熱軋?zhí)麓捎娩摪寮皩ε输摰慕ㄗh

1、熱軋?zhí)麓捎娩摪寮皩ε输摰慕ㄗh吳菊環(huán)（攀鋼集團(tuán)研究院有限公司）摘 要：介紹熱軋拡瓷鋼板的成分和生產(chǎn)工藝及市場需求，闡述拡瓷鋼板在成形性能、抗鱗爆性能以及強(qiáng)度等方 而的技術(shù)要求，以及擴(kuò)瓷鋼板的應(yīng)用領(lǐng)域。研究表明，在我國熱軋擴(kuò)瓷鋼板的市場正在不斷擴(kuò)大，攀鋼具備生產(chǎn) 據(jù)瓷鋼板的優(yōu)勢，提出了攀鋼開發(fā)熱軋據(jù)瓷鋼板以滿足不同據(jù)瓷制品的生產(chǎn)需耍的建議。關(guān)鍵詞：撼瓷鋼板；化學(xué)成分；生產(chǎn)工藝；性能；開發(fā)和應(yīng)用0引言據(jù)瓷鋼板廣泛地應(yīng)用于輕工、家電、冶金、化 工、建筑等行業(yè)，制作廚房用具、衛(wèi)生潔具、燒烤 爐、熱水器內(nèi)膽、建筑裝飾面板、化工反應(yīng)罐等等, 由于掘瓷產(chǎn)品固有的性能、成本優(yōu)勢，其市場需求 及空間巨大。搪瓷鋼的

2、種類很多，按生產(chǎn)工藝分有熱軋板、 酸洗板、冷軋板和涂層板等；按搪瓷工藝分有一次 搪瓷和兩次搪瓷，有單面搪瓷和雙面搪瓷，有濕法 搪瓷和靜電干粉搪瓷等；按成形性能可分為cq、 dq、ddq到eddq等不同沖壓級別；從屈服強(qiáng)度 上可分為245、330、360 mpa等各種不同的強(qiáng)度級 別山。熱軋據(jù)瓷用鋼板是近年來開發(fā)和使用的經(jīng)濟(jì) 環(huán)保類產(chǎn)品，主要應(yīng)用于建筑消防設(shè)施、家電熱水 器、石油化工等工業(yè)容器、高層建筑用高位水箱、 環(huán)保行業(yè)罐體、環(huán)保水處理工程、自來水工程等。 我國傳統(tǒng)據(jù)瓷制品的生產(chǎn)商主要是中小型企業(yè)，其 產(chǎn)品包括日用據(jù)瓷物品、搪玻璃化工設(shè)備等。如櫥 玻璃化工反應(yīng)釜、搪玻璃儲存容器、擔(dān)瓷冷凝器等

3、 主要是以熱軋鋼板為原料制造。隨著我國化工行業(yè) 的發(fā)展，這部分的市場需求份額在逐步增加，目前 鋼材需求量每年大約在15萬to隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展，搪瓷制品的應(yīng)用范圍已經(jīng)開始呈現(xiàn)多元化的趨 勢。比如，大型的搪瓷板拼裝型儲罐正逐步在水處 理工程、倉儲業(yè)、生物能源工程等領(lǐng)域推廣；在建 筑領(lǐng)域應(yīng)用；家電行業(yè)，熱水器內(nèi)膽開始采用櫥瓷 結(jié)構(gòu)件制造；電烤箱、爐具等廚房用品也開始大量 使用掘瓷鋼板。我國在搪瓷鋼方面的開發(fā)始于20世紀(jì)80年代 末期，曾開發(fā)生產(chǎn)過日用冷軋?zhí)麓射?、化工擴(kuò)瓷用 鋼等產(chǎn)品，儲備了豐富的搪瓷鋼技術(shù)。武鋼是我國 最早開發(fā)搪瓷用鋼的企業(yè)；寶鋼口 1997年以來針對 市場的需求開發(fā)出新一代的系

