專利名稱：一次冷軋蔭罩帶鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯象管用蔭罩帶鋼及其制造方法，特別涉及一次冷軋蔭罩帶鋼材質(zhì)性能控制和表面縱向條紋及板形的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
中國專利ZL01113107.1提供一種用一次冷軋和連續(xù)退火的方法生產(chǎn)蔭罩帶鋼，克服了國際專利(申請(qǐng)?zhí)朩O96/13618)的缺點(diǎn)從化學(xué)成分來看，含碳量偏高使最終蔭罩帶鋼的性能較差，少量Nb的加入不足以將鋼的碳全部固定，而使其抗時(shí)效性能明顯改善，而增加Nb含量之后雖然能改善抗時(shí)效性能，但同時(shí)又對(duì)磁性能不利，而且生產(chǎn)成本增加；從生產(chǎn)工藝來看，單純添加Nb的鋼種在煉鋼連鑄過程中連鑄板坯容易開裂，并且對(duì)熱軋工藝參數(shù)非常敏感，特別是使最終蔭罩網(wǎng)板成品的再結(jié)晶溫度提高，用戶必須大幅度提高退火溫度，增加能耗，而溫度的升高必將導(dǎo)致蔭罩網(wǎng)板退火后容易瓢曲，板形惡化，而且高溫退火時(shí)粘結(jié)缺陷也相應(yīng)增多。
中國專利ZL01113107.1提供的生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)率明顯提高。該專利技術(shù)采用超低碳鋼(純鐵)或者在超低碳鋼中添加少量的強(qiáng)碳化物形成元素Ti或者Ti和Nb，即IF鋼，使得其中的碳主要以碳化物的形式存在，大幅度降低鋼中的固溶碳含量，提高了其抗時(shí)效性能，保證了沖壓成形性，特別是成形均勻性；通過對(duì)化學(xué)成分的合理設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，使得蔭罩帶鋼的材質(zhì)性能及磁性能滿足使用要求。采用該專利生產(chǎn)的蔭罩帶鋼優(yōu)點(diǎn)是材質(zhì)性能及后續(xù)加工性能好，生產(chǎn)工藝簡單，與傳統(tǒng)的二次冷軋蔭罩帶鋼相比生產(chǎn)成本低，但是該專利也存在明顯的缺點(diǎn)首先，該專利的化學(xué)成分范圍還不太理想，實(shí)踐證明，某些元素必須嚴(yán)格控制，例如C、Mn、Ti、Al、Nb，否則材質(zhì)和工藝性能有很大的波動(dòng)，影響用戶使用，而某些元素例如O和S則過于嚴(yán)格，造成生產(chǎn)成本的明顯上升；其次，該專利生產(chǎn)工藝中沒有對(duì)顯著影響蔭罩帶鋼材質(zhì)性能的關(guān)鍵工藝技術(shù)參數(shù)，如熱軋板坯加熱溫度、終軋溫度、連續(xù)退火溫度和時(shí)間等進(jìn)行控制，或者對(duì)某些工藝技術(shù)參數(shù)控制不合理，例如卷取溫度和平整延伸率等，特別是沒有對(duì)顯著影響表面質(zhì)量和板形的平整工藝的參數(shù)，例如平整工作輥凸度、表面粗糙度、平整張力、軋制力及彎輥力等進(jìn)行優(yōu)化并嚴(yán)格控制，而按常規(guī)平整工藝參數(shù)生產(chǎn)出來的蔭罩帶鋼表面極容易產(chǎn)生縱向條紋，而且邊浪嚴(yán)重，表面粗糙度也不能滿足要求，這些缺陷不僅極大地影響了外觀，而且影響客戶的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種一次冷軋的蔭罩帶鋼及其制造方法，使得生產(chǎn)出的蔭罩帶鋼表面外觀和性能都能夠滿足用戶的要求。為此要顯著提高一次冷軋蔭罩帶鋼的材質(zhì)性能及后續(xù)加工性能，提高生產(chǎn)效率和通板穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本，并針對(duì)一次冷軋蔭罩帶鋼表面容易產(chǎn)生縱向條紋和邊浪的問題，提供一種控制技術(shù)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一次冷軋蔭罩帶鋼，其成分重量百分比為C ≤0.002，優(yōu)選為C≤0.0017Ti 0.035-0.05Mn 0.10-0.25，優(yōu)選為0.15～0.25Al 0.03-0.06Cr 0.002-0.03Si ≤0.03N ≤0.003P ≤0.012S ≤0.01O ≤0.004余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，包括如下步驟，a.冶煉、鑄造、熱軋，熱軋終軋溫度880～900℃，卷取溫度510～610℃；b.酸洗冷軋；c.準(zhǔn)備機(jī)組切邊，切除邊裂、毛刺等邊部缺陷；d.連續(xù)退火，連續(xù)退火的加熱段、均熱段板溫控制在675～695℃之間，均熱時(shí)間為20～35s；e.平整，采用雙機(jī)架六輥平整機(jī)干平整，工作輥輥徑為410～460mm，工作輥凸度為0.12～0.24mm；一機(jī)架軋制力為9,000～12,000KN，二機(jī)架軋制力為6,000～8,000KN。
