热轧搪瓷用钢板及对攀钢的建议

1、热轧搪瓷用钢板及对攀钢的建议吴菊环（攀钢集团研究院有限公司）摘 要：介绍热轧拡瓷钢板的成分和生产工艺及市场需求，阐述拡瓷钢板在成形性能、抗鳞爆性能以及强度等方 而的技术要求，以及擴瓷钢板的应用领域。研究表明，在我国热轧擴瓷钢板的市场正在不断扩大，攀钢具备生产 据瓷钢板的优势，提出了攀钢开发热轧据瓷钢板以满足不同据瓷制品的生产需耍的建议。关键词：撼瓷钢板；化学成分；生产工艺；性能；开发和应用0引言据瓷钢板广泛地应用于轻工、家电、冶金、化 工、建筑等行业，制作厨房用具、卫生洁具、烧烤 炉、热水器内胆、建筑装饰面板、化工反应罐等等, 由于掘瓷产品固有的性能、成本优势，其市场需求 及空间巨大。搪瓷钢的

2、种类很多，按生产工艺分有热轧板、 酸洗板、冷轧板和涂层板等；按搪瓷工艺分有一次 搪瓷和两次搪瓷，有单面搪瓷和双面搪瓷，有湿法 搪瓷和静电干粉搪瓷等；按成形性能可分为cq、 dq、ddq到eddq等不同冲压级别；从屈服强度 上可分为245、330、360 mpa等各种不同的强度级 别山。热轧据瓷用钢板是近年来开发和使用的经济 环保类产品，主要应用于建筑消防设施、家电热水 器、石油化工等工业容器、高层建筑用高位水箱、 环保行业罐体、环保水处理工程、自来水工程等。 我国传统据瓷制品的生产商主要是中小型企业，其 产品包括日用据瓷物品、搪玻璃化工设备等。如櫥 玻璃化工反应釜、搪玻璃储存容器、擔瓷冷凝器等

3、 主要是以热轧钢板为原料制造。随着我国化工行业 的发展，这部分的市场需求份额在逐步增加，目前 钢材需求量每年大约在15万to随着我国经济的发 展，搪瓷制品的应用范围已经开始呈现多元化的趋 势。比如，大型的搪瓷板拼装型储罐正逐步在水处 理工程、仓储业、生物能源工程等领域推广；在建 筑领域应用；家电行业，热水器内胆开始采用櫥瓷 结构件制造；电烤箱、炉具等厨房用品也开始大量 使用掘瓷钢板。我国在搪瓷钢方面的开发始于20世纪80年代 末期，曾开发生产过日用冷轧搪瓷钢、化工擴瓷用 钢等产品，储备了丰富的搪瓷钢技术。武钢是我国 最早开发搪瓷用钢的企业；宝钢口 1997年以来针对 市场的需求开发出新一代的系

4、列搪瓷专用钢板； 2006年，鞍钢率先抢占高强度双面擴瓷用热轧钢板 市场，并围绕产品特性，成功开发生产出新产品。近儿年，为降低成本，市场上出现了以热轧搪 瓷用钢代替冷轧糖瓷用钢的发展趋势，在替代的过 程中，扌唐瓷钢鳞爆缺陷等成了首要解决的核心技术 问题。热轧搪瓷钢板品种及其生产工艺1.1热轧糖瓷钢板的分类根据用途，擔瓷用热轧钢板大体可分为四种类 型，第一种是用于热水器内胆制造的热轧薄板，其 厚度规格在1.52.5 mm,单面糖瓷能够满足要求。 并需要有一定的搪后强度，以保障低周疲劳强度， 提高内胆使用寿命。第二种类型是生产擴玻璃化工 设备的热轧钢板，其厚度范围为8-40 mm,都是单 面搪瓷，

