一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種鋼板，尤其設及一種搪瓷用鋼板。本發明還設及了一種該搪瓷用 鋼板的制造方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的涂搪技術，特別是針對一次搪瓷或直接一次搪瓷（direct-on)工 藝在涂搪之前均要求對鋼板表面進行嚴格的預處理，預處理包括脫脂、酸洗和披鑲 (Nickel-plating)等相關工藝，其目的在于清除鋼板表面殘留物、改善表面特性，并提高鋼 板的涂搪性能。
[0003] 近些年，涂搪技術和涂搪工藝已經不斷地取得創新和發展，特別是針對釉料的低 成本化及前期處理工藝的簡化，集中體現為對于搪瓷用鋼更新和更高的性能方面的要求。 比如，在釉料方面，為了提高耐酸等耐腐蝕性能，釉料中會添加更多的石英組份；又比如， 現有釉料中的二氧化娃通常達到60%W上，為了降低成本和提升環保效益，相應地減少氧 化鑲、氧化鋪等密著劑的含量甚至根本不添加該些類型的密著劑。另外，在前處理工藝方 面，從更加環保和節能的角度出發，逐步省略了披鑲甚至酸洗工藝，該樣就要求鋼板更容易 與釉料密著，為此，對于鋼板表面質量控制也更為嚴格。此外，為了節能，燒成溫度也更低。 另一方面，搪瓷技術的發展和工藝的改革不僅沒有降低對搪瓷制品質量的要求反而要求更 高，該就要求鋼板的內在質量和表面質量要更好地適應釉料和搪瓷工藝。
[0004][0005][0006]

【發明內容】

[0007] 本發明的目的在于提供一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板，其具有優良的表面特性 和良好的內在質量。該搪瓷用鋼板在涂搪之前無需經過酸洗和披鑲處理，僅需要進行脫脂 處理，甚至在不進行脫脂處理的條件下，鋼板與瓷釉之間也可W實現優異的密著，使得經涂 搪后的鋼板具有優良的密著性能和良好的搪瓷表面質量。
[000引為了實現上述目的，本發明提出了一種用于直接施釉的搪瓷用鋼板，其化學元素 質量百分比含量為：
[0009] C:0. 0005 ~0. 002% ;
[0010] Mn:0. 24 ~0. 50% ;
[0011] S:0. 021~0. 035%;
[0012] 0:0. 025~0. 055% ;
[001引Si 0.010%;
[0014] P;《0.015%;
[0015] Al;《0.010%;
[0016] N;《0.003%;
[0017] 余量為化和其他不可避免的雜質；
[001引此外還需滿足；0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《0. 30% ;2. 7X0+4. 4XS>0. 14%。
[0019] 本發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的各化學元素的設計原理為：
[0020] C;碳是固溶元素。當碳含量較低時，碳W固溶形式存在。當碳含量較高時，碳也 會和鐵形成滲碳體（FesC)。在鋼中加入可W形成碳化物的合金元素的情況下，碳也能夠W 碳化物形式析出。由于碳含量越低，冶煉生產的難度越高，生產成本也會隨之上升，故碳含 量需要在0.0005%W上。當碳含量低于0.002%時，碳主要W固溶形式存在，不會形成滲碳 體，該樣，就避免了因滲碳體在搪瓷的高溫燒結過程中狀態不穩定而發生分解產生氣體，進 而使得該氣體逸出搪瓷層表面而導致鋼板表面缺陷。對于本發明所述的用于直接施釉的搪 瓷用鋼板來說，碳含量需要控制在0.002%W下，首先鋼中要盡量少地加入鐵、魄等該些貴 重金屬元素，目的在于降低生產成本，該樣鋼中的碳就會w固溶形式或w滲碳體形式存在。 本發明的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的C含量控制為：0. 0005%《C《0. 002%。
[0021] Si;娃是脫氧元素。娃在鋼中通常W固溶形式或W二氧化娃的形式存在。由于娃 或二氧化娃容易沉積在鋼板表面，如果大量的娃或二氧化娃沉積在鋼板表面，那么在高溫 燒成時會阻礙鋼板與搪瓷在介面的各種介質的擴散和反應進程，從而導致直接施釉時鋼板 與瓷釉之間的密著性能不良，故而，本技術方案希望將Si含量控制得越低越好。但是，由于 冶煉和燒鑄過程中，鋼板中不可避免地會殘留一部分娃或二氧化娃。此外，鋼包和耐材在受 到浸蝕時也會有二氧化娃溶入鋼中，在鋼中存在著娃或二氧化娃是不可避免的。鑒于此，本 發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的Si含量不能超過0. 010%。
