本發(fā)明涉及一種深沖電池殼用鋼的生產方法，屬于冶金
技術領域：
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背景技術：
：高端電池殼用鋼目前主要用于沖制純電動車電池的鋼殼，為確保安全性能和使用性能，要求電池殼產品不得有裂紋、砂眼、雪花點等缺陷，且要求平面各向同性優(yōu)良和抗內壓變。因此，電池外殼用鋼帶材質要求具有高純凈度、高延展性、高表面質量、高性能均勻性，加工成形時不產生開裂、雪花點狀缺陷。近年來，隨著純電動客車等新能源汽車產業(yè)迅速發(fā)展，電池殼用鋼的需求非常旺盛，但較高的綜合性能要求使得生產難度很大。在本發(fā)明以前，有授權公告號為CN1174109C的“電池殼用極薄鋼帶及其制造方法”，該專利采用超低碳Ti-Nb-IF鋼成分體系生產電池殼用鋼，但此鋼種需要進行脫碳處理且加入合金較多，因此成本較高，且平面各向異形（?r值）較大，過剩的Ti、Nb會對鋼的深沖性能帶來不利影響；授權公告號為102286699B的“沖速每分鐘≥150個的耐腐蝕電池殼用鋼及制備方法”，該專利采用超低碳Nb-IF鋼成分體系生產電池殼用鋼，同樣具有和上專利類似的問題。有授權公告號為CN100560770C的“平面各向同性優(yōu)良的電池殼用鋼及其制造方法”，該專利采用低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼成分體系生產電池殼用鋼，C質量百分比：≤0.01%～0.05%，工藝流程為鐵水預處理、轉爐冶煉、爐后精練、熱軋、酸洗、冷軋軋制、罩式爐退火、精整成成品卷。此成分體系在成本上具有一定的優(yōu)勢，但碳含量相對較高，C在材料中以間隙原子和滲碳體的形態(tài)存在，如采取不恰當?shù)囊睙捙c軋制工藝，易導致鋼的塑性變差且夾雜物較多，使深沖性能急劇下降，影響電池殼的外觀質量和使用，因此冶煉生產難度很大。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種深沖電池殼用鋼的生產方法，通過合理的成分設計，并對轉爐終點、RH真空處理模式、全過程溫度、連鑄耐材、軋制與卷取溫度、軋輥質量的控制，顯著提高鋼水潔凈度，結合鑄坯修磨，來生產滿足后續(xù)加工使用要求的電池殼用鋼鋼卷，實現(xiàn)高潔凈度、高性能均勻性和高表面質量電池殼用鋼的生產。本發(fā)明所采取的技術方案是：一種深沖電池殼用鋼的生產方法，其特征在于通過下述步驟生產：鐵水脫硫→轉爐冶煉→RH真空處理→常規(guī)板坯連鑄→熱軋；鐵水脫硫，進行深脫硫處理，鐵水包復合噴吹石灰和鎂粉后，將渣撈凈，鐵水表面無渣，鐵水裸露面≥90%，入爐鐵水S≤0.003%，鐵水溫度≥1250℃；轉爐冶煉，終渣堿度3.5-4.0以控制P含量；鋼水控制成分質量百分比C：0.030-0.045%，S≤0.008%，P≤0.018%；終點溫度1690-1730℃，終點氧位：450-750ppm；RH真空處理，進站溫度≥1610℃，進站氧位：350-600ppm，脫碳、脫氧和微合金化，避免鋼水吹氧升溫，提高鋼水潔凈度；出站化學成分質量百分比：C0.015-0.035%、Mn0.15-0.25%、S≤0.010%、P≤0.018%、Si≤0.02%、Alt0.030-0.060%、Ti0.008-0.015%、[N]≤0.0030%，出站溫度：1595-1620℃；常規(guī)板坯連鑄，中間包鋼水溫度1560-1570℃；中間包采取擋渣墻、擋渣堰，中間包烘烤溫度≥1100