一种用于直接施釉的搪瓷用钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种钢板，尤其设及一种搪瓷用钢板。本发明还设及了一种该搪瓷用 钢板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 传统的涂搪技术，特别是针对一次搪瓷或直接一次搪瓷（direct-on)工 艺在涂搪之前均要求对钢板表面进行严格的预处理，预处理包括脱脂、酸洗和披镶 (Nickel-plating)等相关工艺，其目的在于清除钢板表面残留物、改善表面特性，并提高钢 板的涂搪性能。
[0003] 近些年，涂搪技术和涂搪工艺已经不断地取得创新和发展，特别是针对釉料的低 成本化及前期处理工艺的简化，集中体现为对于搪瓷用钢更新和更高的性能方面的要求。 比如，在釉料方面，为了提高耐酸等耐腐蚀性能，釉料中会添加更多的石英组份；又比如， 现有釉料中的二氧化娃通常达到60%W上，为了降低成本和提升环保效益，相应地减少氧 化镶、氧化铺等密着剂的含量甚至根本不添加该些类型的密着剂。另外，在前处理工艺方 面，从更加环保和节能的角度出发，逐步省略了披镶甚至酸洗工艺，该样就要求钢板更容易 与釉料密着，为此，对于钢板表面质量控制也更为严格。此外，为了节能，烧成温度也更低。 另一方面，搪瓷技术的发展和工艺的改革不仅没有降低对搪瓷制品质量的要求反而要求更 高，该就要求钢板的内在质量和表面质量要更好地适应釉料和搪瓷工艺。
[0004][0005][0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种用于直接施釉的搪瓷用钢板，其具有优良的表面特性 和良好的内在质量。该搪瓷用钢板在涂搪之前无需经过酸洗和披镶处理，仅需要进行脱脂 处理，甚至在不进行脱脂处理的条件下，钢板与瓷釉之间也可W实现优异的密着，使得经涂 搪后的钢板具有优良的密着性能和良好的搪瓷表面质量。
[000引为了实现上述目的，本发明提出了一种用于直接施釉的搪瓷用钢板，其化学元素 质量百分比含量为：
[0009] C:0. 0005 ~0. 002% ;
[0010] Mn:0. 24 ~0. 50% ;
[0011] S:0. 021~0. 035%;
[0012] 0:0. 025~0. 055% ;
[001引Si 0.010%;
[0014] P;《0.015%;
[0015] Al;《0.010%;
[0016] N;《0.003%;
[0017] 余量为化和其他不可避免的杂质；
[001引此外还需满足；0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《0. 30% ;2. 7X0+4. 4XS>0. 14%。
[0019] 本发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板中的各化学元素的设计原理为：
[0020] C;碳是固溶元素。当碳含量较低时，碳W固溶形式存在。当碳含量较高时，碳也 会和铁形成渗碳体（FesC)。在钢中加入可W形成碳化物的合金元素的情况下，碳也能够W 碳化物形式析出。由于碳含量越低，冶炼生产的难度越高，生产成本也会随之上升，故碳含 量需要在0.0005%W上。当碳含量低于0.002%时，碳主要W固溶形式存在，不会形成渗碳 体，该样，就避免了因渗碳体在搪瓷的高温烧结过程中状态不稳定而发生分解产生气体，进 而使得该气体逸出搪瓷层表面而导致钢板表面缺陷。对于本发明所述的用于直接施釉的搪 瓷用钢板来说，碳含量需要控制在0.002%W下，首先钢中要尽量少地加入铁、魄等该些贵 重金属元素，目的在于降低生产成本，该样钢中的碳就会w固溶形式或w渗碳体形式存在。 本发明的用于直接施釉的搪瓷用钢板中的C含量控制为：0. 0005%《C《0. 002%。
[0021] Si;娃是脱氧元素。娃在钢中通常W固溶形式或W二氧化娃的形式存在。由于娃 或二氧化娃容易沉积在钢板表面，如果大量的娃或二氧化娃沉积在钢板表面，那么在高温 烧成时会阻碍钢板与搪瓷在介面的各种介质的扩散和反应进程，从而导致直接施釉时钢板 与瓷釉之间的密着性能不良，故而，本技术方案希望将Si含量控制得越低越好。但是，由于 冶炼和烧铸过程中，钢板中不可避免地会残留一部分娃或二氧化娃。此外，钢包和耐材在受 到浸蚀时也会有二氧化娃溶入钢中，在钢中存在着娃或二氧化娃是不可避免的。鉴于此，本 发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板中的Si含量不能超过0. 010%。