[0022] P;磯容易在鋼中的晶界上偏聚，容易在搪燒時產生氣泡和黑點，從而影響搪瓷的 表面質量。對于本發明的技術方案來說，磯是有害的雜質元素，在鋼中需要控制得越低越 好。基于本發明的技術方案，需要將用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的P的質量百分含量設 計為；P《0.015%。
[0023]A1;侶是強氧化物的形成元素，此類夾雜物的塑性差，鋼中具有大量的氧化侶夾雜 會嚴重損害鋼板的塑性和加工性。為此，本發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的侶 含量應當控制為《0.010%。
[0024]N;氮是固溶元素。一旦氮含量過高，會對鋼板的時效性產生影響，為此，需要將本 發明的用于直接施釉的搪瓷用鋼板中的N含量控制為《 0.003%。
[0025]Mn、S和0;鋪和硫、氧元素在鋼中主要會形成氧化鋪和硫化鋪。為此，基于本 發明的技術方案，需要將Mn元素、S元素和0元素的質量百分含量分別設定為0. 24 % 《Mn《0. 50%，0. 021%《S《0. 035%，0. 025%《0《0. 055%。
[0026] 此外，上述鋪、硫及氧元素還需要滿足0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《 0.30 %且 2. 7X0+4. 4XS> 0. 14%的約束條件，W避免上述S種元素之間的不匹配性，其原因在于： 只有鋪、硫及氧元素滿足W上關系式，才能夠保證鋼中具有足夠的夾雜物數量。另外，在鋼 板的冷加工過程中，由于MnS、MnO和鋼的基體之間的變形不協調，在夾雜物和夾雜物之間 W及夾雜物和鋼的基體之間會產生更多的間隙，該些間隙即為貶氨陷阱，足夠的貶氨陷阱 才可W滿足鋼板抗鱗爆性能的要求。
[0027] 進一步地，本發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板還含有Nb:0. 0005~ 0. 010%，V:0. 001 ~0. 03%，Ti:0. 001 ~0. 03%，B:0. 0001 ~0. 002%的至少其中之一。 [002引佩、V、Ti和B;魄和饑元素均是強碳、氮化物的形成元素，并且會提高鋼板的再結 晶溫度和強度。鐵可W與氧、碳、氮和硫等相結合，既可W形成單一的化合物，又可W形成 復合的化合物，鐵固定碳、氮和硫元素后能夠提高鋼板的塑性和抗鱗爆性。同時，鐵與氧、 氮可W在很高的溫度下（例如，在鋼液中）形成化合物，故而，此類化合物的狀態相對來說 十分穩定。由此，該類化合物的顆粒也相對粗大，會對鋼板的塑性會產生不利影響。如果 添加過量的鐵、魄和饑等合金元素，不僅會改變氧化物夾雜的組成，甚至會改變夾雜物的形 貌特征。此外，該些氧化物夾雜也會積聚在鋼板表面，從而改變鋼板的表面特性，進而使得 鋼板的表面特性難W控制，最終影響涂搪性能的穩定性。棚在鋼中既能夠W固溶形式存在， 也可W與氧、氮等形成氧化棚和氮化棚。雖然棚在鋼中具有有益作用，但是棚含量過高則 容易導致在連鑄過程中的鋼板鑄巧上產生裂紋等缺陷。在本發明的用于直接施釉的搪瓷用 鋼板中，需要將Nb、V、Ti和B分別控制為；Nb;0. 0005~0. 010%，V;0. 001~0. 03%，Ti; 0. 001 ~0. 03%，B;0. 0001 ~0. 002%。
[0029] 進一步地，本發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板還含有殘余的化、&、Ni和 Mo的至少其中之一，其中化+化+Ni+Mo《0. 20%。
[0030] 化、化、Ni和Mo;上述元素在鋼中均為殘留元素。如果它們的含量過高或波動太 大，會對鋼板的力學性能和涂搪性能造成不利影響或產生明顯波動。但是，該些殘留元素在 鋼中也不容易被徹底清除干凈，否則會大幅度地提高生產冶煉成本。基于此，根據該些元素 在鋼中的析出行為和特性，需要將上述該些元素控制在合理的范圍內，并盡可能地控制該 些殘留元素的總量，即將化、化、Ni和Mo的總量控制為：化+化+Ni+Mo《0. 20%，W避免該 些殘留元素對鋼板的抗鱗爆性能、密著性及鋼板搪瓷表面質量等綜合性能帶來不利影響。
[0031] 進一步地，本發明所述的用于直接施釉的搪瓷用鋼板的表面粗趟度為0.5~ 3. 0ym，且其表面具有氧化膜。
[0032] 將搪瓷用鋼板的表面粗趟度控制在0. 5~