5、以往大多以普通碳素钢替代，制造时据烧 的工序成本较高，所制作的设备使用寿命短。2006 年以后，工业扌唐瓷行业协会提出“要使用专用钢板 制造搪玻璃设备，以使其质量水平与国外先进国家 接轨，从而全面提高我国产品的竞争力”的设想。 it前，我国己经完成了 245 mpa级专用钢板的研发 工作。为使搪玻璃设备达到与美国、欧洲制品同等 的实物质量，专用钢板需具有良好的密着性、耐温 差激变性能、抗鳞爆性能、可抑制气泡发生等特点, 同时为保障制品作为压力容器使用时的安全性，钢 板需要具有良好的焊接性和稳定、均衡的力学性 能。为满足这些性能，需限定c、ti等关键成分的 范围，对关键性的工艺方法予以规定。第三

6、种类型 是用于各种搪瓷板拼装型储罐的热轧钢板。这种拼 装型罐体结构是近年才引入我国的，主要应用于城 市垃圾渗液和牛活污水处理、工业污水处理。在农 村及大型养殖场、酒厂、食品厂，也在逐渐推广以 这种结构为主体的生物能源工程，作为一个新兴产 业的主导产品，其市场前景是非常广阔的。另外， 以搪瓷结构为基础的气体冷凝、分馄设备也开始推 广。应用于这些结构的钢板，其厚度规格范围为 210mm,搪瓷方面的要求较高，需要具有良好的 双面搪瓷性能。在力学方面，主要是材料搪烧后的 强度需保障结构安全。在表面质量方面的要求较 高，而在成型方面的要求则不高。此外，热轧超低 碳搪瓷钢具有良好的深冲性能和优良的涂搪性能

7、， 可以部分替代冷轧搪瓷钢板，主要用于生产形状比 较复杂的制品如烧烤炉、烤箱、炉具、浴缸等。1.2品种及生产工艺121热轧高强度搪瓷钢板系列热轧高强度搪瓷钢板系列具有不同的强度级 别和冲压性能，并具有良好的焊接性能和涂搪性 能。其性能特点和用途见表1。在搪瓷制品的牛产 过程中，除了要求钢板具有良好的涂搪性能外，针 刈不同用途，要求具有不同的强度级别，如生产耐 压的热水器内胆等既要求钢板具有良好的成形性， 满足内胆封头的冲压成形，又要有较高的强度，保 证内胆能够承受压强为1.01.2 mpa的耐压试验和 高压水循坏试验，以及良好的焊接性，使焊缝处及 热影响区在涂搪性能和耐压能力方面不致于成为 薄

8、弱环节。对于一些难冲件则蛊要有良好的深冲性 以满足成形的要求，所以只有不同强度级别和冲压 级别的热轧钢板才能够满足各种搪瓷制品的不同 需要。表1 搪瓷钢板的种类、性能和用途牌号产品类型性能特点用途超低碳超深冲超深冲性能厨具、卫具、烧烤炉、btc1冷轧例板优良的抗鳞爆性能 优良的密着性能 优良抗挠性能建筑而板等超低碳深冲热轧深冲性能浴缸、烧烤炉、烤箱等btcr3酸洗钢板优良抗鳞爆性能优良密着性能btc245r高强度热轧酸洗钢板较高强度良好超深冲性能 良好的抗鳞爆性能 优良密着性能热水器内胆等btc330r高强度热轧酸洗钢板高强度较好的冲压性能 良好的抗鳞爆性能 良好的密着性能热水器内胆、化工罐等

9、对热轧高强度搪瓷钢板来说，按钢板的屈服强 度分为245、330、360 mpa等级别，主要用于生产 热水器内胆、化工反应罐等耐压容器。钢板的强度 级别不同，对应的成形性要求也不同。高强度热轧 搪瓷板一般以酸洗板表面状态交货，其生产工艺流 程为：转炉冶炼一真空脱气一连铸一热轧一酸洗一 平整、剪切、涂油和包装。1.2.2热轧深冲用搪瓷钢板热轧深冲用搪瓷钢是一种具有深冲性能和优 良涂搪性能的专用钢，主要用于生产成形较复杂、 搪瓷质量要求高的制品如烧烤炉等，可以部分替代 冷轧板，因而其应用范围较广。其生产工艺流程同 热轧高强度搪瓷钢板系列。2搪瓷钢的成分要求和性能特点钢板上搪瓷涂层的质量取决于基体金属