4、列搪瓷專用鋼板； 2006年，鞍鋼率先搶占高強(qiáng)度雙面擴(kuò)瓷用熱軋鋼板 市場，并圍繞產(chǎn)品特性，成功開發(fā)生產(chǎn)出新產(chǎn)品。近兒年，為降低成本，市場上出現(xiàn)了以熱軋?zhí)?瓷用鋼代替冷軋?zhí)谴捎娩摰陌l(fā)展趨勢，在替代的過 程中，扌唐瓷鋼鱗爆缺陷等成了首要解決的核心技術(shù) 問題。熱軋?zhí)麓射摪迤贩N及其生產(chǎn)工藝1.1熱軋?zhí)谴射摪宓姆诸惛鶕?jù)用途，擔(dān)瓷用熱軋鋼板大體可分為四種類 型，第一種是用于熱水器內(nèi)膽制造的熱軋薄板，其 厚度規(guī)格在1.52.5 mm,單面糖瓷能夠滿足要求。 并需要有一定的搪后強(qiáng)度，以保障低周疲勞強(qiáng)度， 提高內(nèi)膽使用壽命。第二種類型是生產(chǎn)擴(kuò)玻璃化工 設(shè)備的熱軋鋼板，其厚度范圍為8-40 mm,都是單 面搪瓷，

5、以往大多以普通碳素鋼替代，制造時據(jù)燒 的工序成本較高，所制作的設(shè)備使用壽命短。2006 年以后，工業(yè)扌唐瓷行業(yè)協(xié)會提出“要使用專用鋼板 制造搪玻璃設(shè)備，以使其質(zhì)量水平與國外先進(jìn)國家 接軌，從而全面提高我國產(chǎn)品的競爭力”的設(shè)想。 it前，我國己經(jīng)完成了 245 mpa級專用鋼板的研發(fā) 工作。為使搪玻璃設(shè)備達(dá)到與美國、歐洲制品同等 的實物質(zhì)量，專用鋼板需具有良好的密著性、耐溫 差激變性能、抗鱗爆性能、可抑制氣泡發(fā)生等特點(diǎn), 同時為保障制品作為壓力容器使用時的安全性，鋼 板需要具有良好的焊接性和穩(wěn)定、均衡的力學(xué)性 能。為滿足這些性能，需限定c、ti等關(guān)鍵成分的 范圍，對關(guān)鍵性的工藝方法予以規(guī)定。第三

6、種類型 是用于各種搪瓷板拼裝型儲罐的熱軋鋼板。這種拼 裝型罐體結(jié)構(gòu)是近年才引入我國的，主要應(yīng)用于城 市垃圾滲液和?；钗鬯幚?、工業(yè)污水處理。在農(nóng) 村及大型養(yǎng)殖場、酒廠、食品廠，也在逐漸推廣以 這種結(jié)構(gòu)為主體的生物能源工程，作為一個新興產(chǎn) 業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，其市場前景是非常廣闊的。另外， 以搪瓷結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的氣體冷凝、分餛設(shè)備也開始推 廣。應(yīng)用于這些結(jié)構(gòu)的鋼板，其厚度規(guī)格范圍為 210mm,搪瓷方面的要求較高，需要具有良好的 雙面搪瓷性能。在力學(xué)方面，主要是材料搪燒后的 強(qiáng)度需保障結(jié)構(gòu)安全。在表面質(zhì)量方面的要求較 高，而在成型方面的要求則不高。此外，熱軋超低 碳搪瓷鋼具有良好的深沖性能和優(yōu)良的涂搪性能

7、， 可以部分替代冷軋?zhí)麓射摪澹饕糜谏a(chǎn)形狀比 較復(fù)雜的制品如燒烤爐、烤箱、爐具、浴缸等。1.2品種及生產(chǎn)工藝121熱軋高強(qiáng)度搪瓷鋼板系列熱軋高強(qiáng)度搪瓷鋼板系列具有不同的強(qiáng)度級 別和沖壓性能，并具有良好的焊接性能和涂搪性 能。其性能特點(diǎn)和用途見表1。在搪瓷制品的牛產(chǎn) 過程中，除了要求鋼板具有良好的涂搪性能外，針 刈不同用途，要求具有不同的強(qiáng)度級別，如生產(chǎn)耐 壓的熱水器內(nèi)膽等既要求鋼板具有良好的成形性， 滿足內(nèi)膽封頭的沖壓成形，又要有較高的強(qiáng)度，保 證內(nèi)膽能夠承受壓強(qiáng)為1.01.2 mpa的耐壓試驗和 高壓水循壞試驗，以及良好的焊接性，使焊縫處及 熱影響區(qū)在涂搪性能和耐壓能力方面不致于成為 薄

