎng)價值，也可能產生有害物質，更嚴重的是破壞油脂性的維他命，特別是維生素d和維生素a。 而空氣中的氧氣則促使食品油脂氧化，降低蛋白質的生物質，破壞維生素，而馬口鐵不透光性及密封空氣的隔絕效果，正是包裝油脂食品的最佳選擇。,19,化學品罐,馬口鐵材質堅固、保護性好，不變形、耐震、耐火，是化學品的最佳包裝材料。 噴霧罐 可耐高溫及高壓的馬口鐵罐，特別適合高壓充填之噴霧罐。,20,干雜罐,罐形多變以及印刷精美的餅干桶、文具盒以及奶粉罐皆是馬口鐵的產品。,21,自馬口鐵問世以來，就一直向減薄的方向發(fā)展。一是少用錫，甚至不用錫（鍍鉻鐵），一是減薄馬口鐵的基板厚度。目的都是為了適應制罐產品的變化和降低制罐的成本。 由50年代的熱浸馬口鐵發(fā)展到目前的電鍍馬口鐵，現(xiàn)我國已看不到熱浸馬口鐵在制罐上的使用了。這是人共皆知的愿望。,22,基板減薄,目前在我國已使用0.15mm馬口鐵進行制蓋。 有的冷軋板公司已宣布能生產0.12mm冷軋板用于制蓋行業(yè)。因此，基板減薄，增強硬度的二次冷軋馬口鐵是制罐（蓋）行業(yè)的發(fā)展方向。,23,世界上馬口鐵的調質度等級列表如下：表1 二次冷軋馬口鐵：,世界上馬口鐵的調質度等級列表如下： 二次冷軋馬口鐵：,24,表2 一次冷軋馬口鐵：,25,對于同一罐型來說，可用二次冷軋馬口鐵進行以薄代厚，提高馬口鐵的利用率。,27,鍍鉻鐵,即無錫薄鋼板，自上世紀80年代推廣到我國以來，一直處于徘徊狀態(tài)，直至2000年以后才得到普遍的應用，甚至在近年會出現(xiàn)鍍鉻鐵價格比鍍錫鐵貴的局面，其原因是鍍鉻鐵在印鐵涂料的加工性能明顯優(yōu)于鍍錫鐵。隨著涂料鐵的廣泛使用，特別在瓶蓋方面，鍍鉻鐵更受人們的重視了，鍍鉻鐵的特點是：,28,（1） 基板的制罐加工和耐腐蝕性能與馬口鐵的基板相同； （2） 涂料加工中，不必考慮象馬口鐵的熔錫問題，可采用較高的烘烤溫度，提高印涂生產效率； （3） 對涂膜的附著力，優(yōu)于馬口鐵；,29,（4） 其表面是一層極薄的金屬鉻層和水合氧化鉻層，厚度僅為馬口鐵錫層的1%左右。因此，極易生銹。所以，不進行涂料加工，就沒有鍍鉻鐵的實用價值。 （5） 因為是無錫薄板，所以節(jié)省了錫資源，符合馬口鐵的發(fā)展方向。,30,馬口鐵的硬度測試,馬口鐵的硬度測試以往大多采用臺式表面洛氏硬度計，采用普通鋼質平測砧，測試hr30t硬度。,31,由于關于馬口鐵的國家標準gb/t2520-2000開始采用了國際上通用的hr30tm硬度表示方法，因此國內已開始采用金剛石測砧、測試馬口鐵的hr30tm硬度值。,32,但是，測試hr30tm硬度需要一個金剛石測砧，而國產的洛氏硬度計很少有這種配件可以選購。由于合適的金剛石測砧難以買到，臺式的表面硬度計又比較貴。,33,因此，hr30tm硬度表示方法在國內馬口鐵行業(yè)的應用還行不普遍。特別是在馬口鐵的使用廠家方面，盡管人們也意識到馬口鐵的硬度很重要，它要關系到加工產品的質量，關系到生產效率和企業(yè)效益。但是多數企業(yè)都沒有對購進的馬口鐵材進行硬度復檢。,34,基于國際環(huán)境管理標準iso-14000 推行，具有低污染、可回收、省資源特性的馬口鐵罐，在未來包裝用途上，將有更寬廣的發(fā)展空間。,35,工業(yè)發(fā)展,17世紀，英、法、瑞典都曾希望建立自己的馬口鐵工業(yè)，但由于需要大筆資金。所以遲遲未得到發(fā)展。直到1811年，布萊恩唐金和約翰霍爾開辦馬口鐵罐頭食品之后 ，馬口鐵制造才大規(guī)模發(fā)展起來。如今全世界每年產錫約25萬噸，三分之一以上用來制造馬口鐵，其中大部分用于罐頭食品業(yè)。,36,發(fā)展簡史,1810年：世界第一只馬口鐵罐由英國人發(fā)明，并取得專利。當時一位制罐專家一天可做60只空罐。 1847年：美國發(fā)明制罐機器，代替人工。 1900年：發(fā)明電焊機。,37,1965年：鋁易開蓋開始使用于制罐。 1973年：鐵易開蓋開始使用于制罐。 1990年：制罐技術提升到每分鐘生產 1,000罐以上。,38,我國從上個世紀八十年代初開始引進鋁制易拉罐生產線，直到1998年上海寶翼制罐有限公司投產為止，金屬二片罐(di罐)市場一直是鋁制易拉罐一統(tǒng)天下。鋁具有優(yōu)良的加工成型性，故特別適用于生產易拉罐，但鋁的精煉耗電量極大，且有報道稱人體攝取過量的鋁易患老年癡呆癥，因此取代鋁是人們的愿望。