本發(fā)明涉及一種鋼帶，特別涉及一種中高強(qiáng)度包裝用鋼帶，本發(fā)明還涉及這種中高強(qiáng)度包裝用鋼帶的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
包裝用鋼帶，也稱捆帶或鋼帶，是一種具有較高抗拉強(qiáng)度和一定延伸率的窄條狀包裝材料。它廣泛運(yùn)用于鋼鐵工業(yè)、建筑工業(yè)、有色金屬行業(yè)、玻璃業(yè)、機(jī)械工業(yè)等產(chǎn)品的包裝打捆。
按照中國黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T025-2002包裝用鋼帶中的“表7鋼帶的力學(xué)性能”中，中強(qiáng)級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)為抗拉強(qiáng)度≥880MPa，延伸率≥8％。在寶山鋼鐵股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/BQB 908-2008中的技術(shù)要求中，中高強(qiáng)度級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)為抗拉強(qiáng)度≥900MPa，延伸率≥8％。在本發(fā)明中，將抗拉強(qiáng)度≥900MPa，延伸率≥8％的鋼帶定義為中高強(qiáng)度鋼帶。
中高強(qiáng)度鋼帶廣泛用于冷軋卷、鋼管、板材、建材、紙業(yè)等領(lǐng)域的包裝，產(chǎn)品覆蓋面較廣，市場需求較大。隨著鋼鐵業(yè)的不斷擴(kuò)張和發(fā)展，中高強(qiáng)度鋼帶產(chǎn)品在市場上的競爭愈演愈烈，各廠家都在努力降低生產(chǎn)成本，以使產(chǎn)品更有競爭力。
在影響鋼的力學(xué)性能的諸多因素中，其化學(xué)成分和含量是主要因素之一。其中，碳對鋼的力學(xué)性能有很大的影響，碳素鋼的抗拉強(qiáng)度和硬度隨著含碳量的增加而增大，但其脆性也隨之增大。另一方面，碳素鋼的含碳量越高，其冶煉生產(chǎn)過程中的成本也越高，其售價(jià)也就越高。目前，傳統(tǒng)的中高強(qiáng)度包裝鋼帶的制造工藝大多是采用Q345B的熱軋?jiān)?，進(jìn)冷軋后進(jìn)行分條、發(fā)藍(lán)、涂漆，最終得到成品。其中，Q345B的含碳量≤0.2％，含錳量在1.0-1.6％，采用Q345B熱軋卷進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)過程比較穩(wěn)定，成品的抗拉強(qiáng)度較高，性能良好，但是其熱軋卷采購價(jià)較高，其成品的價(jià)格競爭力不高，因此，有必要尋找一種成本相對低廉的原料，同時(shí)通過工藝的調(diào)整使鋼帶同時(shí)具備良好的強(qiáng)塑性。
綜上，從實(shí)施成本和技術(shù)工藝上考慮，中高強(qiáng)度包裝用鋼帶的低成本生產(chǎn)方法在實(shí)際經(jīng)營中有著較大的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的的第一方面在于提出一種中高強(qiáng)度包裝用鋼帶，以解決采用含碳量0.12～0.22％的冷軋卷生產(chǎn)出來的包裝用鋼帶，其抗拉強(qiáng)度無法穩(wěn)定大于900MPa，同時(shí)斷后延伸率大于8％的技術(shù)問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種用于包裝的中高強(qiáng)度鋼帶，其包括按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的如下元素：C：0.12～0.22％，Mn：0.3～0.8％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素，其中，硅元素重量百分?jǐn)?shù)不超過0.3％，磷元素重量百分?jǐn)?shù)不超過0.045％，硫元素重量百分?jǐn)?shù)不超過0.050％。
當(dāng)含碳量0.12～0.22％，含硅量低于0.3％時(shí)，鋼帶的塑性指標(biāo)表現(xiàn)的較好，其生產(chǎn)冶煉的難度也相對較低；而含錳量的提高，能提高鋼帶的耐高溫能力，防止鋼帶在發(fā)藍(lán)過程中高強(qiáng)度的大幅降低，有助于鋼帶保持較高的強(qiáng)度特性，如抗拉強(qiáng)度至少為930MPa，斷后延伸率至少為6％。因此，使用上述成分所生產(chǎn)出來的鋼帶產(chǎn)品強(qiáng)、塑性指標(biāo)較好，采購價(jià)便宜，生產(chǎn)成本低。
一種如前述的用于包裝的中高強(qiáng)度鋼帶的制備方法，其包括：
冷軋卷開卷的步驟、縱剪分條的步驟、表面發(fā)藍(lán)的步驟、冷卻清洗的步驟、涂漆的步驟、涂層烘干的步驟和卷取的步驟。
作為優(yōu)選方案，所述縱剪分條的步驟中，采用圓盤剪刀對帶鋼進(jìn)行裁剪分條，并控制分條的速度為35m/min。
作為優(yōu)選方案，所述表面發(fā)藍(lán)的步驟中，控制發(fā)藍(lán)的溫度為490～500℃，發(fā)藍(lán)時(shí)間為20～30s。