進(jìn)一步，工作輥表面硬度為Hs 93～97，中間輥表面硬度為Hs 81～85；工作輥表面經(jīng)電火花毛化后優(yōu)選再經(jīng)過鍍鉻處理。
工作輥表面經(jīng)電火花毛化處理或進(jìn)一步經(jīng)鍍鉻處理后平均表面粗糙度(Ra)范圍為0.80～1.20μm，單位長度(cm)峰值個(gè)數(shù)(PC)為130～170個(gè)。
雙機(jī)架彎輥力均為300～500KN。
雙機(jī)架平整機(jī)入口單位張力控制在11～13kg/mm2，中間和出口單位張力控制在35～48kg/mm2。
平整延伸率為1.3～2.0％。
上述生產(chǎn)方法的生產(chǎn)工藝參數(shù)除ZL01113107.1中所述的熱軋板坯加熱溫度為1200-1250℃、冷軋變形量為87-93％之外，另將熱軋工藝參數(shù)優(yōu)化為熱軋終軋溫度為880-900℃、熱軋卷取溫度為510-610℃。另外，在連續(xù)退火之前增加準(zhǔn)備機(jī)組切邊流程，便于安全通板。對(duì)后續(xù)連續(xù)退火和平整工藝參數(shù)也進(jìn)行嚴(yán)格控制，主要工藝參數(shù)如下退火溫度和時(shí)間分別為675-695℃和20-35s；平整工作輥凸度和輥徑分別為0.12-0.24mm和410-460mm；平整輥表面粗糙度Ra和PC值分別為0.80-1.20μm和130-170個(gè)/cm；本發(fā)明從化學(xué)成分角度與專利ZL01113107.1相比，有以下變化其一，將C、Ti、Mn和Al的范圍縮小，從而，主要元素得到嚴(yán)格控制，蔭罩帶鋼的性能更加穩(wěn)定；其二，不添加昂貴的Nb元素，大大降低了生產(chǎn)成本；其三，O和S的范圍放寬，降低了煉鋼工序的成本。
本發(fā)明從工藝角度與對(duì)比專利ZL01113107.1相比，有以下變化其一，熱軋終軋溫度和卷取溫度降低，而且范圍縮小，有利于控制熱軋板坯的質(zhì)量，提高酸洗速度及成品的表面質(zhì)量并且大大降低了生產(chǎn)成本；其二，連續(xù)退火溫度有所降低，溫度范圍變小，均熱時(shí)間縮短，這意味著生產(chǎn)速度提高了，因此，減少連續(xù)退火溫度和均熱時(shí)間不僅降低了生產(chǎn)成本，也提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；其三，增加準(zhǔn)備機(jī)組切邊流程，能有效地去除帶鋼邊部缺陷(如邊裂、毛刺等)，提高了通板的安全性和通板效率，特別是寬料的通板安全性。其四，也是最重要的，本發(fā)明提供了一整套平整工藝技術(shù)參數(shù)，包括平整方式、平整工作輥輥徑、工作輥凸度、平整輥表面毛化及后處理方式及表面硬度、表面粗糙度、平整延伸率、軋制力、張力及彎輥力等詳細(xì)參數(shù)，使得帶鋼表面質(zhì)量及板形質(zhì)量顯著提高。
采用本發(fā)明專利提供的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝參數(shù)生產(chǎn)出來的蔭罩帶鋼具有優(yōu)良的材質(zhì)性能和表面質(zhì)量，表面縱向條紋明顯減輕甚至消除，并且板形優(yōu)良，利用本專利的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝參數(shù)還可以進(jìn)行雙倍尺蔭罩帶鋼的生產(chǎn)，如寬度為490mm的蔭罩帶鋼，若采用對(duì)比專利ZL01113107.1的生產(chǎn)工藝只能進(jìn)行單倍尺生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低下，并且成材率較低，而采用本專利的工藝可以進(jìn)行雙倍尺(即490mm×2)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率是原來的2倍，成材率也從原來的70％左右提高到90％以上。
