吳 旭, 滕瑞沖, 劉進(jìn)配, 張 曉, 李 虎
(河鋼集團(tuán)衡板公司, 河北 衡水 053400)
河鋼衡板公司是一家生產(chǎn)高檔包裝用鍍錫板、DR 材等高附加值產(chǎn)品的深加工企業(yè)。為滿(mǎn)足高端客戶(hù)對(duì)包裝用電鍍錫鋼板表面、板型、性能等方面的要求,公司配套的設(shè)備有酸洗、1250 六輥可逆HC 冷軋機(jī)組,脫脂、罩式退火、300 m/min 的連續(xù)退火、具備干濕平整及生產(chǎn)DR 材的雙機(jī)架平整機(jī),拉矯、電鍍錫機(jī)組等。成功開(kāi)發(fā)了“蛋白飲料罐罐身用鐵”“高低壓氣霧罐頂?shù)咨w及罐身用鐵”“高檔易拉環(huán)用鐵”、“番茄醬頂?shù)咨w及罐身”“豆豉鯪魚(yú)罐”“奶粉罐、米粉罐罐身用鐵”、DR 材等一系列新產(chǎn)品,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)歐洲、澳洲、亞洲、北美洲、南美洲等世界各地,深受用戶(hù)好評(píng)。
包裝用電鍍錫鋼板是世界上用量最大的一種金屬包裝板材,電鍍錫鋼板的特點(diǎn)是規(guī)格薄、強(qiáng)度大、精度高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量高。由于其良好的密封性、保藏性、避光性、堅(jiān)固性和特有的金屬裝飾魅力,廣泛應(yīng)用于食品包裝、醫(yī)藥品包裝、日用品包裝、儀器儀表包裝、工業(yè)品包裝等方面。
國(guó)內(nèi)包裝用電鍍錫鋼板約占電鍍錫鋼板用量的50%,主要應(yīng)用于食品、飲料、氣霧罐等技術(shù)要求較高的包裝領(lǐng)域。隨著金屬包裝印刷技術(shù)和加工技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善,金屬包裝用電鍍錫鋼板進(jìn)入了新的成長(zhǎng)機(jī)遇期。根據(jù)包裝行業(yè)的不同要求,對(duì)馬口鐵材料的厚度、鍍錫量、機(jī)械性能等都有了不同的要求,但是為了降低包裝成本,電鍍錫鋼板一直向減薄的方向發(fā)展,一是少用錫,甚至不用錫,二是減薄電鍍錫鋼板的基板厚度。食品級(jí)電鍍錫鋼板產(chǎn)品的厚度從0.2~0.22 mm 轉(zhuǎn)向0.2 mm 以下,這為二次冷軋電鍍錫鋼板的應(yīng)用提供了廣闊的空間[1-2]。
原生產(chǎn)工藝路線(xiàn):公司原料→酸洗→軋機(jī)→連續(xù)退火機(jī)組→平整機(jī)DCR+毛化平整(干平)→拉矯→電鍍錫機(jī)組→成品。
此工藝路線(xiàn)的缺點(diǎn):
1)平整機(jī)組生產(chǎn)以干平為主,平整機(jī)DCR 工藝需要配置乳化液,配置的乳化液不能長(zhǎng)時(shí)間保存,平整機(jī)小批次生產(chǎn)二次冷軋類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較高。
2)由于平整機(jī)乳化液流量較小,平整機(jī)DCR 工藝生產(chǎn)二次冷軋類(lèi)產(chǎn)品時(shí)軋制壓力較高,板型控制較困難,并且由于存在較大的軋制壓力,易造成卷溫較高,形成乳化液斑。
3)平整機(jī)工藝轉(zhuǎn)換,輔助時(shí)間消耗增多,影響平整機(jī)的生產(chǎn)效率。
新工藝路線(xiàn):原料→酸洗→軋機(jī)→連續(xù)退火機(jī)組→軋機(jī)、脫脂→毛化平整(干平)→拉矯→電鍍錫機(jī)組→成品。
2.2.1 二次冷軋電鍍錫鋼板原料的選擇
由于二次冷軋電鍍錫鋼板原料選用以及二次冷軋壓下率對(duì)電鍍錫鋼板性能有較大的影響[3],本次新工藝試制二次冷軋電鍍錫鋼板的原料選擇某原料廠的MR 鋼,以滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)二次冷軋電鍍錫鋼板原料的化學(xué)成分及性能要求,卷號(hào)為5392、5393,原料規(guī)格為2.0 mm×854 mm,質(zhì)量分別為15 340 kg 和15 490 kg(化學(xué)成分見(jiàn)表1)。
