[发明专利]一种搪后310MPa级热轧双面搪瓷用钢及其制造方法

说明书

一种搪后310MPa级热轧双面搪瓷用钢及其制造方法，其成份重量百分比为：C 0.05～0.12％，Si 0.10～0.50％，Mn 0.40～1.5％，P≤0.03％，S 0.01～0.03％，Al 0.006～0.08％，N≤0.006％，Cr 0.03～0.10％，Ti 0.12～0.20％，Nb 0.03～0.12％，Cu 0.02～0.10％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过优化控轧及冷却工艺，所获得的钢板具备良好的双面涂搪性能及优良的抗鳞爆性能；且经780～890℃共两次高温搪烧处理后钢板仍具有350MPa以上的屈服强度，达到搪后310MPa强度级别要求；适用于制作有高强度要求的大型工程构件用双面搪瓷钢，可广泛应用于数万立方米及以上大容积的污水处理罐、沼气发酵罐、淡水存储罐等搪瓷钢拼装型储罐。

技术领域

本发明涉及搪瓷用钢，具体涉及一种搪后310MPa级热轧双面搪瓷用钢及其制造方法，该搪瓷用钢具有优异的双面搪瓷性能，同时，其热轧态屈服强度为519～650MPa，经780～890℃两次高温搪烧后屈服强度为352～412MPa，主要可应用于较大容积的污水处理罐、沼气发酵罐、淡水存储罐等搪瓷钢拼装型储罐的制造用材。

背景技术

众所周知，高强度双面搪瓷用热轧钢板主要用于拼装罐用搪瓷钢的基板，这种搪瓷拼装罐可应用于大型水处理设施、化工设施、环保设施等领域，如城市垃圾渗液和生活污水处理、工业污水处理、淡水存储等方面的拼装罐；也可作为厌氧发酵拼装罐、搪瓷钢板沼气池、组装式搪瓷钢板粮仓拼装罐等等。拼装罐体积范围较大，从几百立方米到数万立方米均有。

拼装罐用搪瓷钢板的加工工艺主要包括：首先将钢板进行一定弧度的弯折，再经酸洗或喷丸处理清除钢板表面氧化铁皮、锈斑等；然后采用湿法底釉和烧成，底釉的烧成温度一般为840～890℃，烧成温度及保温时间根据钢板厚度进行调整，对于6mm厚的钢板，烧成时间约为10～12min；再进行一次湿法面釉和烧成，面釉的烧成温度一般为780～850℃，面釉烧成温度及保温时间根据钢板厚度进行调整，对于6mm厚的钢板，烧成时间为9～11min。

作为这类用途的钢板首先必须具有良好涂搪适应性，主要是指钢板经双面搪瓷后不出现鳞爆缺陷；同时，需要钢板在经过两次高温(780～890℃)搪烧后仍具有较高的屈服强度，以保证作为大型结构件的使用安全性能。

钢板经搪瓷后产生鳞爆缺陷主要是由氢造成的,氢主要是在酸洗(金属溶解于酸中产生氢)和搪烧(粘土中含的结晶水与金属反应生成氢)过程中进入钢板的。钢板经双面搪瓷后较单面搪瓷更容易发生鳞爆，原因在于，双面搪瓷后钢板中贮存的氢更难逸出，当搪瓷制品在空气中冷却直到瓷釉凝固时，氢来不及逸出而在钢板中达到过饱和状态，进而形成一定压力，当压力增大到会使瓷层脱落时，便形成鳞爆缺陷。所以，除了改进搪瓷工艺外，需要改善钢板本身的贮氢性能。如果钢板贮氢能力强，氢在钢板中的扩散就慢，在相同的搪瓷工艺下进入钢板中的氢就少，并且搪瓷结束后钢板容纳氢的能力也强，这将有利于防止搪瓷制品的鳞爆。钢中的晶界、位错、空穴、夹杂物和析出相等都是良好的贮氢陷阱，因此对于搪瓷钢，需要针对不同的搪瓷用途，调整钢的成分和生产工艺，以保证钢中有足够的贮氢陷阱，实现良好的抗鳞爆性能。

对于这种用途钢板经搪烧后屈服强度的要求，主要可参考拼装罐行业内对罐体结构安全的强度要求，即当静拉伸应力起控制作用的情况下，罐体壳体厚度由罐子的包含物所引起的应力计算，可由以下公式得出：

公式中，t代表拼装罐壳体钢板的计算厚度(mm)；H代表液体从顶部最高液位到壳体某层钢板底部的设计高度(mm)；D代表罐体的直径(mm)；S代表螺栓的列到列之间的垂直距离(mm)；ρ代表储液密度(kg/m³)；R_el代表搪瓷钢板的屈服强度(kg/m³)；d代表螺栓直径(mm)；γ代表分项系数。