本发明涉及一种冷轧镀锡钢板，特别涉及一种方罐用冷轧镀锡钢板及其制造方法，具体而言涉及一种非扩径方罐用冷轧镀锡钢板及其制造方法，属于铁基合金
技术领域：
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背景技术：
：镀锡钢板用于金属包装时通常有圆罐、方罐以及异形罐。圆罐罐身仅成圆无变形，通常用硬质的t4、t5以及dr7/8/9系列产品，硬度在60hr30tm及以上，屈服大于380mpa；方罐及异形罐罐身需要胀方、扩径或不规则变形，为避免出现滑移线或起棱等问题，通常用软质的t3、t2.5、t1.5产品，硬度在60hr30tm以下，屈服强度小于350mpa。对于方罐来说，其加工过程是先成圆焊接形成圆筒身，再通过液压设备施加一定的力使其胀成四个角为圆弧状的方罐身，罐口成长方形或正方形，随后再进行翻边、加盖卷封，形成方罐成品。胀方过程材料发生折弯变形，翻边及卷封过程材料发生扩孔及拉伸变形，这两个过程要求材料具有良好的加工性能，强度和硬度适宜，且延伸率较好；但考虑到方罐最终的用途，需要盛装固体内容物，又需要材料具备一定的承载性，避免瘪罐。现有技术中，通常有两种方法来生产用于方罐的镀锡钢板。一种是低碳铝镇静钢进行罩式退火，通过保温时间的延长使固溶碳、氮充分析出。目前国内大部分方罐用钢即采用此方法，该方法投资小，但退火时间长，生产效率低，且由于罩式退火的特点，生产的带钢容易出现带头尾机械性能不均、板形不良、粘结等缺陷。同时，由于近几年制罐行业的发展，制罐线速度大幅提升，对带钢的性能均匀性、板形、表面质量要求大幅提升，常规的罩退材已不能满足方罐生产的需要。另一种方法是用超低碳钢进行连续退火，通过低温出炉、高温卷取、高温退火一系列手段获得方罐用钢。该方法可有效克服罩式退火的各种缺点，产品性能及表面均能很好地满足方罐用。但因超低碳钢的生产工艺复杂，与低碳钢相比必须要经过rh炉精炼处理，生产成本增加。申请公布号为cn101864534a的中国专利文件公开了一种用连续退火方式生产的软质镀锡板，该镀锡板成份为c：0.01～0.03％、si：≤0.025％、mn：0.10～0.25％、p：≤0.015％、s：≤0.012％、als：0.04～0.08％、n：≤0.004％，使用连续退火方式生产，退火温度≥650度，保温时间≥20s。该发明c含量在0.01～0.03％，p：≤0.015％、s：≤0.012％，属于超低碳钢，且成份设计范围较窄，在实际生产过程中脱p脱s难度大，生产成本高。公开号为cn1118814a的中国专利文件公开了一种加工性良好的非时效性罐用钢板的制造方法，该发明钢板的成分为c：0.0015～0.0100％、si：≤0.020％、mn：0.10～1.2％、p：0.005～0.040％、s：≤0.015％、als：0.02～0.10％、n：≤0.005％，采用730℃以上的温度进行退火，属于超低碳if钢，退火后的碳残存量不到0.0015％，生产成本高，性能优异，断后延伸率可以达到50％。但在用于仅胀方无扩径的方管加工时，该材料明显存在质量过剩。技术实现要素：本发明的目的是提供一种方罐用冷轧镀锡钢板及其制造方法，主要解决现有技术中方罐用冷轧镀锡钢板的强度偏低、制造成本高以及制罐成材率低的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种方罐用冷轧镀锡钢板，其基板的化学成分重量百分比为：c：0.05％～0.07％，si≤0.04％，mn：0.2％～0.3％，p≤0.02％，s≤0.02％，alt：0.02％～0.05％，n≤0.0045％，余量为fe及不可避免的杂质元素。本发明方罐用冷轧镀锡钢板的金相组织为铁素体和游离渗碳体，组织晶粒度级别为i8.0～i8.5级，0.22～0.40mm厚冷轧镀锡钢板的下屈服强度rel为330mpa～360mpa，抗拉强度rm为370mpa～400mpa，断后伸长率a50mm≥25％，硬度值为55～59hr30tm。本发明所述的方罐用冷轧镀锡钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：碳：碳是最有效的固溶强化元素。