℃，烘烤時間≥4小時，中間包使用無碳鎂質耐材,無碳鋁質吹氬上水口、吹氬塞棒和浸入式水口；使用無碳低硅覆蓋劑，結晶器使用無碳、低堿度、高粘度保護渣；中間包高液位澆注；中間包高過熱度澆注，過熱度≥30℃；恒拉速澆注，控制液位波動≤±3mm；熱軋，要求精軋進口溫度1030-1080℃，終軋溫度860-900℃，卷取溫度660-740℃；軋輥軋制公里數(shù)控制在10-35km；中間坯厚度32-40mm，中間坯切頭和切尾長度均為300-500mm；采用U型冷卻，保證頭中尾溫度均勻性；頭尾30-60米升溫15-30℃；轉爐冶煉、RH真空處理和常規(guī)板坯連鑄工序，中包鋼水氧、氮含量質量分數(shù)控制為T[O]≤20ppm、[N]≤30ppm。優(yōu)選方案為，轉爐冶煉工序中采用終點溫度高控出鋼，爐后鋼包使用連用周轉鋼包，并加蓋，控制全程溫降；拉碳次數(shù)為1次；采用滑板與擋渣錐聯(lián)合擋渣，下渣厚度≤30mm。優(yōu)選方案為，RH真空處理工序中使用機械真空泵裝置，真空度穩(wěn)定；淺處理脫碳期真空度200-350mbar，環(huán)流氬氣流量50-60Nm3/min，碳氧反應時間5-10min；無需鋁氧升溫；要求采用一次脫氧合金化，嚴禁二次脫氧操作；脫氧、合金化結束后靜循環(huán)時間8min；RH復壓至連鑄開澆間隔時間≥20min。優(yōu)選方案為，常規(guī)板坯連鑄工序中鋼包到中間包采用長水口加氬氣密封保護鋼水，鑄坯在進入加熱爐前需進行修磨，雙面修磨2mm。進一步優(yōu)選的方案為，熱軋工序中使用新修磨的精軋輥，不得用未修磨的高速鋼輥；卷取夾送輥壓力系數(shù)0.5-0.9，視卷形情況進行調整。本發(fā)明的熱軋卷板經冷軋、連退工序最終生產出電池殼用深沖產品。通過合理的成分設計，并對轉爐終點、RH真空處理模式、全過程溫度、連鑄耐材、軋制與卷取溫度、軋輥質量的控制，顯著提高鋼水潔凈度，無需深脫碳處理，生產的熱軋卷板具有成分穩(wěn)定、高潔凈度、高表面質量的優(yōu)點，保證了后續(xù)冷軋產品的性能均勻性和深沖性能。通過冶煉全流程配合大大降低了鋼中夾雜物的數(shù)量和尺寸，最終解決電池殼用鋼表面質量控制難題。利用RH淺處理合金加入量少，因此成本低、工藝難度小、生產工藝便于實施。本發(fā)明的產品晶粒均勻性情況：在寬度方向的四分之一和中間位置處，均不存在表面粗晶情況，其在寬度方向四分之一處均勻的顯微組織圖片見圖1。在距邊部10mm以內由于冷速較快等原因，存在一定的表面粗晶情況，但邊部可在后續(xù)冷軋、連退生產過程中切除，不會影響成品晶粒均勻性。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發(fā)明通過合理的成分設計，并對轉爐終點、RH真空處理模式、全過程溫度、連鑄耐材、軋制與卷取溫度、軋輥質量的控制，顯著提高鋼水潔凈度，結合鑄坯修磨，來生產滿足后續(xù)加工使用要求的電池殼用鋼鋼卷，實現(xiàn)高潔凈度、高性能均勻性和高表面質量電池殼用鋼的生產。利用RH淺處理顯著提高鋼水潔凈度、無需深脫碳處理、合金加入量少，因此成本低、工藝難度小、生產工藝便于實施。附圖說明圖1為本發(fā)明的鋼板在寬度方向四分之一處均勻的顯微組織圖片。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步地說明；以下實施例中，生產電池殼用鋼的冶煉及熱軋工藝流程為：鐵水脫硫→轉爐冶煉→RH真空處理→常規(guī)板坯連鑄→熱軋。