,39,dl罐,即全鋁飲料罐,是用鋁合金薄板經深沖(drawn)和變薄拉伸(ironed)而成,故稱dl罐。又由于整個容器是由罐蓋和罐體(帶底的無縫罐身)兩片材料組成,因而又名兩片罐。目前全鋁飲料dl罐的容積常見的有250、350、500、750和i000ml等數種。,國外在上個世紀八十年代就研究成功了di罐用鍍錫板，并在歐洲、日本等地區(qū)占了相當大的市場份額。顯然di用鍍錫板要取代di用鋁板就必須要求di用鍍錫板的使用性能達到或超過di用鋁材，因此研究di用鍍錫板的使用性能有非常重要的意義2。,41,鍍錫板將鋼的強度和成形性同錫的耐蝕性、錫焊性和美觀的外表結合于一種材料之中，具有良好的抗腐蝕性能。 鍍錫板的最大用途是用于食品包裝，原因是鍍錫板無毒、重量輕、強度高、耐蝕性好并且易于加工成形。鍍錫板也用于制作包裝油類、潤滑脂、涂料、化學品以及其它產品用的容器，噴霧罐和各種瓶蓋3。,42,鍍錫板始于公元14世紀，采用熱浸鍍錫。17世紀末軋鋼技術的發(fā)明，使英國建立了蓬勃發(fā)展的鍍錫板生產工業(yè)，并在19世紀的大部分時間內為世界提供了大量的鍍錫板。19世紀中期的英國，電沉積堿性鍍錫代替了熱浸鍍錫。 幾乎早期的所有鍍液中都含有氯化亞錫和苛性堿，并含有一些復雜的試劑，如焦磷酸鹽或酒石酸。所有這些溶液均不穩(wěn)定，并且只能形成非常薄的鍍錫層，略好于采用簡單的浸鍍法獲得的鍍層。4,43,20世紀20年代，美國開發(fā)了可靠的酸性和堿性鍍錫方法，其鍍錫板的產量超過了英國。到1940年，美國在鍍錫板生產領域占有絕對優(yōu)勢。第二次世界大戰(zhàn)到1960年，鍍錫板生產快速發(fā)展，美國和英國的絕對優(yōu)勢已相對減弱，歐洲、北美洲、亞洲鍍錫板發(fā)展加快。1960年以后，鍍錫板生產有了更廣泛的發(fā)展，熱鍍錫機組基本淘汰，其能力已不足總生產能力的1。,44,在歐洲，20世紀中后期，除了英國的鍍錫板生產比較穩(wěn)定外，其他國家有了快速的發(fā)展。法國和德國的鍍錫板工業(yè)從20世紀50年代以來，一直穩(wěn)步發(fā)展，2000年鍍錫板產量分別占世界總產量的7.5和6.3。至2004年，整個歐洲鍍錫板的年產量達687萬t，而2004年英國鍍錫板的年產量只有67萬t。20022006年，德國鍍錫板的年產量穩(wěn)步提升(圖1所示)，成為歐洲產量最多的國家，其2006年年產量136萬t，而法國110萬t，英國42萬t。,45,當然，這與各國鍍錫板消費情況和出口量有關，德國的鍍錫板年出口量由2002年66.7萬t上升到2006年101.7萬t，而英國的出口量在這三年逐漸下降。,46,47,在亞洲，日本鍍錫板工業(yè)在戰(zhàn)后50多年中發(fā)展迅猛，已躍居為世界第二大鍍錫板生產國，2002-004年產量一直穩(wěn)定在200萬t左右，但是，2005年和2006年的產量有所下降(圖1所示)，分別為181萬t和170萬t， 出口也由2003年40萬t降到2006年28萬t。,圖 1美日德近幾年的鍍錫板年產量,48,49,這是由于中國和亞洲其他國家正值大力發(fā)展本國鍍錫板企業(yè)之際，各國進口量有所下降，從而影響了日本鍍錫板出口亞洲的數量。,與此同時，韓國的鍍錫板工業(yè)近十年來有了長足的發(fā)展，鍍錫板產量連年攀升，由1997年的57.萬t上升到2000年的76.萬t，已占到世界總產量的5左右，到2006年鍍錫板的年產量為100萬t左右。韓國鍍錫板出口量也穩(wěn)中有升， 出口量由2003年38.1萬t上升到2006年53.6萬t。,50,此外，伊朗現(xiàn)有兩條鍍錫板生產線(mobarakeh和tabriz stee1)，其年產能為25萬t，同時，伊朗還計劃投資建設一條20萬t的生產線。,51,52,泰國兩大鍍錫板廠一西亞姆及泰國鍍錫板廠1999年產量為46萬t，產能也逐年增加，2006年又增加一條產能為15萬t的生產線，年產能已達到67.2萬t。 印度、巴基斯坦和菲律賓等國也都在大力發(fā)展本國的鍍錫板企業(yè)。,在北美洲，美國鍍錫板產量在世界范圍內仍遙遙領先，2002年2006年鍍錫板的年產量一直穩(wěn)定在250萬t左右(圖1所示)，同時，美國也是鍍錫板的消費大國，年消費量超過年產量，2006年鍍錫板的消費量為2768萬t(圖2所示)。,53,圖2國內外鍍錫板的年消費量,54,55,此外，加拿大的鍍錫板的生產能力也有長足進步，2003年2006年鍍錫板的年產量穩(wěn)定在3545萬t左右。