據(jù)Fe-O平衡圖可知，在570℃以下鐵與氧化合的生成物為Fe3O4，形成致密的氧化膜防止鋼帶表面生銹。利用高溫下鋼帶與空氣反應(yīng)在表面生成淡藍(lán)色氧化膜，該方法成膜效果好，可控性高。另一方面，由于該鋼帶的含碳量較低，較采用Q345B原料生產(chǎn)相比，發(fā)藍(lán)溫度上調(diào)30℃，最終能較好的保證抗拉強(qiáng)度和延伸率兩項(xiàng)機(jī)械性能。該步驟能有效的釋放冷軋過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，還可以去除粘附在帶鋼表面的油類。之所以要去除粘附在鋼帶表面的油類，是因?yàn)橛皖惒粌H降低水性漆的附著力，而且在漆膜上易留下麻點(diǎn)，大大降低涂裝質(zhì)量，同時(shí)影響著漆槽的貯存穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選方案，所述表面發(fā)藍(lán)的加熱方式為電磁感應(yīng)線圈中頻加熱的方式。
作為優(yōu)選方案，所述冷卻清洗的步驟中，采用30～40℃的純水進(jìn)行冷卻清洗。
作為優(yōu)選方案，所述涂層烘干的步驟中，烘干的方法為先電熱風(fēng)干(溫度約200℃)，然后感應(yīng)加熱烘干(溫度約240℃)。采用兩種方式共同烘干，既能保證油漆的均勻烘干，又能保證高速生產(chǎn)的連續(xù)行。
作為優(yōu)選方案，所述卷取的步驟中，卷取的方法為帶式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明的鋼帶產(chǎn)品強(qiáng)、塑性指標(biāo)較好，采購價(jià)便宜，生產(chǎn)成本低；
2、本發(fā)明的方法適合于多種規(guī)格的中高強(qiáng)度包裝用鋼帶的生產(chǎn)；
3、采用本發(fā)明的方法制造中高強(qiáng)度包裝用鋼帶，產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度及斷后延伸率同時(shí)合格的合格率超過90％。
附圖說明
圖1是進(jìn)行本發(fā)明所述的中高強(qiáng)度包裝用鋼帶生產(chǎn)方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供的一種中高強(qiáng)度包裝用鋼帶，該鋼帶的成分及重量百分比如下：C：0.12～0.22％，Si≤0.3％，Mn：0.3～0.8％，P≤0.045％，S≤0.050％，余量為Fe。
本具體實(shí)施方式的中高強(qiáng)度包裝用鋼帶的生產(chǎn)方法，采用符合上述成分及重量百分比要求的熱軋鋼卷(本發(fā)明的整個(gè)生產(chǎn)過程，不會(huì)改變鋼帶的組分含量)，在酸洗冷軋后，獲得抗拉強(qiáng)度≥930MPa，斷后延伸率≥5％的機(jī)械性能，再經(jīng)過以下步驟(如圖1所示)：
a)冷軋卷開卷；
b)縱剪分條；可采用圓盤剪刀進(jìn)行鋼帶的縱剪分條，圓盤剪刀為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過對中裝置確保帶鋼裁剪尺寸準(zhǔn)確，剪切帶鋼厚度范圍：0.9±0.04mm，剪切速度：35米/分鐘；
c)采用電磁感應(yīng)線圈中頻加熱的方式對鋼帶進(jìn)行表面發(fā)藍(lán)，發(fā)藍(lán)溫度控制在490～500℃，保溫時(shí)間為20～30秒；
d)采用水箱進(jìn)行冷卻、清洗，水箱中為純水，冷卻水箱中通低溫純水，通過循環(huán)來保證冷卻效果，所述水箱中的水溫保持在30～40℃；
e)涂漆；
f)涂層烘干，烘干過程經(jīng)過預(yù)熱、高溫固化(中頻加熱到240℃)、保溫(保溫溫度為230～250℃)三階段，使得漆膜固化附著在帶鋼表面，整個(gè)烘干過程持續(xù)約25～50s。
g)通過伺服電機(jī)進(jìn)行卷取，卷取方式分為帶式和往復(fù)式。
實(shí)驗(yàn)證明，這種包裝用鋼帶的抗拉強(qiáng)度超過900MPa，斷后延伸率高于8％，且性能較為穩(wěn)定。采用上述方法制造中高強(qiáng)度包裝用鋼帶，產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度及斷后延伸率同時(shí)合格的合格率超過90％。
實(shí)現(xiàn)上述方法的生產(chǎn)線主要包括：開卷機(jī)，圓盤剪刀，發(fā)藍(lán)中頻感應(yīng)線圈，冷卻水箱，涂漆槽，烘干系統(tǒng)，卷取設(shè)備。
實(shí)施例1
選取一種組分含量如下的碳素鋼：C：0.16％，Si：0.15％，Mn：0.35％，P：0.019％，S：0.009％，余量為Fe，所述百分?jǐn)?shù)為重量百分比。
選用上述碳素鋼熱軋板為原料，經(jīng)過酸洗冷軋成0.9×389mm的鋼帶，其冷軋后的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度為935MPa，延伸率為7％。然后進(jìn)入進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)線，按本發(fā)明所述的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程鋼帶運(yùn)行速度為35m/min，發(fā)藍(lán)溫度為490℃，保溫時(shí)間約為20s，經(jīng)30℃水冷后涂漆烘干，通過卷取機(jī)卷取得到成品入庫。
得到的成品的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度905Mpa，延伸率為9％。