8、弱環(huán)節(jié)。對于一些難沖件則蠱要有良好的深沖性 以滿足成形的要求，所以只有不同強(qiáng)度級別和沖壓 級別的熱軋鋼板才能夠滿足各種搪瓷制品的不同 需要。表1 搪瓷鋼板的種類、性能和用途牌號產(chǎn)品類型性能特點(diǎn)用途超低碳超深沖超深沖性能廚具、衛(wèi)具、燒烤爐、btc1冷軋例板優(yōu)良的抗鱗爆性能 優(yōu)良的密著性能 優(yōu)良抗撓性能建筑而板等超低碳深沖熱軋深沖性能浴缸、燒烤爐、烤箱等btcr3酸洗鋼板優(yōu)良抗鱗爆性能優(yōu)良密著性能btc245r高強(qiáng)度熱軋酸洗鋼板較高強(qiáng)度良好超深沖性能 良好的抗鱗爆性能 優(yōu)良密著性能熱水器內(nèi)膽等btc330r高強(qiáng)度熱軋酸洗鋼板高強(qiáng)度較好的沖壓性能 良好的抗鱗爆性能 良好的密著性能熱水器內(nèi)膽、化工罐等

9、對熱軋高強(qiáng)度搪瓷鋼板來說，按鋼板的屈服強(qiáng) 度分為245、330、360 mpa等級別，主要用于生產(chǎn) 熱水器內(nèi)膽、化工反應(yīng)罐等耐壓容器。鋼板的強(qiáng)度 級別不同，對應(yīng)的成形性要求也不同。高強(qiáng)度熱軋 搪瓷板一般以酸洗板表面狀態(tài)交貨，其生產(chǎn)工藝流 程為：轉(zhuǎn)爐冶煉一真空脫氣一連鑄一熱軋一酸洗一 平整、剪切、涂油和包裝。1.2.2熱軋深沖用搪瓷鋼板熱軋深沖用搪瓷鋼是一種具有深沖性能和優(yōu) 良涂搪性能的專用鋼，主要用于生產(chǎn)成形較復(fù)雜、 搪瓷質(zhì)量要求高的制品如燒烤爐等，可以部分替代 冷軋板，因而其應(yīng)用范圍較廣。其生產(chǎn)工藝流程同 熱軋高強(qiáng)度搪瓷鋼板系列。2搪瓷鋼的成分要求和性能特點(diǎn)鋼板上搪瓷涂層的質(zhì)量取決于基體金屬

10、的性 能、涂層的組成和搪燒工藝等因素，因此，選擇合 適的鋼種及其生產(chǎn)工藝，對于提高密著性及抗鱗爆 性能起著重要的作用。搪瓷鋼板的主要技術(shù)要求 有：良好的沖壓成型性；鋼板與瓷釉有良好的密著 性；良好的涂搪性，抗鱗爆缺陷；搪燒后成品變形 小等。以工業(yè)搪瓷鋼板為例，它主要用于使用溫度 為200 °c各種酸性以及使用溫度為80110 °c中性 和堿性介質(zhì)的反應(yīng)罐等大型容器。其中搪玻璃反應(yīng) 罐屬于低壓容器，除要求原板有一定的強(qiáng)度和可焊 性外，還要求具有良好的涂搪性，冷熱成型性和中 低溫性能。要獲得這些良好的綜合性能，無論在鋼 種化學(xué)成分上還是冶煉軋制工藝上往往相互矛盾， 難以統(tǒng)一。2