轉爐容量100t；RH真空處理100t；常規(guī)板坯連鑄：連鑄坯寬1000-1400mm，厚200mm；熱軋：寬950-1350mm，厚2.0-2.5mm。實施例1-5具體操作步驟如下：轉爐冶煉、RH真空處理和常規(guī)板坯連鑄工序，中包鋼水氧、氮含量質量分數(shù)控制為T[O]≤20ppm、[N]≤30ppm；（1）進行深脫硫處理，鐵水包復合噴吹石灰和鎂粉后，將渣撈凈，要求鐵水表面無渣，鐵水裸露面≥90%，入爐鐵水S≤0.003%，鐵水溫度≥1250℃；（2）轉爐冶煉a.入爐鐵水溫度平均1313-1357℃、S0.001%、P：0.124-0.133%；b.吹煉過程以脫磷為主要目標，要求全程化渣，爐溫平穩(wěn)上升；c.由于轉爐容量較小，全工序流程溫降較大，要求轉爐終點溫度高控，同時要求P含量低控，[O]含量合理。d.終渣堿度R為3.5-4.0，鋼水成分（質量百分比）C：0.030-0.045%，S≤0.008%，P≤0.018%；終點氧位相對較低：505-743ppm，終點溫度高控：1690-1730℃。e.出鋼使用連用的、潔凈的專用RH精煉鋼包，并全部加蓋，控制全程溫降；拉碳次數(shù)為1次；采用滑板與擋渣錐聯(lián)合擋渣，通過紅外下渣檢測控制下渣，下渣厚度≤30mm；f.出鋼過程加入頂渣2.5-3.0kg/t及螢石0.2-0.4kg/t，出鋼完畢后加入改質劑1.0-1.5kg/t。鐵水脫硫工序中，實施例1-5的工藝參數(shù)見表1：表1鐵水脫硫工序中工藝參數(shù)控制（3）RH真空處理工序a.鋼包進站，測溫定氧，溫度≥1610℃，轉爐爐后加入改質劑后氧位下降：350-600ppm；取樣分析成分；b.開啟機械真空泵裝置，淺處理脫碳期真空度200-300mbar，環(huán)流氬氣流量50-60Nm3/min，碳氧反應時間5-10min，穩(wěn)定控制鋼中[C]含量；測溫取樣分析成分；c.根據(jù)取樣分析結果，計算脫氧鋁加入量，加入鋁后循環(huán)3分鐘；d.根據(jù)取樣分析結果，計算錳鐵、70%鈦鐵的加入量，全部合金加入后循環(huán)8分鐘，測溫取樣出站。e.出站溫度：連澆包次1595-1620℃；出站化學成分見表2；無需鋁氧升溫；要求采用一次脫氧合金化，嚴禁二次脫氧操作；RH復壓至連鑄開澆間隔時間≥20min。RH真空處理工序中，實施例1-5的工藝參數(shù)見表3；表2RH出站化學成分%電池殼用鋼CMnSPSiAltTiN實施例10.0250.2400.0030.0140.0100.0440.0110.0020實施例20.0150.2500.0040.0120.0040.0300.0150.0015實施例30.0280.2120.0030.0110.0060.0530.0130.0021實施例40.0350.1500.0050.0130.0200.0480.0100.0030實施例50.0300.2010.0030.0130.0050.0600.0080.0021表3RH真空處理工序工藝參數(shù)工藝參數(shù)進站溫度，℃進站氧位，ppm出站溫度，℃脫碳真空度，mbar環(huán)流氬氣流量，Nm3/min碳氧反應時間，min實施例116193501595220556實施例216205751601250555實施例316324001607300507實施例4161060016202005310實施例516055001615280608（4）常規(guī)板坯連鑄工序a.