[0022] P;磯容易在钢中的晶界上偏聚，容易在搪烧时产生气泡和黑点，从而影响搪瓷的 表面质量。对于本发明的技术方案来说，磯是有害的杂质元素，在钢中需要控制得越低越 好。基于本发明的技术方案，需要将用于直接施釉的搪瓷用钢板中的P的质量百分含量设 计为；P《0.015%。
[0023]A1;侣是强氧化物的形成元素，此类夹杂物的塑性差，钢中具有大量的氧化侣夹杂 会严重损害钢板的塑性和加工性。为此，本发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板中的侣 含量应当控制为《0.010%。
[0024]N;氮是固溶元素。一旦氮含量过高，会对钢板的时效性产生影响，为此，需要将本 发明的用于直接施釉的搪瓷用钢板中的N含量控制为《 0.003%。
[0025]Mn、S和0;铺和硫、氧元素在钢中主要会形成氧化铺和硫化铺。为此，基于本 发明的技术方案，需要将Mn元素、S元素和0元素的质量百分含量分别设定为0. 24 % 《Mn《0. 50%，0. 021%《S《0. 035%，0. 025%《0《0. 055%。
[0026] 此外，上述铺、硫及氧元素还需要满足0《Mn-1. 7X0+3. 4XS《 0.30 %且 2. 7X0+4. 4XS> 0. 14%的约束条件，W避免上述S种元素之间的不匹配性，其原因在于： 只有铺、硫及氧元素满足W上关系式，才能够保证钢中具有足够的夹杂物数量。另外，在钢 板的冷加工过程中，由于MnS、MnO和钢的基体之间的变形不协调，在夹杂物和夹杂物之间 W及夹杂物和钢的基体之间会产生更多的间隙，该些间隙即为贬氨陷阱，足够的贬氨陷阱 才可W满足钢板抗鱗爆性能的要求。
[0027] 进一步地，本发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板还含有Nb:0. 0005~ 0. 010%，V:0. 001 ~0. 03%，Ti:0. 001 ~0. 03%，B:0. 0001 ~0. 002%的至少其中之一。 [002引佩、V、Ti和B;魄和饥元素均是强碳、氮化物的形成元素，并且会提高钢板的再结 晶温度和强度。铁可W与氧、碳、氮和硫等相结合，既可W形成单一的化合物，又可W形成 复合的化合物，铁固定碳、氮和硫元素后能够提高钢板的塑性和抗鱗爆性。同时，铁与氧、 氮可W在很高的温度下（例如，在钢液中）形成化合物，故而，此类化合物的状态相对来说 十分稳定。由此，该类化合物的颗粒也相对粗大，会对钢板的塑性会产生不利影响。如果 添加过量的铁、魄和饥等合金元素，不仅会改变氧化物夹杂的组成，甚至会改变夹杂物的形 貌特征。此外，该些氧化物夹杂也会积聚在钢板表面，从而改变钢板的表面特性，进而使得 钢板的表面特性难W控制，最终影响涂搪性能的稳定性。棚在钢中既能够W固溶形式存在， 也可W与氧、氮等形成氧化棚和氮化棚。虽然棚在钢中具有有益作用，但是棚含量过高则 容易导致在连铸过程中的钢板铸巧上产生裂纹等缺陷。在本发明的用于直接施釉的搪瓷用 钢板中，需要将Nb、V、Ti和B分别控制为；Nb;0. 0005~0. 010%，V;0. 001~0. 03%，Ti; 0. 001 ~0. 03%，B;0. 0001 ~0. 002%。
[0029] 进一步地，本发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板还含有残余的化、&、Ni和 Mo的至少其中之一，其中化+化+Ni+Mo《0. 20%。
[0030] 化、化、Ni和Mo;上述元素在钢中均为残留元素。如果它们的含量过高或波动太 大，会对钢板的力学性能和涂搪性能造成不利影响或产生明显波动。但是，该些残留元素在 钢中也不容易被彻底清除干净，否则会大幅度地提高生产冶炼成本。基于此，根据该些元素 在钢中的析出行为和特性，需要将上述该些元素控制在合理的范围内，并尽可能地控制该 些残留元素的总量，即将化、化、Ni和Mo的总量控制为：化+化+Ni+Mo《0. 20%，W避免该 些残留元素对钢板的抗鱗爆性能、密着性及钢板搪瓷表面质量等综合性能带来不利影响。
[0031] 进一步地，本发明所述的用于直接施釉的搪瓷用钢板的表面粗趟度为0.5~ 3. 0ym，且其表面具有氧化膜。
[0032] 将搪瓷用钢板的表面粗趟度控制在0. 5~