,總的來看，現(xiàn)在的歐美日等國家鍍錫板的總產量基本穩(wěn)定，而中國和東南亞的需求量比較旺盛，處在提高本國產能的狀態(tài)。,56,57,目前，全球已建有鍍錫板及鍍鉻板(tfs)生產線約177條，其中tfs專用線15條，tfs和鍍錫板共用線20條，總生產能力2250萬t。2004年，鍍錫板的產量超過了1600萬t，其中歐、美、日等經濟發(fā)達國家的產量在1000萬t以上。,我國的鍍錫板發(fā)展起步較晚，1979年武漢鋼鐵公司從德國引進1套設計能力10萬ta的電鍍錫機組，開始生產鍍錫板。20世紀90年代初，廣東中山市中粵馬口鐵工業(yè)有限公司從韓國先后引進2套設計能力6萬ta的電鍍錫機組，并分別于1990年、1994年投產。,58,59,寶鋼分公司冷軋薄板廠1996年投產一條年產10萬t的鍍錫線。1998年寶鋼1420冷軋廠投產配有連續(xù)退火的專用鍍錫機組，年產量40萬ta。到2000年，我國鍍錫板年產能力已達140萬t，實際生產量達108萬t。,圖3為2001年2006年我國鍍錫板的年產量及進口量變化趨勢。 由圖3可知，2001年2006年我國的鍍錫板的年產量持續(xù)快速增加，從2001年的110萬t上升到2006年的186萬t。,60,圖3中國鍍錫板 的年產量及年進口量,61,全球鍍錫板生產地區(qū)分布及所占比例如圖4所示。,62,圖4全球鍍錫板 生產地區(qū)分布及所占比例,63,經濟發(fā)達地區(qū)鍍錫板的消費已經達到飽和，甚至影響到一些國家鍍錫板的年產量，如日本、法國和英國，近三年鍍錫板的年產量逐年下降如圖5所示。,64,圖5日法英 近三年的鍍錫板年產量,65,66,圖6為2005年eu25鍍錫板各應用領域比例，可知，食品罐的消費量占鍍錫板消費總量的53，其次為普通包裝材料16，飲料罐15。,圖6 2005年eu25 鍍錫板應用領域,67,68,圖7為2004年中國鍍錫板的應用領域比例，可知，我國鍍錫板的消費以雜罐為主， 占41 ，其次為食品罐33。,圖7 2004年 中國鍍錫板的應用領域,69,作為鍍錫板主要消費領域的鍍錫板罐，不論是作為食品(魚、肉、果、菜等)、飲料(含酒精飲料，如啤酒等，不含酒精飲料，如碳酸氣飲料、果汁、咖啡等)，還是作為其它物品的包裝材料(藥品、油脂、油漆、化妝品、噴霧劑等)，都以其能較長時間保鮮、不易污染、便于流通、成本較低、易于回收等優(yōu)點，兩百多年來一直穩(wěn)步發(fā)展，顯示了良好的發(fā)展前景。,70,但是，隨著替代的鋁制罐、塑料等材料的迅速發(fā)展，包裝材料領域市場競爭日趨激烈。,71,寶鋼di材從煉鐵到鍍錫板成品的主要生產工藝流程如圖8所示。,圖8 寶鋼di材 生產工藝流程,73,上海寶翼制罐有限公司鋼制兩片罐的生產工藝流程和di鍍錫板的技術要求如圖9和表3所示。,74,圖9上海寶翼制罐有限公司鋼制兩片罐的生產工藝流程,75,表3上海寶翼制罐有限公司所用di鍍錫板的技術要求,76,鍍錫板對質量要求很嚴，是薄板生產中難度較大的產品之一。為了得到合格的鍍錫板， 確保用以生產薄板的板坯質量，是其生產過程中關建的環(huán)節(jié)之一。,77,78,以前，鍍錫板的原料大多使用沸騰鋼和壓蓋鋼，先澆鑄成鋼錠。然后軋制成板坯，這些鋼在澆鑄和凝固過程中難免引起偏析，盡管鋼錠表面適宜于軋制鍍錫板，但其軋制方向和板寬方向的機械性能差別太大。,用鎮(zhèn)靜鋼鋼錠生產鍍錫板的原板，雖然內在質量比較均勻，但由于脫氧產物造成皮下夾雜物較多。要進行必要的清理故只用于要求加工性能較高的用途。,79,80,后來，連鑄法有了極為迅速的發(fā)展，與鋼錠相比，連鑄坯不僅化學成分均勻，機械性能波動小，而且還能提高鍍錫板的外形質量。從而提高其加工成型的穩(wěn)定性：鑒于這些優(yōu)點連鑄坯廣泛地被用作鍍錫板的坯料。過去，用連鑄法生產鍍錫板的初期，曾碰到很多困難，經過不斷的努力，現(xiàn)在這些技術問題都已獲解決。,美國鋼鐵公司格里廠,是一家生產鍍錫板的專業(yè)化工廠，其生產的鍍錫板用于非腐蝕性罐頭盒(餅干、氣體飲料等)或腐蝕性罐頭盒(水果、蔬菜、果汁等)。rlband鋼的化學成分如表4。,81,表4 rlband鋼的化學成分,82,這種鋼具有沸騰鋼的表面質量好和加工性能好的優(yōu)點，所以該廠采用連鑄法澆鑄riband鋼以生產鍍錫板。,83,美國國家鋼鐵公司威爾頓廠,澆鑄對表面質量極苛刻的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼。該廠生產易拉罐用鋼的典型化學成分列于表5中。,84,85,連鑄鋼水先經過吹氬攪拌為了在正常澆鑄過程中不產生二次氧化產物，主要是al203，以改善鋼的潔凈度，在澆注時進行注流保護。板坯寬124521 34毫米。平均1981毫米，坯厚220毫米，澆鑄高質量的易拉罐鋼時，拉速1.1米分，一爐鋼240噸的澆注時間約5272分 。其非穩(wěn)態(tài)澆鑄的板坯不能用于易拉罐。,表5 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 化學成份要求,86,日本新日鐵大分廠,鍍錫板對夾雜物要求很嚴，夾雜物的顆度要控制在50m以下，除嚴格控制鋼的成分外，用rh真空處理，可使鋼中夾雜物從50m降低至20m 。,87,88,二次精煉雖使每噸鋼的成本提高1000日元，但軋材的成本卻降低了 。casob與rh裝置相比，投資少，僅rh費用的10左右。但擔心鋼中夾雜物會增加，在鍍錫板及易拉罐鋼生產中不許采用 。,該公司試驗過用結晶器電磁攪拌的方法，造成液面處鋼液流動，抑制鑄坯表層co氣泡的產生，使酸溶鋁0.004以下的準沸沸騰鋼實現(xiàn)了連鑄所產薄板的表面質量，成形性和鍍錫粘著性均明顯改善。,89,大分廠,是世界上第一個全連鑄的煉鋼車間， 原有5臺連鑄機 現(xiàn)僅留3臺，其中4號和5號各與一座轉爐和一臺rh真空處理裝置配套，組成兩條25萬噸月生產能力的作業(yè)線。 而1號鑄機主要為厚板軋機供坯，能力約2.5萬噸月。,90,91,煉鋼車間月產鋼約5o萬噸，80供熱連軋用，其中低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為36，準沸騰鋼為20大分廠建立了從氧氣轉爐直至連鑄的準沸騰鋼生產流程，各道工序的主要控制項目如下：,1)氧氣轉爐吹煉；, 終點碳控制在0.10 ； 終點氧穩(wěn)定地控制在低含量； 降低渣中含鐵量。,92,2）rh真空處理, 用rhob脫碳； 用rh輕處理真空脫氧； 加鋁時鋼水中的氧含量在最低值；據鋼中自由氧量確定加鋁量。,93,3)連鑄, 在鋼水罐和中間罐之間用長水口防止鋼流二次氧化； 多爐連澆換鋼水罐時要確保中間罐內有足夠數量的鋼水； 防止鋼水罐內的渣流入中間罐； 高拉速澆鑄；,94,95, 在整個澆鑄過程中保持拉速恒定，千葉廠3號鑄機澆鑄易拉罐鋼時采用高溫澆注，厚230毫米的板坯拉速為1.35m/min。 (采用65噸中間罐，在換鋼水罐時拉速保持不變)； 水口吹氬防止浸入式水口堵塞。 這樣，包括鍍錫板用坯在內，90的板坯實行熱裝。,川崎制鐵公司千葉廠,生產鍍錫板和鍍鋅板時，由有兩座q-bop 底吹轉爐的三煉鋼車間的3號連鑄機向熱軋車間供坯。該鑄機除生產易拉罐用鋼外，還生產一般罐頭用鋼和汽車用冷軋薄板鋼。這是一臺垂直漸彎漸矯型鑄機，基本半徑9.35米。81年4月投產。該廠還設有aseaskf精煉爐。,96,該公司所生產的鍍錫板，為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，其化學成分列于表6，鋼中n要求5-1010-4% 。該公司生產易拉罐鋼的連鑄工藝流程如下：,97,鐵水100經過預處理，經脫si、p、s后的鐵水成份為：si0.03 、p0.012 、so.0030.02 ，鐵水在轉爐吹煉，控制出鋼時鋼中的含碳量，出鋼時擋渣，使轉爐渣不進入鋼水罐內， 鋼水罐內的鋼液面加合成渣予以保護，在出鋼的同時進行吹氬攪拌，然后送rh真空處理，不必用鋼包爐精煉。,98,99,澆鑄時要嚴格防止鋼水二次氧化，在鋼水罐和中間罐間用氬氣保護：中間罐設擋渣墻，使鋼水強烈攪拌， 以減少大型夾雜物：中間罐水口吹氬， 以防堵塞；中間罐用浸入式水口澆注，結晶器鋼液面用吸收al2o3的能力強的保護渣覆蓋。,由于在各環(huán)節(jié)采取了能有效減少夾雜物的方法，川崎制鐵公司正在穩(wěn)定地生產令人滿意的高潔度的板坯?；瘜W成份如表6所示 5 。,100,表6 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼化學成份,101,鍍錫板基板的來源,根據國標gb/t 2520-2008要求的一次冷軋公稱厚度0.15-0.60mm電鍍錫鋼板或鋼帶或二次冷軋公稱厚度0.12-0.36mm電鍍錫鋼板或鋼帶。冷軋低碳鋼板或鋼帶，原板鋼種代碼mr,l,d。