2.2.2 二次冷軋軋制工藝的設(shè)定
根據(jù)客戶(hù)需求,本次試驗(yàn)二次冷軋電鍍錫鋼板采用本廠DR8 工藝,一次冷軋厚度至0.185 mm,經(jīng)連續(xù)退火后,二次冷軋至成品厚度0.15 mm。
兩卷試驗(yàn)料由原料2.0 mm 一次軋制到厚度0.185 mm,工作輥表面粗糙度0.6 μm,生產(chǎn)過(guò)程中乳化液濃度及軋制工藝參數(shù)按常規(guī)方式進(jìn)行控制。
帶鋼經(jīng)軋機(jī)一次軋制后,在本廠連退線(xiàn)進(jìn)行退火,生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行本廠DR 材退火工藝,下線(xiàn)卷號(hào)分別為53921、53922、53931 及53932。
3.3.1 經(jīng)軋機(jī)二次軋制
試驗(yàn)卷53921、53932 經(jīng)連續(xù)退火處理后返回軋機(jī)進(jìn)行二次冷軋,軋至成品厚度0.15 mm,生產(chǎn)過(guò)程中軋輥、乳化液等工藝條件按常規(guī)生產(chǎn)方式控制未做調(diào)整。后經(jīng)脫脂線(xiàn)清洗,平整機(jī)毛化平整,拉矯裁邊,電鍍錫生產(chǎn)完成。
3.3.2 經(jīng)平整DCR 軋制
試驗(yàn)卷53922、53931 經(jīng)連續(xù)退火處理后,在本廠雙機(jī)架平整機(jī)經(jīng)DCR 軋至厚度0.15 mm,同時(shí)進(jìn)行毛化平整處理,后經(jīng)拉矯裁邊,電鍍錫生產(chǎn)完成。
4 卷試驗(yàn)料成品厚度落點(diǎn)均控制在0.150 mm±0.005 mm,卷取外形無(wú)明顯溢出邊等缺陷,均符合GB/T 2520—2017 標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足客戶(hù)的生產(chǎn)需求。
1)經(jīng)平整DCR 工藝生產(chǎn)的2 卷帶鋼(見(jiàn)圖1)因?yàn)檐堉茐毫υ? 000 kN 以上,板面平整度較差,板面有乳化液殘留。
2)經(jīng)軋機(jī)二次冷軋生產(chǎn)的2 卷帶鋼(見(jiàn)圖2)軋制壓力在3 500 kN 左右,后經(jīng)脫脂清洗,板面平直度及光潔度較平整DCR 工藝生產(chǎn)的2 卷帶鋼有非常直觀的提升。
4.3.1 毛化平整后性能
平整用毛化輥硬度(HS)≥94,平整壓力設(shè)定為4 000 kN,軋輥凸度為5 μm[4]。平整后帶鋼性能如表2、表3 所示。
由表2、表3 可知,由兩種工藝路線(xiàn)生產(chǎn)后的帶鋼經(jīng)平整后板面粗糙度、硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。
表2 毛化平整后板面粗糙度 μm
表3 毛化平整后力學(xué)性能
4.3.2 鍍后性能
鍍錫線(xiàn)鍍錫量設(shè)定2.8/2.8 g/m2,電化學(xué)鈍化。鍍后性能如表4、表5 所示。
表4 鋼板鍍錫量 g/m2
表5 鍍錫后鋼板力學(xué)性能
由表4、表5 可知,4 卷試驗(yàn)鋼卷鍍后性能良好,硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足客戶(hù)需求。
1)二次冷軋電鍍錫鋼板經(jīng)退火后,在軋機(jī)進(jìn)行二次軋制生產(chǎn)工藝,能有效解決二次冷軋電鍍錫鋼板經(jīng)平整機(jī)DCR 工藝生產(chǎn)時(shí)的板型和板面乳化液殘留等缺陷。
2)在軋機(jī)進(jìn)行二次冷軋生產(chǎn)時(shí),不用重新調(diào)配乳化液,可提高生產(chǎn)效率,有效降低生產(chǎn)成本,提升公司產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。