本發(fā)明的控制及原理如下采用較低的熱軋終軋溫度和卷取溫度，使帶鋼表面氧化鐵皮減少，這樣從上游工藝就開始嚴(yán)格控制表面質(zhì)量，使得帶鋼在熱軋階段生成的可能缺陷降到最低，溫度范圍的縮小也使得控制更為精確，有利于帶鋼質(zhì)量的穩(wěn)定控制。
本發(fā)明增加了準(zhǔn)備機(jī)組切邊流程，這是因?yàn)槭a罩帶鋼在平整工序生產(chǎn)過程中，在大張力條件下，帶鋼邊部的缺陷(例如毛刺和小裂紋)易導(dǎo)致平整斷帶，本發(fā)明的一種蔭罩帶鋼中間產(chǎn)品在經(jīng)過CAPL(連續(xù)退火和平整)之前先經(jīng)過CPL(鋼卷準(zhǔn)備機(jī)組)切邊，徹底去除前工序產(chǎn)生的邊裂和毛刺，避免平整時(shí)大張力情況下的斷帶，從而使得蔭罩帶鋼在較大的張力和軋制力條件下更有效地改善帶鋼表面質(zhì)量，消除條紋。
準(zhǔn)備機(jī)組切邊后，蔭罩帶鋼要經(jīng)過連續(xù)退火，其實(shí)質(zhì)是將冷軋后加工硬化的帶鋼進(jìn)行回復(fù)退火處理，從而改善帶鋼板形和組織結(jié)構(gòu)、并部分消除加工硬化，由于是在接近材料的再結(jié)晶溫度附近進(jìn)行高溫回復(fù)退火，因此帶鋼的材質(zhì)性能對(duì)退火溫度非常敏感，故加熱段和均熱段的板溫和均熱時(shí)間是連續(xù)退火過程的關(guān)參數(shù)，實(shí)踐證明，這兩個(gè)溫度越高對(duì)控制縱向條紋越有利，但過高的溫度會(huì)使帶鋼局部地方再結(jié)晶形核，發(fā)生局部再結(jié)晶，甚至晶粒長大，這不利于蔭罩帶鋼成品材質(zhì)性能的控制，對(duì)蝕刻后的蔭罩網(wǎng)板再經(jīng)二次退火后組織性能的控制也不利，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于本發(fā)明的蔭罩帶鋼，將其連續(xù)退火過程加熱段和均熱段板溫控制在675-695℃之間，均熱時(shí)間控制在20-35s。退火溫度和時(shí)間是相互匹配的，退火溫度越低且時(shí)間越短，材料達(dá)不到通過高溫回復(fù)改善板形和材質(zhì)的目的，相反，退火溫度越高而且時(shí)間過長，雖然板形能得到更好的改善，但帶鋼容易發(fā)生局部再結(jié)晶，導(dǎo)致材質(zhì)不均勻且惡化蔭罩帶鋼的蝕刻性能。
經(jīng)過連續(xù)退火處理后，蔭罩帶鋼進(jìn)入非常重要的平整工序，平整的主要作用如下1.提高高溫回復(fù)退火后蔭罩帶鋼的強(qiáng)度和硬度；2.改善板形，獲得良好的帶鋼平直度；3.賦予帶鋼表面合適的表面形貌，包括Ra、Rmax、Sm和Rsk等；4.消除蔭罩帶鋼各種表面缺陷。
基于平整機(jī)上述作用，必須嚴(yán)格控制平整機(jī)的相關(guān)參數(shù)，包括平整方式、平整延伸率、平整工作輥凸度、工作輥輥徑、表面粗糙度、表面處理狀態(tài)、表層硬度以及雙機(jī)架的平整軋制力、各段張力、彎輥力，特別是后三個(gè)技術(shù)參數(shù)的相互匹配決定了蔭罩帶鋼成品的板形、表面形貌、材質(zhì)性能及表面缺陷的消除狀況。經(jīng)過多次工業(yè)試驗(yàn)摸索，獲得如下平整相關(guān)工藝技術(shù)參數(shù)帶鋼在平整之前，各工序都可能產(chǎn)生各種表面缺陷，特別是輥印、壓痕、劃傷等，但是經(jīng)過雙機(jī)架平整機(jī)一定的壓下變形之后能夠消除或減輕帶鋼表面缺陷，為了確保帶鋼表面質(zhì)量的改善和表面形貌的控制，將延伸率控制在1.3-2.0％，而常規(guī)硬質(zhì)材的平整延伸率遠(yuǎn)低于1.3％。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，要提高平整延伸率，軋制力、單位張力和彎輥力都必須大幅度增加，但過大的平整延伸率易造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，帶鋼板形差，而且平整輥使用壽命也將縮短。延伸率過小，則工作輥的表面粗糙度難以復(fù)制到帶鋼表面，使得帶鋼粗糙度難以達(dá)到要求，前工序帶來的表面缺陷也難以減輕和消除；軋蔭罩帶鋼的雙機(jī)架平整機(jī)工作輥凸度為0.12-0.24mm。此凸度比軋一般性鋼種的平整工作輥凸度要大很多，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于本發(fā)明的蔭罩帶鋼來說，如果凸度太高，超過0.24mm，容易產(chǎn)生中浪，而凸度太低，低于0.12mm則容易產(chǎn)生邊浪，均不利于板形控制；雙機(jī)架平整機(jī)工作輥輥徑為410-460mm。輥徑過大，導(dǎo)致實(shí)際軋制力增大，平整機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)功率也要增加，否則延伸率達(dá)不到1.3％，輥徑過小，實(shí)際軋制力過小，帶鋼表面形貌和表面質(zhì)量難以控制，工作輥的粗糙度也不能按要求復(fù)制到帶鋼表面，而且表面缺陷難以消除。