,102,103,表7 調質度和退火方式,104,105,6,106,di罐鍍錫板能力,(1)轉爐煉鋼和爐外精煉。 鍍錫基板用鋼需嚴格控制化學成分，除有各國行業(yè)標準外，鍍錫板生產廠還有內控標準。首先，要求鋼中的c、n、o含量低，以使鋼的硬度均勻適宜。,107,108,再根據鍍錫板的不同用途，要有不同的化學成分，以獲得不同的耐腐蝕性，抑制粗大夾雜物存在，從而對cu、cr、s、p等雜質含量進行控制。,為此，煉鋼采用鐵水預處理。頂底復合吹大容量轉爐，擋渣出鋼，爐外精煉等技術，以實現(xiàn)鋼水成分微調，降低非金屬夾雜，保證鋼水溫度，其中采用rh一ob脫氫脫碳作用尤其適于鍍錫板，可使鍍錫基板中非金屬夾雜顆?？刂圃?0m以下。,109,110,若生產di級鍍錫板，對夾雜物控制更加嚴格，控傷時應小于0.04個m2，以防易拉罐卷邊裂紋。,無缺陷連鑄坯。采用連鑄坯作熱軋原料能使帶鋼鋼質均勻，通常在板坯連鑄機結晶器下面有足夠的垂直段，使鋼中夾雜物充分上浮，減少鋼中夾雜。,111,112,采用大容量中間包、中間包擋渣堰、電磁攪拌、連鑄保護渣、鑄流保護、鑄坯氣霧冷卻、多點矯直和壓縮澆鑄等技術來改善板坯的表面和內部質量。,新日鐵公司采用cchcr和ccdr通過板坯未凝固復熱技術、凝固端控制技術、機內機外保溫技術及煤氣邊部加熱或電磁感應邊部加熱的溫度外償技術獲得無缺陷坯7。,113,煉鋼和爐外精煉,鍍錫板用鋼要求非金屬夾雜物盡量少，鋼水純凈度高。鐵水在煉鋼之前必須進行脫磷、脫硫以及扒渣處理，煉鋼過程中要控制適度o含量，以免過量的脫氧產物帶入鋼包，轉爐出鋼時要采用擋渣技術。,114,為了減少非金屬夾雜物，改變夾雜物的性能和形態(tài)，提高鋼水的純凈度，還必須進行爐外精煉。梅鋼鍍錫板煉鋼采用rh真空脫碳、脫氣新技術以改善脫碳反應的動力學條件，縮短處理周期，其高精度合金料快速投入系統(tǒng)能嚴格控制合金成分。,115,116,對鍍錫板而言，非金屬夾雜物顆粒必須控制在50m以下，顆粒度過大將導致易拉罐卷邊裂紋。采用rh真空脫氣，可使鋼中夾雜物顆粒尺寸從50m 降低到20m。,連鑄,連續(xù)鑄造是決定鍍錫板板坯質量的重要工序。對鍍錫板連鑄坯而言，降低夾渣有特別重要的意義。為減少鍍錫板連鑄坯中夾渣含量，應盡可能采用大容量的中間包，澆注時速度和液面要求穩(wěn)定。,117,118,另外，為保證后續(xù)產品的時效性能，應采用全封閉澆注以防止增碳、增氮，還需合理安排連連澆鋼種，克服異鋼種澆注所導致的混鋼現(xiàn)象8。,鍍錫基板用鋼需嚴格控制化學成分，除有各國行業(yè)標準外，鍍錫板生產廠還有內控標準。首先，要求鋼中的c、n、o含量低，以使鋼的硬度均勻適宜。,119,120,再根據鍍錫板的不同用途，要有不同的化學成分，以獲得不同的耐腐蝕性，抑制粗大夾雜物存在，從而對cu、cr、s、p等雜質含量進行控制。,川崎制鐵生產優(yōu)質超深沖板采用如下質量判據：,中間包鋼水to小于3010-4% ，產品可不檢驗直接交貨； to在3055 10-4% ，必須進行檢查后方能交貨；,121,122,to 55 10-4% ，產品則必須降級使用5。 該鋼種c、p、s、a1和n元素的含量控制難度大。,(1)轉爐煉鋼和爐外精煉。,煉鋼采用鐵水預處理，頂底復合吹大容量轉爐，擋渣出鋼，爐外精煉等技術，以實現(xiàn)鋼水成分微調，降低非金屬夾雜，保證鋼水溫度，,123,124,其中采用rh-ob脫氫脫碳作用尤其適于鍍錫板，可使鍍錫基板中非金屬夾雜顆?？刂圃?0m以下。若生產di 級鍍錫板，對夾雜物控制更加嚴格，應小于0.04個m2 ，以防易拉罐卷邊裂紋。,2)鍍錫板厚度減薄。厚度0.100.12mm的鍍錫板在制作旋入式密封蓋與深沖扁形罐盒方面已實用化，飲料罐采用拉伸工藝后，鍍錫板厚度可減至0.08mm。以德國市場為例，20世紀50年代牛奶罐罐身和蓋底使用厚度0.24mm鍍錫板；,125,126,而80年代鍍錫板厚度已減至0.120.15mm；食品罐頭罐身與蓋底板厚從0.280.32mm 減至0.07 0.22mm帶來嚴重的不良影響，尤其是在制罐過程中沒有被光檢機剔除的此兩類缺陷罐可能會造成罐裝后飲料泄漏，這是制罐商最為頭痛的問題。,較一般鍍錫板而言，di用鍍錫板在內部夾雜物和針孔控制方面要嚴格得多。各種夾雜物，例如在熔煉、出鋼、澆鑄過程中引入的耐火材料渣、結晶器保護渣及氧化鋁渣等，,127,128,當幾何尺寸較大時破壞了金屬基體的連續(xù)性，將會導致沖杯時的脫錫現(xiàn)象，錫層沿夾雜處分層呈片狀剝落，但此類缺陷發(fā)生概率小、容易剔除。