适当提高c含量，提高退火温度，有利于降低镀锡板屈强比，加工性能好，但碳含量过高，材料强度提高，塑性下降，不利于罐身成型及翻边，碳含量过低，则需要对钢水进行rh真空脱碳，增加了工艺过程。因此，c含量控制在0.05％～0.07％之间。硅：钢板中的si含量越高，si被氧化生成的sio2的含量越高，而sio2对涂层的粘附性不利。因此si元素要求控制在0.04％以下。锰：硫元素会引起材料的热脆性，添加一定量的锰，可以形成mns，从而解决硫的热脆性问题。另锰也是一种强化元素，结合调制度的要求，限定锰范围为0.2％～0.3％。磷、硫：p、s元素为钢中的有害元素，其含量越低越好，考虑炼钢控制能力和成本因素，p、s控制在0.02％以下。铝：铝元素主要有两个作用，其一是作为低碳铝镇静钢的脱氧剂，为保证脱氧效果，alt含量不小于0.02％；其二是固定n原子，为了提高材料的耐时效性能，必须含有足够量的al，以便与钢中的n生产aln，但alt含量过高，容易形成al2o3非金属夹杂物。因此alt的控制范围为0.02～0.05％。氮：n也是引起材料时效的主要因素，在本发明中属于尽量降低的元素，但n含量越低，炼钢控制难度越大，综合考虑，n含量控制在0.0045％以下。上述方罐用冷轧镀锡钢板的制造方法，该方法包括：钢水经连铸得到连铸板坯，其中所述钢水化学成分的重量百分比为：c：0.05％～0.07％，si≤0.04％，mn：0.2％～0.3％，p≤0.02％，s≤0.02％，alt：0.02％～0.05％，n≤0.0045％，余量为fe及不可避免的杂质元素；连铸板坯经加热炉加热至1160℃～1200℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为5道次连轧，精轧为7道次连轧，精轧结束温度为850℃～890℃；精轧后钢板厚度为2.2～2.6mm，层流冷却采用后段冷却，卷取温度为620℃～660℃卷取获得热轧钢卷；热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、立式连续退火炉退火、平整、电镀锡，卷取得到厚度为0.22mm～0.40mm成品钢板，所述冷轧压下率为85％～90％，经过冷轧后的轧硬状态带钢在立式连续退火炉退火的均热段温度为670～700℃，带钢在均热段的退火时间为60s～90s，平整延伸率为0.8～1.2％。本发明采取的生产工艺的理由如下：1、连铸板坯加热温度的设定板坯加热温度主要是为了保证后续的终轧及卷取温度。加热温度过低，由于热轧过程中的自然温降，无法保证本发明要求的终轧温度；加热温度过高，则是会了燃料消耗，而对带钢本身无任何益处。考虑到经济型及后续工艺保证，本发明板坯加热温度优选为1160℃～1200℃。2、精轧结束温度设定本发明采用奥氏体轧制，精轧温度需高于ar3相变点温度，一般在850℃以上；终轧温度过高，带钢表面氧化严重，产品表面质量差。综合考虑，本发明设定精轧结束温度为850℃～890℃。3、层流冷却方式和热轧卷取温度设定卷取温度影响到氮化物及碳化物的析出过程,特别是aln的析出。高温卷取温卷取能促进aln的析出和粗化,同时产生的粗大碳化物，这些碳化物在退火期间也难以溶解。但卷取温度过高会产生较多的氧化铁皮，影响冷轧后的带钢表面质量。综合考虑，层流冷却采取后段冷却的方式，本发明设定卷取温度为620℃～660℃。4、冷轧压下率设定冷轧压下率将影响材料的力学性能，而且适宜的冷轧压下率便于轧硬材尺寸精度的保证和版型的控制。压下率太小则材料成形性差，压下率太大则冷轧生产消耗增加而且轧硬材板形差，影响后续连退工序的高速稳定通板。本发明采用6辊ucm(万能凸度带中间辊窜动)5机架冷连轧机进行一次冷轧生产。鉴于轧制质量保证及成本因素，本发明冷轧压下率优选为85～90％。5、退火温度和退火时间的设定本发明采用立式连续炉对轧硬后的钢带进行连续退火，连续退火炉的均热段火温度应保证钢带在轧制阶段形成的纤维状组织完成再结晶，形成等轴晶粒；同时为了使等轴晶粒充分长大，消除残余应力，保温时间必须要保证在60s以上；保温时间也不能太长，否则会导致带钢瓢曲的风险增大，且连退机组速度太低，生产率低，经济型不佳。综合考虑，经过反复试验，本发明设定钢带在立式连续退火炉均热段的退火温度为670～700℃，在均热段的退火时间设定为60s～90s。