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)及用戶的檢驗(yàn)，確定了雙機(jī)架平整機(jī)工作輥平均表面粗糙度(Ra)為0.80-1.20μm，單位長度(cm)峰值個(gè)數(shù)(PC)為130-170個(gè)。平整工作輥Ra和PC值直接影響蔭罩帶鋼成品的Ra、Rmax、Rsk和Sm值，因此，工作輥Ra和PC值一定要適度，表面粗糙度太大將影響蔭罩網(wǎng)板蝕孔的邊界，太小則影響蔭罩帶鋼在曝光前抽真空時(shí)的真空度。
雙機(jī)架平整機(jī)工作輥表面經(jīng)電火花毛化后優(yōu)選經(jīng)過鍍鉻處理。經(jīng)鍍鉻處理后的工作輥壽命明顯延長，而且也有利于改善和穩(wěn)定控制帶鋼表面粗糙度的各項(xiàng)指標(biāo)；雙機(jī)架平整機(jī)工作輥表面硬度為Hs 93-97，中間輥表面硬度為Hs81-85。輥面硬度過高或表面硬度范圍小，例如工作輥Hs 95-97，則輥?zhàn)拥氖褂脡勖鼘⒖s短，且要求鍍鉻量增加，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，輥面硬度過低，帶鋼表面容易產(chǎn)生輥??；雙機(jī)架平整機(jī)入口單位張力控制在11-13kg/mm2，中間和出口單位張力控制在35-48kg/mm2。張力過大，容易斷帶，生產(chǎn)不穩(wěn)定，張力過小，帶鋼板形和表面質(zhì)量都不好；第一機(jī)架軋制力為9,000-12,000KN，第二機(jī)架軋制力為6,000-8,000KN。軋制力過大，帶鋼容易產(chǎn)生邊浪，力能消耗增加，軋制力過小，輥面粗糙度難以復(fù)制到帶鋼表面，而且為了達(dá)到要求的平整延伸率不得不增加張力，從而增加了斷帶危險(xiǎn)。
雙機(jī)架彎輥力均為300-500KN。彎輥力太小，易產(chǎn)生邊浪，特別是軋制較寬的蔭罩帶鋼時(shí)，更容易產(chǎn)生邊浪，因此將一機(jī)架和二機(jī)架彎輥力控制到設(shè)備的最大能力300-500KN，彎輥力過大，設(shè)備能力達(dá)不到。
通過上述一系列的平整相關(guān)工藝技術(shù)參數(shù)的控制，得到的蔭罩帶鋼不僅保留了專利ZL01113107.1中的所有優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)效率也得到了提高，生產(chǎn)成本也降低了，同時(shí)表面缺陷得到有效消除，板形良好，特別是表面縱向條紋幾乎完全消失。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)發(fā)明的工藝參數(shù)不同，通過實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步說明。
各實(shí)施案例的工藝過程為連鑄板坯在熱軋前加熱到熱軋開坯溫度，經(jīng)粗軋、精軋及層流冷卻后卷取，經(jīng)2-3天的室溫冷卻后，再經(jīng)過CDCM機(jī)組(酸洗和冷連軋)，而后再經(jīng)過準(zhǔn)備機(jī)組切邊，以及CAPL機(jī)組(連續(xù)退火和平整)，最后經(jīng)內(nèi)部缺陷和表面質(zhì)量檢查、切邊及分卷等精整工序生產(chǎn)出蔭罩帶鋼成品。
化學(xué)成分見表1，主要工藝技術(shù)參數(shù)見表2，質(zhì)量實(shí)績見表3。
表1 實(shí)施例與對(duì)比例化學(xué)成分(wt％)


表2 實(shí)施例與對(duì)比例的主要工藝技術(shù)參數(shù)

表3 實(shí)施例與對(duì)比例的質(zhì)量實(shí)績

注*為不合格項(xiàng)。