,另外含有夾雜的淺杯，在夾雜物處產生應力集中，在拉伸時導致裂紋或拉伸斷罐。此外，體積較小、在前道工序不能被剔除的夾雜引起內噴不能完全覆蓋的點，罐裝后會形成易蝕點，有腐蝕性的飲料往往在易蝕點最易引起漏罐。,129,寶鋼在di材的夾雜物控制方面對各種可能的夾雜如轉爐渣、結晶器保護渣、耐火材料渣、氧化鋁等都采取了相應的對策，并且對所有di用鍍錫原板都在準備機組進行內部缺陷檢查。,130,131,內部缺陷檢查是通過漏磁探傷的原理檢測鋼板內部的夾雜，能夠檢測出體積極小的夾雜物；此外還對每卷鋼都頭、尾取樣，離線進一步做磁粉探傷檢測。,根據國外多年di材制罐生產經驗和寶鋼di用鍍錫板的沖罐驗證，夾雜物與制罐廢品率呈正比例關系(見圖10)。,132,圖10夾雜物與制罐生產廢品率的關系圖2,133,寶鋼di用鍍錫原板經在線內欠儀檢測和離線磁粉探傷檢測，夾雜物控制水平已經達到小于0.04個m2。,134,在制罐中產生罐壁上的小透光點，在光 檢機處能被剔除，但小針孔可能被噴涂層所遮蓋， 光檢機不能識別，最后同樣會引起漏罐。 針孔數超過0.5個t的鋼卷都將封閉針孔，事實上寶鋼di材實物質量已優(yōu)于上述基準。兩鋼種板坯厚度方向單個夾雜面積大小比較均小60m2 。,易拉罐因卷邊時開裂而報廢的原因是有5om的夾雜物，夾雜物的組成以cao-al2o3為主，其次是al2o3，都會造成卷邊裂紋。為了將易拉罐制罐的報廢減至萬分之一以下，必須將夾雜物的尺寸控制在厚5m寬5om。為此，在生產鍍錫板用板坯的過程中必須做到：,136,(1)凈化鋼水罐內的鋼水： (1)高溫出鋼：轉爐擋渣出鋼，并使用合成渣；鋼水罐內襯耐火材料高級化； (2)從鋼水罐流入中間罐的注流完全防止氧化，使用氣密型滑動水口；,137,138,(3) 減少中間罐內的夾雜物：中間罐內襯耐火材料高級化； 4)改進中間罐水口： 向中間罐水口內吹氬；選擇中間罐水口的材質。導致易拉罐卷邊裂紋的是夾雜物的臨界直徑是50100 m 5。,影響di用鍍錫板使用性能的主要因素有： 鋼板的內部夾雜物含量、尺寸精度、各種力學性能、表面粗糙度、鍍錫量、涂油量及表面狀況等2。,139,遷鋼潔凈鋼生產,轉爐回硫量少于0.005%的鋼水比例達到90%，保障脫硫扒渣率達到95%。,140,潔凈鋼生產須盡量將終點鋼水氧含量控制在較低水平和較窄的波動范圍內，通過動態(tài)控制轉爐爐底，保證合理的爐底厚度，優(yōu)化鋼種的吹煉模式和底吹供氣模式，可提高底吹攪拌效果，使碳氧積控制在0.0028%以下，穩(wěn)定轉爐終點鋼水的氧含量。,141,對于超低碳鋼的生產，為實現(xiàn)rh高效脫碳，縮短處理時間，冶煉時根據轉爐c和o的關系，合理控制終點碳含量，運用底吹后攪工藝，既防止了鋼水的過氧化，又保證到rh脫碳的鋼水具有良好的碳氧關系，滿足rh深脫碳要求，降低rh脫碳后氧含量，減少脫氧產物的產生，提高了鋼水純凈度。,142,轉爐終點碳控制在0.03%0.05%，保證到精煉站的鋼水氧含量在40010-4 % 60010-4 %之間，通過rh真空處理達到了脫碳、減少夾雜物的目的。,143,144,采取降低出鋼溫度等措施，使冶煉的管線鋼轉爐終點磷含量平均為0.006%，低碳鋼終點磷含量平均為0.007%;轉爐出鋼時采用擋渣塞擋渣，并結合下渣檢測裝置，有效減少了出鋼時的下渣量，使鋼包渣厚控制在60mm以下的比例達到90%以上。,轉爐高鐵水比可降低終點鋼中氮含量，轉爐脫碳過程所產生的co氣泡對鋼水的清洗作用加速了鋼中氮的去除，吹煉過程造泡沫渣可以增加渣層厚度，co在渣中的停留時間也相應增加，減少了鋼水吸氮。,145,146,轉爐復吹底吹氬工藝對降低終點鋼水氮含量起著重要作用。冶煉低碳超低碳鋼種，轉爐鋼水氮含量可控制在0.0017%以下。,重點強化轉爐復吹效果，降低碳氧積，在保證較低碳含量的情況下，降低鋼水氧含量;縮短更換出鋼口時間，保證轉爐合理的出鋼口形狀和出鋼時間;,147,148,優(yōu)化擋渣出鋼操作，實現(xiàn)鋼包渣層厚60mm，防止鋼渣污染鋼水;充分利用出鋼過程的動力學和熱力學條件，轉爐出鋼后向鋼包表面加入改質劑，降低爐渣的氧化性。,rh結束氮含量在1510-4%以內。 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼連澆爐數穩(wěn)定在12爐。 