11、.1化學(xué)成分由于冶金裝備的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，特別 是超低碳、超低氮和超低硫鋼冶煉水平的提高和連 鑄工藝的釆用，使得純凈鋼的生產(chǎn)得到了快速發(fā) 展。但是，純凈鋼由于鋼質(zhì)純凈，使得貯氫的氫陷 阱減少，導(dǎo)致鋼板的抗鱗爆性能變差，因而無法滿 足搪瓷的要求。為此需在鋼中添加合金元素以在鋼 中形成一定的夾雜物和析出物，并控制尺寸和分 布，使鋼板既具有優(yōu)良的成形性能又具有優(yōu)良的抗 鱗爆性能。典型搪瓷鋼的化學(xué)成分要求見表2。表2搪瓷鋼的化學(xué)成分要求牌號csimnpsal其它合金元索btc1w0. 008w0. 030. 10 wo. 020wo. 05wo. 07ti等0. 30btc33orw0. 16w

12、o. 05wo. 90wo. 07wo. 05no. 02冇btc245rw0. 16wo. 05wo. 90wo. 07wo. 05mo. 02有btcr3w0. 008wo. 05wo. 50wo. 020wo. 05wo. 07有從表2可見，超深沖搪瓷鋼板(btc1)以超低碳 鋼為基礎(chǔ)，通過加人適量的合金元素，實現(xiàn)超深沖 性能和優(yōu)良的抗鱗爆性能。高強(qiáng)度搪瓷鋼則基于低 碳鋼，并適當(dāng)?shù)丶尤撕辖鹪兀瑢崿F(xiàn)強(qiáng)度、塑性和 涂搪性的良好兀配。2.2性能要求搪瓷鋼板的性能要求與其加工工藝密切相關(guān)， 主要包括強(qiáng)度、成形性、抗鱗爆性、密著性和焊接 性等，不同的用途，要求具有不同的綜合性能相適 應(yīng)。其力學(xué)性

13、能要求見表3。表3搪瓷鋼的力學(xué)性能要求牌號/?cl/mpa心/mpaw%niiirffibtc1w190270320m43>0. 19>1.6btc330rm3302400$22btc245r>245>340m28btcr3w190>275>35221成形性能熱軋深沖鋼基于超低碳鋼，通過控制熱軋工藝 來提高鋼板的成形性。熱軋高強(qiáng)鋼系列則主要通過 細(xì)化晶粒、析出強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制提高鋼 板強(qiáng)度的同時，保證鋼板具有一定的成形性。2.2.2抗鱗爆性能抗鱗爆性能是掘瓷鋼板應(yīng)有的最基本、也是最 重要的性能指標(biāo)之一。導(dǎo)致?lián)芍破樊a(chǎn)生鱗爆是由 氫造成的，氫主要是在酸

14、洗和掘燒過程屮進(jìn)入鋼 板，所以除了改進(jìn)扌唐瓷工藝外，還應(yīng)改善鋼板本身 的抗鱗爆性能。如果氫在鋼板中擴(kuò)散得慢，在相同 的搪瓷工藝下進(jìn)入鋼板中的氫就少，這將有利于防 止搪瓷制品的鱗爆。鋼中的晶界、位錯、空穴、夾 雜物和析出相等都是良好的氫陷阱，但超低碳鋼由 于鋼質(zhì)純凈沒冇足夠的氫陷阱，滿足不了搪瓷時抗 鱗爆的需要，因此對于搪瓷鋼，需要針對不同的搪 瓷用途，調(diào)整鋼的成分和生產(chǎn)工藝，以保證鋼中有 足夠的氫陷阱，實現(xiàn)良好的抗鱗爆性能。在搪瓷鋼 板的生產(chǎn)中，可通過添加足夠的ti、re和b等合 金元素，它們在鋼中與c、n和s元素化合，形成 足夠的第二相粒子，這些第二相粒子尺寸細(xì)小呈彌 散分布，成為良好的貯氫

15、陷阱，從而提高了鋼板的 抗鱗爆性能。2.2.3抗撓性能撓曲是鋼板經(jīng)搪燒以后發(fā)生變形的原因之一。 鋼板的抗撓性與板厚、品粒度和化學(xué)成分有關(guān)。在 高溫搪燒時含鈦鋼的抗變形能力強(qiáng)于普碳鋼。2.2.4搪瓷密著性瓷層與基板之間的結(jié)合力即搪瓷密著性。在搪 瓷鋼的生產(chǎn)過程中，一方面依靠添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?素，有利于鋼板與瓷釉結(jié)合，另一方面在精整時采 用特殊的軋鶴進(jìn)行平整，控制鋼板的表面結(jié)構(gòu)，實 現(xiàn)良好的密著性能。2.2.5搪燒后的強(qiáng)度高強(qiáng)度搪瓷鋼板由于添加了合金元素鈦，提高 了搪燒后鋼板的強(qiáng)度穩(wěn)定性。3搪瓷鋼的實物性能和應(yīng)用3.1實物性能典型的搪瓷鋼的實物性能見表4。牌號厚度/mm“k/mpa心/mpa人5“