實(shí)施例2
選取一種組分含量如下的碳素鋼：C：0.16％，Si：0.18％，Mn：0.33％，P：0.016％，S：0.013％，余量為Fe，所述百分?jǐn)?shù)為重量百分比。
選用上述碳素鋼熱軋板為原料，經(jīng)過酸洗冷軋成0.9×389mm的鋼帶，其冷軋后的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度為940MPa，延伸率為7％。然后進(jìn)入進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)線，按本發(fā)明所述的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程鋼帶運(yùn)行速度為35m/min，發(fā)藍(lán)溫度為490℃，保溫時(shí)間約為20s，經(jīng)30℃水冷后涂漆烘干，通過卷取機(jī)卷取得到成品入庫。
得到的成品的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度910Mpa，延伸率為9％。
實(shí)施例3
選取一種組分含量如下的碳素鋼：C：0.17％，Si：0.19％，Mn：0.34％，P：0.017％，S：0.012％，余量為Fe，所述百分?jǐn)?shù)為重量百分比。選用上述碳素鋼熱軋板為原料，經(jīng)過酸洗冷軋成0.9×389mm的鋼帶，其冷軋后的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度為945MPa，延伸率為6％。然后進(jìn)入進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)線，按本發(fā)明所述的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程鋼帶運(yùn)行速度為35m/min，發(fā)藍(lán)溫度為500℃，保溫時(shí)間約為20s，經(jīng)30℃水冷后涂漆烘干，通過卷取機(jī)卷取得到成品入庫。
得到的成品的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度915Mpa，延伸率為8％。
實(shí)施例4
選取一種組分含量如下的的碳素鋼：C：0.17％，Si：0.18％，Mn：0.36％，P：0.018％，S：0.009％，余量為Fe，所述百分?jǐn)?shù)為重量百分比。選用上述碳素鋼熱軋板為原料，經(jīng)過酸洗冷軋成0.9×389mm的鋼帶，其冷軋后的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度為955MPa，延伸率為6％。然后進(jìn)入進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)線，按本發(fā)明所述的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程鋼帶運(yùn)行速度為35m/min，發(fā)藍(lán)溫度為500℃，保溫時(shí)間約為30s，經(jīng)40℃水冷后涂漆烘干，通過卷取機(jī)卷取得到成品入庫。
得到的成品的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度925Mpa，延伸率為9％。
上述各實(shí)施例中的鋼帶的力學(xué)性能試驗(yàn)在XYA105C(CMT5105)微機(jī)萬能拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，試樣采用不經(jīng)機(jī)加工的全矩形截面形狀。按照上海寶山鋼鐵股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q\BQB908-2008《捆扎用鋼帶》標(biāo)準(zhǔn)檢測上述實(shí)施例中的包裝用鋼帶，上述包裝用鋼帶力學(xué)性能達(dá)到Q\BQB908-2008《捆扎用鋼帶》標(biāo)準(zhǔn)的表5中ULT900鋼帶的性能要求，抗拉強(qiáng)度不小于900Mpa，延伸率不小于8％。
對比例1
選取一種組分含量如下的的碳素鋼：C：0.15％，Si：0.09％，Mn：1.4％，P：0.019％，S：0.009％，余量為Fe，所述百分?jǐn)?shù)為重量百分比。選用上述碳素鋼熱軋板為原料，經(jīng)過酸洗冷軋成0.9×389mm的鋼帶，其冷軋后的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度為910MPa，延伸率為5％。然后進(jìn)入進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)線，按本發(fā)明所述的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程鋼帶運(yùn)行速度為35m/min，發(fā)藍(lán)溫度為500℃，保溫時(shí)間約為30s，經(jīng)40℃水冷后涂漆烘干，通過卷取機(jī)卷取得到成品入庫。
得到的成品的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度870Mpa，延伸率為7％。
綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。