中間包鋼水溫度1560-1570℃，鋼包到中間包采用長水口加氬氣密封保護鋼水，長水口處鋼水不能裸露；鋼包向中間包澆注鋼水時，不能下渣；b.中包使用無碳鎂質耐材，無碳鋁質吹氬上水口和吹氬塞棒，使用無碳低硅覆蓋劑；c.鋼包到中間包采用長水口加氬氣密封保護鋼水，結晶器使用無碳、低堿度、高粘度保護渣，結構和材質優(yōu)化的浸入式水口；d.連鑄恒拉速控制；過程液面波動≤±3mm；中間包高液位澆注；中間包高過熱度澆注，過熱度≥30℃；e.中間包采取擋渣墻、擋渣堰，中間包烘烤溫度≥1100℃，烘烤時間≥4小時；f.為最大限度減少鋼中夾雜物特別是大尺寸夾雜的數(shù)量，鑄坯在進入加熱爐前需進行雙面修磨2mm，然后轉入熱軋工序；此工序中，實施例1-5工藝參數(shù)控制見表4；表4常規(guī)板坯連鑄工序實施例1-5工藝參數(shù)中間包鋼水溫度，℃中間包烘烤溫度，℃烘烤時間，h過熱度，℃拉速，m/min實施例1156411004341.2實施例2156811505381.1實施例3156511205.5351.3實施例4157011216401.2實施例5156011114.5301.2按上述工藝生產的電池殼用鋼最終產品化學成份如表5：表5電池殼用鋼化學成分%電池殼用鋼CMnSPSiAltTiN實施例10.0280.240.0030.0150.0050.0420.0110.0022實施例20.0210.250.0040.0140.0040.0300.0150.0018實施例30.0300.210.0030.0130.0040.0500.0130.0021實施例40.0330.150.0050.0140.0040.0450.0100.0023實施例50.0320.190.0030.0150.0040.0570.0080.0015（5）熱軋工序a.軋制：鑄坯經過步進式加熱爐→粗軋前除鱗→7道次往復式粗軋制成中間坯厚度32-40mm→熱卷箱卷取→精軋前除鱗→7機架連軋→層流冷卻→卷??；b.加熱溫度≤1280℃，使用新修磨的精軋輥，不得用未修磨的高速鋼輥；精軋開軋溫度為1030-1080℃，精軋終軋溫度860-900℃，卷取溫度660-740℃；卷取夾送輥壓力系數(shù)0.5-0.9，視卷形情況進行調整；c.中間坯切頭和切尾長度在300-500mm之間；采用U型冷卻保證頭中尾溫度均勻，頭尾30-60米升溫15-30℃。熱軋工序中，實施例1-5的工藝參數(shù)如表6所示：表6實施例1-5熱軋工序參數(shù)工藝參數(shù)進口溫度，℃終軋溫度，℃卷取溫度，℃中間坯厚度，mm軋輥軋制公里數(shù)，Km夾送輥壓力系數(shù)實施例1103088868032250.5實施例2104290070040300.6實施例3106786066035350.7實施例4108087071534100.9實施例5107388174036200.8本實施例熱軋鋼卷性能均勻性較好，五個實施例之間橫縱向不同位置處性能差值：抗拉強度0-6MPa，屈服強度0-5MPa，延伸率0-5%。晶粒均勻性情況：合理的軋制、卷取溫度及夾送輥壓力系數(shù)設定保證了除邊部外均不存在表面粗晶情況，晶粒尺寸均勻。在距邊部10mm以內存在一定的表面粗晶情況，但可在后續(xù)冷軋、連退生產過程中切除，不會影響冷軋成品晶粒均勻性。實施例1-5生產連鑄坯經過低倍檢驗沒有出現(xiàn)中心裂紋、中心疏松和中心偏析等缺陷，鑄坯表面及皮下沒有夾渣缺陷；熱軋鋼卷表面質量、組織均勻性及板形優(yōu)良，可以很好地滿足后續(xù)冷軋工藝的需求。當前第1頁1 2 3