16、winbtc11.5140306500.242.0btc245r2.027038641表4搪瓷鋼板實物力學(xué)性能btc330r1.6345454303.2產(chǎn)品應(yīng)用實例浙江開爾實業(yè)有限公司成為第一家進(jìn)入地鐵 高檔搪瓷鋼板裝飾材料領(lǐng)域的國內(nèi)企業(yè)。2007年， 其生產(chǎn)的搪瓷鋼板被奧組委認(rèn)可，在北京地鐵奧支 線、北京奧林匹克公園地下環(huán)形隧道工程中被采 用，使用量達(dá)6萬n?。其產(chǎn)品還用于深圳地鐵裝飾 材料工程，用于墻面、柱面的裝飾及站臺壁畫等工 程項目。搪瓷鋼板應(yīng)用實例如圖1 3所示。圖1奧運(yùn)村污水處理廠改擴(kuò)建工程圖2北京大興區(qū)后安定村沼氣工程圖3 吉林乾安油田回注水工程4 市場及建議據(jù)有關(guān)專家介紹，在我

17、國搪瓷鋼領(lǐng)域，過去只 有單面擴(kuò)瓷用熱軋和冷軋鋼板等產(chǎn)品。隨著國內(nèi)環(huán) 保、化工、倉儲等行業(yè)迅猛發(fā)展，市場對擴(kuò)瓷鋼的 性能要求越來越高，急需高強(qiáng)度雙面扌唐瓷用熱軋鋼 板產(chǎn)品。高強(qiáng)度雙面據(jù)瓷用熱軋鋼板因具有可實現(xiàn) 致密型釉料雙面搪瓷，良好的抗鱗爆性、酸洗性、 涂搪密著性、焊接性和搪瓷后鋼板強(qiáng)度高等特點(diǎn)， 成為搪瓷鋼系列中的高端產(chǎn)品，且市場前景廣闊， 經(jīng)濟(jì)效益顯著。搪瓷鋼制品比不銹鋼制品、鋁制品價格便宜， 比塑料制品耐高溫。具有不老化，i耐酸堿，耐高溫 和易洗滌等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用于化工、輕工、醫(yī)藥、 釀造等行業(yè)。特別是近年來在地鐵、隧道、車站、 機(jī)場、體育館等內(nèi)部裝飾及建筑外墻上的應(yīng)用口益 顯現(xiàn)。搪瓷鋼

18、制品既有鋼板的堅韌性、抗沖擊性等 優(yōu)點(diǎn)，又具有無機(jī)搪瓷層超強(qiáng)耐酸堿、超級耐久、 不燃性、無污染、光滑美觀等特點(diǎn)，在國內(nèi)外己被 廣泛應(yīng)用。在20世紀(jì)80年代初期我國每年需要的搪瓷鋼 板只有15萬t,幾乎全部依靠進(jìn)口解決，表5是80 年代國內(nèi)外搪瓷鋼板使用情況。1995年需求達(dá)32 萬t,其中日用搪瓷制品占85%,需27萬t薄的冷 軋?zhí)麓射摪?，工業(yè)用搪瓷制品只占15%,約5萬t 厚的熱軋?zhí)麓射摪?，少量為丿?18 mm熱軋中板; 2000年需求達(dá)到了 46萬t,其中日用板為39萬t, 工業(yè)用板為7萬t；而2008年搪瓷鋼板需求為100 萬t,其中熱軋?zhí)麓射摪宓男枨筮_(dá)到了 15萬t。表5國內(nèi)外搪瓷鋼板使用情況使用量/(萬人口 /億人均占有量/(kg人j美國1302.345.55西徳2&50.614.75日本18.191.291.53