6、平整延伸率设定钢带退火后采用双机架平整机进行平整，平整延伸率控制低于0.8％时，屈服平台难以消除，且板形和表面粗糙度无法保证；平整延伸率高于1.2％时，硬度和强度将显著提高，材料成型性能劣化。因此，本发明设定平整延伸率为0.8～1.2％之内。本发明方法生产的方罐用冷轧镀锡钢板的金相组织为铁素体和游离渗碳体，组织晶粒度级别为i8.0～i8.5级，下屈服强度rel为330mpa～360mpa，抗拉强度rm为370mpa～400mpa，断后伸长率a50mm≥25％。本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明采用普通的低碳铝镇静钢，与其他连退方式生产的超低碳钢相比，无需进行rh精炼处理，炼钢工艺更简单，钢水成本降低50～100元/吨。2、本发明采用连续退火进行生产，克服了罩退工艺中钢板强度偏低、板形及表面质量不佳、成材率低的问题。3、本发明通过合理设定板坯加热温度、终轧温度、卷取温度、冷轧压下率、连续退火、平整参数生产出性能优异的方罐用镀锡钢板，成型性好，质量稳定。附图说明图1为本发明实施例1方罐用冷轧镀锡钢板的金相组织照片。具体实施方式下面结合实施例1～4对本发明做进一步说明。表1为本发明实施例钢的化学成分(按重量百分比计)，余量为fe及不可避免杂质。表1本发明实施例钢的化学成分，单位：重量百分比元素csimnpsaltn本发明0.05～0.07≤0.040.20～0.30≤0.02≤0.020.02～0.05≤0.0045实施例10.05280.01070.23770.01390.01210.02520.00215实施例20.06810.00390.22810.01240.01220.02200.00237实施例30.05930.00690.2140.01090.00990.02320.00293实施例40.06850.0150.23370.01280.00830.02640.00447通过转炉熔炼得到符合要求化学成分的钢水，钢水经吹氩直上处理后进行连铸得到连铸板坯，连铸板坯的厚度为210～230mm，宽度为800～1300mm，长度为5000～10000mm。炼钢生产的定尺板坯送至加热炉再加热，出炉除磷后送至连续热连轧轧机上轧制。通过粗轧轧机和精轧连轧机组控制轧制后，层流冷却采用后段冷却，然后进行卷取，产出热轧钢卷。热轧工艺控制见表2。表2本发明实施例热轧工艺控制参数将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗后，在6辊ucm(万能凸度带中间辊窜动)5机架冷连轧机进行一次冷轧，冷轧的压下率为85％～90％，经过冷轧后轧硬状态的钢带经过立式连续退火炉退火、平整、电镀锡，卷取得到厚度0.22～0.40mm的成品镀锡钢卷。退火工艺为：钢带在立式连续退火炉的均热段的退火温度范围为670～700℃，在均热段的时间为60s～90s。冷轧、退火、平整工艺控制参数见表3。表3本发明实施例冷轧、退火、平整工艺控制参数参数冷轧压下率/％退火温度/℃退火时间/s平整延伸率/％冷轧钢板厚度/mm本发明85～90670～70060～900.8～1.20.22～0.40实施例189680701.00.25实施例290700600.80.22实施例387675801.20.32实施例485670901.20.40利用上述方法得到的方罐用冷轧镀锡钢板，参见图1，冷轧镀锡钢板的金相组织为铁素体和游离渗碳体，组织晶粒度级别为i8.0～i8.5级，下屈服强度rel为330mpa～360mpa，抗拉强度rm为370mpa～400mpa，断后伸长率a50mm≥25％，硬度值为55～59hr30tm。将本发明得到的冷轧镀锡钢板按照《gb/t228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验，按照金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法(gb/t230.1-2009)进行硬度试验。钢板的力学性能见表4。表4本发明实施例冷轧镀锡钢板的力学性能除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。当前第1页12