采用本發(fā)明所述的生產(chǎn)工藝及參數(shù)得到蔭罩帶鋼表面縱向條紋明顯減輕甚至消除，表面粗糙度能夠滿足要求，質(zhì)量非常穩(wěn)定，生產(chǎn)效率大大提高。而采用對(duì)比專利ZL01113107.1的生產(chǎn)工藝，因其某些工藝參數(shù)沒有嚴(yán)格控制，生產(chǎn)出來的蔭罩帶鋼板形較差，存在表面縱向條紋、邊裂等缺陷，表面粗糙度值也不穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一次冷軋蔭罩帶鋼，其成分重量百分比為C ≤0.002Ti 0.035-0.05Mn 0.10-0.25Al 0.03-0.06Cr 0.002-0.03Si ≤0.03N ≤0.003P ≤0.012S ≤0.01O ≤0.004余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一次冷軋蔭罩帶鋼，其特征是，C≤0.0017、Mn0.15～0.25以重量百分比計(jì)。
3.一種一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，包括如下步驟，a.冶煉、鑄造、熱軋，熱軋終軋溫度880～900℃，卷取溫度510～610℃；b.酸洗冷軋；c.準(zhǔn)備機(jī)組切邊，切除邊裂、毛刺等邊部缺陷；d.連續(xù)退火，連續(xù)退火的加熱段、均熱段板溫控制在675～695℃之間，均熱時(shí)間為20～35s；e.平整，采用雙機(jī)架六輥平整機(jī)平整，工作輥輥徑為410～460mm，工作輥凸度為0.12～0.24mm；一機(jī)架軋制力為9,000～12,000KN，二機(jī)架軋制力為6,000～8,000KN。
4.如權(quán)利要求3所述的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，工作輥表面硬度為Hs 93～97，中間輥表面硬度為Hs 81～85。
5.如權(quán)利要求3所述的蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，工作輥表面經(jīng)電火花毛化處理或進(jìn)一步經(jīng)過鍍鉻處理。
6.如權(quán)利要求3或5所述的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，工作輥表面經(jīng)電火花毛化處理或進(jìn)一步鍍鉻處理之后平均表面粗糙度(Ra)范圍為0.80～1.20μm，單位長度(cm)峰值個(gè)數(shù)(PC)為130～170個(gè)。
7.如權(quán)利要求3所述的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，雙機(jī)架彎輥力均為300～500KN。
8.如權(quán)利要求3所述的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，雙機(jī)架平整機(jī)入口單位張力控制在11～13kg/mm2，中間和出口單位張力控制在35～48kg/mm2。
9.如權(quán)利要求3所述的一次冷軋蔭罩帶鋼的制造方法，其特征是，平整延伸率為1.3～2.0％。
全文摘要
一次冷軋蔭罩帶鋼及其制造方法，包括如下步驟冶煉、鑄造、熱軋，熱軋終軋溫度880～900℃，卷取溫度510～610℃；酸洗冷軋；準(zhǔn)備機(jī)組切邊，切除邊裂、毛刺等邊部缺陷；連續(xù)退火，連續(xù)退火的加熱段、均熱段板溫控制在675～695℃之間，均熱時(shí)間為20～35s；平整，采用雙機(jī)架六輥平整機(jī)干平整。本發(fā)明通過對(duì)一次冷軋蔭罩帶鋼的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝流程、工藝參數(shù)，得到的一次冷軋蔭罩帶鋼具有優(yōu)良的材質(zhì)性能，表面縱向條紋明顯減輕甚至消失，并且板形優(yōu)良，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低，而且產(chǎn)品質(zhì)量能夠更好地滿足彩色顯像管用蔭罩帶鋼的要求。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1888118SQ200510027400
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者李俊, 儲(chǔ)雙杰, 關(guān)海玲, 林秀貞, 金仁忠, 龔建清 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司