通過優(yōu)化中間包干式料，改進中間包烘烤制度，將中包溫度快速升高到1000以上，避免了干式料粘結不良導致的中間包工作層脫落污染鋼水的問題。,149,采用長水口浸入式開澆，減少鋼包開澆過程的二次氧化;長水口進行吹氬保護澆注。 澆注過程中采用鋼包下渣監(jiān)測系統(tǒng)，減少了鋼包下渣量。 采用中間包雙層覆蓋劑，嚴格控制中包液渣厚度在60mm以內，防止二次氧化和覆蓋劑過厚污染鋼水。,150,延長鋼水在中包停留時間，采用高液面澆鑄純凈鋼，促進夾雜物上浮，穩(wěn)定流場，減少卷渣。 中包結晶器采用三路氬氣保護澆注。,根據不同鋼種、斷面、過熱度以及拉速，確定合適的浸入式水口插入深度。 鋼包至中間包增氮平均在1.510-4%以內，中間包到結晶器增氮在510-7以內。 鑄坯氣泡個數下降到0.38個/m2，熱軋板卷夾雜和結疤缺陷明顯減少，每月的缺陷發(fā)生率由原來的1.67%降低到目前的0.43%。 恒拉速控制技術97%以上。,152,過熱度20-35當中包過熱度超過規(guī)定上限時，每超過5降低拉速0.1m/min，超過規(guī)定上限15時，嚴禁澆注; 在大包不自開等異常條件下，為確保連澆，可降低拉速至0.80m/min，該拉速條件下保持時間小于等于5min。 當過熱度低于正常過熱度下限時，應立即提高拉速（幅度為0.1m/min），但實際拉速不能高于所屬鋼種的最高拉速。9,153,德龍鋼廠應用新型渣洗料 實現(xiàn)sphc渣洗優(yōu)化,所謂渣洗，就是用預熔型渣來處理鋼液的一種爐外處理方法。渣洗是獲得潔凈鋼的最簡單有效的精煉手段，以去除夾雜物、凈化鋼液為目的。在出鋼過程中加入特殊配比的新型渣洗料，能有效達到吸附夾雜的目的。,154,155,依靠良好的鋼包底吹攪拌和鋼流的攪拌，使迅速熔化的渣洗料和鋼液充分接觸，液態(tài)的渣洗料液滴能立即與脫氧產物結合吸附并快速上浮排除，可減少鋼中的氧含量、硫含量和非金屬夾雜物，實現(xiàn)凈化鋼液、提高鋼水質量、改善鋼水流動性的目標。,渣洗的主要功能如下：,一是凈化鋼液。由于出鋼過程中鋼流和吹氬的攪拌作用，渣洗料快速熔化，并與脫氧產物等非金屬夾雜物碰撞、結合進而上浮。 二是輔助脫氧、脫硫。渣洗后的液態(tài)產物覆蓋于鋼液表面能起到良好的保溫、防止二次氧化作用，渣洗料中含有的部分金屬鋁能夠脫氧，減少脫氧合金中的鋁的使用量。由于液態(tài)渣具有較高的硫分配比，脫硫效果顯著。,156,157,三是鋼包渣改質作用。渣洗過程具有擴散脫氧功能，可有效降低渣中氧化亞鐵含量，同時渣中各種組分的變化對鋼包渣起到一定的改質作用，能減輕鋼渣對罐襯的侵蝕。 四是熱補償功能。由于渣中含有一定量的金屬，在渣洗過程中氧化發(fā)熱，可以發(fā)揮補償鋼水溫降的作用。,把握主要環(huán)節(jié) 實施有效控制,渣洗工藝路線為：轉爐冶煉出鋼渣洗、脫氧合金化吹氬站喂線進行成分微調、軟吹連鑄。,158,159,渣洗工藝的實施 要注意以下環(huán)節(jié)：,一是加入時機。要求見到鋼流后開始加入，并輔以大氣量攪拌，2分鐘左右加完。 二是渣洗料用量。最佳用量為5kg/t鋼7kg /t鋼，既保證使用效果，又不增加成本。 三是把握關鍵工藝控制點。轉爐必須嚴格控制下渣量；,鋼水必須進行深脫氧，鋁必須盡快加入，保證出鋼后鋼中氧含量小于2010-4 % ； 鋼包必須保證良好的底吹氬，出鋼過程要大氣量攪拌； 加入鋁后要及時加入渣洗料，過早或過晚都對渣洗效果有一定影響； 出鋼后要保證軟吹時間在8分鐘以上； 轉爐終點硫含量要小于0.020%，否則成品硫含量難以達到質量要求。,160,采用此工藝要求,鐵水硫含量小于0.025%，在鐵水硫含量高的情況下需要進行鐵水預脫硫； 連鑄過程必須保障良好的保護澆鑄效果，確保中間包取樣和吹氬站上鋼過程中取樣化驗的鋁的損失小于6010-4 % ； 連鑄應對中包塞棒中通孔和滑板面吹氬，避免鋼水二次氧化，保障鋼水的可澆性 9 。,161,鞍鋼二煉鋼降低對鋼的污染的方法,降低保護渣卷入的措施 (1)機前開澆采用自動升速程序，將升速曲線由“臺階”形改成斜線，以避免升速過程中結晶器液面波動，在此基礎上將停澆過程改為自動降速。 同時，為了避免鑄機拉速出現(xiàn)波動，將鑄機的速率恒定在拉速的90左右。,162,(2)連鑄開澆后，結晶器易出現(xiàn)冷鋼，攪動液面處理冷鋼時，保護渣易被坯殼捕捉形成夾雜，因此，要求將結冷鋼部分的鑄坯同坯頭一起切掉。 (3)嚴格控制結晶器液面的波動，將5mm以上的波動幾率控制在5以下。 (4)提高供冷軋鋼種低碳鋼的保護渣粘度，優(yōu)化保護渣成分與性能。