10、的性 能、涂层的组成和搪烧工艺等因素，因此，选择合 适的钢种及其生产工艺，对于提高密着性及抗鳞爆 性能起着重要的作用。搪瓷钢板的主要技术要求 有：良好的冲压成型性；钢板与瓷釉有良好的密着 性；良好的涂搪性，抗鳞爆缺陷；搪烧后成品变形 小等。以工业搪瓷钢板为例，它主要用于使用温度 为200 °c各种酸性以及使用温度为80110 °c中性 和碱性介质的反应罐等大型容器。其中搪玻璃反应 罐属于低压容器，除要求原板有一定的强度和可焊 性外，还要求具有良好的涂搪性，冷热成型性和中 低温性能。要获得这些良好的综合性能，无论在钢 种化学成分上还是冶炼轧制工艺上往往相互矛盾， 难以统一。2

11、.1化学成分由于冶金装备的发展和技术水平的提高，特别 是超低碳、超低氮和超低硫钢冶炼水平的提高和连 铸工艺的釆用，使得纯净钢的生产得到了快速发 展。但是，纯净钢由于钢质纯净，使得贮氢的氢陷 阱减少，导致钢板的抗鳞爆性能变差，因而无法满 足搪瓷的要求。为此需在钢中添加合金元素以在钢 中形成一定的夹杂物和析出物，并控制尺寸和分 布，使钢板既具有优良的成形性能又具有优良的抗 鳞爆性能。典型搪瓷钢的化学成分要求见表2。表2搪瓷钢的化学成分要求牌号csimnpsal其它合金元索btc1w0. 008w0. 030. 10 wo. 020wo. 05wo. 07ti等0. 30btc33orw0. 16w

12、o. 05wo. 90wo. 07wo. 05no. 02冇btc245rw0. 16wo. 05wo. 90wo. 07wo. 05mo. 02有btcr3w0. 008wo. 05wo. 50wo. 020wo. 05wo. 07有从表2可见，超深冲搪瓷钢板(btc1)以超低碳 钢为基础，通过加人适量的合金元素，实现超深冲 性能和优良的抗鳞爆性能。高强度搪瓷钢则基于低 碳钢，并适当地加人合金元素，实现强度、塑性和 涂搪性的良好兀配。2.2性能要求搪瓷钢板的性能要求与其加工工艺密切相关， 主要包括强度、成形性、抗鳞爆性、密着性和焊接 性等，不同的用途，要求具有不同的综合性能相适 应。其力学性

13、能要求见表3。表3搪瓷钢的力学性能要求牌号/?cl/mpa心/mpaw%niiirffibtc1w190270320m43>0. 19>1.6btc330rm3302400$22btc245r>245>340m28btcr3w190>275>35221成形性能热轧深冲钢基于超低碳钢，通过控制热轧工艺 来提高钢板的成形性。热轧高强钢系列则主要通过 细化晶粒、析出强化和固溶强化等强化机制提高钢 板强度的同时，保证钢板具有一定的成形性。2.2.2抗鳞爆性能抗鳞爆性能是掘瓷钢板应有的最基本、也是最 重要的性能指标之一。导致擔瓷制品产生鳞爆是由 氢造成的，氢主要是在酸

14、洗和掘烧过程屮进入钢 板，所以除了改进扌唐瓷工艺外，还应改善钢板本身 的抗鳞爆性能。如果氢在钢板中扩散得慢，在相同 的搪瓷工艺下进入钢板中的氢就少，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氢陷阱，但超低碳钢由 于钢质纯净没冇足够的氢陷阱，满足不了搪瓷时抗 鳞爆的需要，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 足够的氢陷阱，实现良好的抗鳞爆性能。在搪瓷钢 板的生产中，可通过添加足够的ti、re和b等合 金元素，它们在钢中与c、n和s元素化合，形成 足够的第二相粒子，这些第二相粒子尺寸细小呈弥 散分布，成为良好的贮氢