,163,降低耐火材料卷入的措施,(1)一般情況下，澆鑄頭罐易卷入耐火材料。因此，開澆階段采用塞棒控制，將開澆時的中間包鋼水液面提高到450mm 以上(中間包鋼水重量18t)，以保證和促進鋼中夾雜的上浮。,164,(2)對澆次頭坯進行嚴格的鑄坯后處理，即對鑄坯表面進行火焰清理，以提高頭坯表面質量。,165,降低脫氧產物的措施,為控制鋼水的氧化性，在“煉鋼一精煉一連鑄”工序全系統(tǒng)進行鋼渣改質優(yōu)化處理，包括： (1)轉爐工序：嚴格控制轉爐下渣量，出鋼時加入小粒白灰，提高大罐頂渣堿度，if鋼、硅鋼在坑道吹氬結束后，視轉爐補吹情況補加改質劑進行初步改質處理。,166,(2)精煉工序：冷軋、鍍鋅線、硅鋼等鋼種在ans、rh處理位加改質劑對頂渣進行改質處理。 (3)連鑄工序：減少大罐下渣對中間包鋼水的污染，對中間包保護澆鑄增氮和酸溶鋁損失情況進行跟蹤，加強保護澆鑄。,167,1)采取了自動升速和切除結冷鋼的坯頭兩項措施后，由頭坯導致的夾雜廢品率從改進前的8.6降至4.28 ；經表面清理處理后，頭坯夾雜廢品率進一步降到2.0。2)跟蹤分析中間坯，未經改質處理的中間坯夾雜廢品率為0.40 ，改質處理后的中間坯夾雜廢品率為0.10。 3)采取一系列改進措施后，冷軋板夾雜廢品率從0.34降至0.20以下11。,168,王新華教授所提 潔凈鋼生產要求,169,表9 冷軋薄板非金屬夾雜物控制要求,170,圖11 煉鋼生產過程全氧變化 12。,171,美國weirton公司，板坯生產0.15mm冷軋薄板，在易拉罐生產線檢查120個冷軋板卷時發(fā)現(xiàn)，鋼中總氧含量與冷軋薄板質量指數的關系13。,173,由于鋁鎮(zhèn)靜鋼大量存在著c、n間隙原子，用傾斜時效的方法很難做到無時效，梅鋼用if鋼生產鍍錫板3。,174,蔡開科連鑄坯質量控制中,低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼0.2-0.3mm厚度板，to20 10-4 %,直徑20m ，防飛邊裂紋。防裂紋夾雜物直徑40m 。 后吹會明顯增加鋼中氧含量；爐齡越高，復吹效果越差。 終點氧高rh終點氧也高，夾雜物也多。,rh加鋁后加大 氬流量從1400-1500l/min加大至1700-1800l/min有利于去除夾雜物。 純吹時間10min即可，鋼渣界面夾雜物過飽和，純循環(huán)時間也不能長。 rh頂渣(feo+mno) 7-8%,如過低時，易形成mgoal2o3和cao6al2o3 ， 易出現(xiàn)水口堵塞和質量問題13。,我司擬生產 鍍錫基板的技術方案,177,178,煉鋼要點,保證轉爐復吹(底吹氬)效果是關鍵，不能夠因爐齡犧牲復吹(底吹氬) 效果。濺渣護爐后的復吹效果要保證，否則以保證復吹效果為重，以碳氧濃度積的控制為目標。,控制碳氧濃度積，防止過吹、后吹。 o溶0.025-0.060%，控制終渣(feo)氧化亞鐵。(feo+mno)14-18%，擋好渣，防止下渣過多。終點溫度，終點碳雙命中率90%。控制鐵水氮含量和入爐鐵水比，優(yōu)化轉爐造渣和吹煉制度等停吹氮控制在1510-4 %以下 。,180,精煉要點,頂渣(feo+mno) 2%(4-8%)? cao/(al2o3)1.2-1.8 真空度200pa，同一爐鋼吹氧次數2次，流量要在限制流量之內（盡量少）。 鋁含量不能低否則容易產生氣孔，也不能太高，否則夾雜物多。加鋁后吹氬流量加大。 純循環(huán)時間大于10min，也不要太久。 to 0.0020-0.0030%。,181,連鑄要點,鋼包滑動水口自開。 縮短無保護澆注時間。 中間包蓋完好且中間包內開澆前充氬。 不在中間包內洗水口和吹氧。 塞棒和上水口吹氬受限。,控制冒氣多的中間包的使用。 液位控制 保護渣防卷渣，拉速要控制低一點且恒定。,工藝要求,1鐵水硅、錳0.40% ，不得異常，必須經過脫硫，要求達到0.005%以下，扒渣要干凈，溫度保證。 2鐵水比率：鐵耗930或950kg/t以上，以防止過吹和增氮。,3對入爐原料廢鋼進行分類管理，嚴格控制石灰等輔料質量，轉爐回硫量少于0.005%。吹煉前選擇復吹（底吹氬）好的轉爐，吹煉鋼中用好底吹氣體攪拌功能并做好氮氬切換。控制轉爐后吹，終點氧小于80010-4%，好的話應該在50070010-4%內。做好成分溫度雙命中，帶氧出鋼。,184,4出鋼擋渣做好，要求渣厚度在小于60（不得超過100）mm以下。用好鋼包出鋼過程吹