15、陷阱，从而提高了钢板的 抗鳞爆性能。2.2.3抗挠性能挠曲是钢板经搪烧以后发生变形的原因之一。 钢板的抗挠性与板厚、品粒度和化学成分有关。在 高温搪烧时含钛钢的抗变形能力强于普碳钢。2.2.4搪瓷密着性瓷层与基板之间的结合力即搪瓷密着性。在搪 瓷钢的生产过程中，一方面依靠添加适当的合金元 素，有利于钢板与瓷釉结合，另一方面在精整时采 用特殊的轧鶴进行平整，控制钢板的表面结构，实 现良好的密着性能。2.2.5搪烧后的强度高强度搪瓷钢板由于添加了合金元素钛，提高 了搪烧后钢板的强度稳定性。3搪瓷钢的实物性能和应用3.1实物性能典型的搪瓷钢的实物性能见表4。牌号厚度/mm“k/mpa心/mpa人5“

16、winbtc11.5140306500.242.0btc245r2.027038641表4搪瓷钢板实物力学性能btc330r1.6345454303.2产品应用实例浙江开尔实业有限公司成为第一家进入地铁 高档搪瓷钢板装饰材料领域的国内企业。2007年， 其生产的搪瓷钢板被奥组委认可，在北京地铁奥支 线、北京奥林匹克公园地下环形隧道工程中被采 用，使用量达6万n?。其产品还用于深圳地铁装饰 材料工程，用于墙面、柱面的装饰及站台壁画等工 程项目。搪瓷钢板应用实例如图1 3所示。图1奥运村污水处理厂改扩建工程图2北京大兴区后安定村沼气工程图3 吉林乾安油田回注水工程4 市场及建议据有关专家介绍，在我

17、国搪瓷钢领域，过去只 有单面擴瓷用热轧和冷轧钢板等产品。随着国内环 保、化工、仓储等行业迅猛发展，市场对擴瓷钢的 性能要求越来越高，急需高强度双面扌唐瓷用热轧钢 板产品。高强度双面据瓷用热轧钢板因具有可实现 致密型釉料双面搪瓷，良好的抗鳞爆性、酸洗性、 涂搪密着性、焊接性和搪瓷后钢板强度高等特点， 成为搪瓷钢系列中的高端产品，且市场前景广阔， 经济效益显著。搪瓷钢制品比不锈钢制品、铝制品价格便宜， 比塑料制品耐高温。具有不老化，i耐酸碱，耐高温 和易洗涤等优点，广泛使用于化工、轻工、医药、 酿造等行业。特别是近年來在地铁、隧道、车站、 机场、体育馆等内部装饰及建筑外墙上的应用口益 显现。搪瓷钢

18、制品既有钢板的坚韧性、抗冲击性等 优点，又具有无机搪瓷层超强耐酸碱、超级耐久、 不燃性、无污染、光滑美观等特点，在国内外己被 广泛应用。在20世纪80年代初期我国每年需要的搪瓷钢 板只有15万t,几乎全部依靠进口解决，表5是80 年代国内外搪瓷钢板使用情况。1995年需求达32 万t,其中日用搪瓷制品占85%,需27万t薄的冷 轧搪瓷钢板，工业用搪瓷制品只占15%,约5万t 厚的热轧搪瓷钢板，少量为丿孚618 mm热轧中板; 2000年需求达到了 46万t,其中日用板为39万t, 工业用板为7万t；而2008年搪瓷钢板需求为100 万t,其中热轧搪瓷钢板的需求达到了 15万t。表5国内外搪瓷钢板使用情况使用量/(万人口 /亿人均占有量/(kg人j美国1302.345.55西徳2&50.614.75日本18.191.291.53