电池壳体用钢带的生产方法技术

本发明专利技术公开了电池壳体用钢带的生产方法，电池壳体用钢带的化学成分及质量百分含量为:碳:0.003~0.006%，硅≤0.03%，锰:0.35~0.45%，钛:0.040~0.050%，铝:0.040~0.060%，磷≤0.020%，硫≤0.012%，氮≤0.0040%，余量为铁及其它不可避免的杂质，其中，7>Ti/(C+N)>5；生产工艺流程为铁水预处理

【技术实现步骤摘要】
电池壳体用钢带的生产方法


[0001]本专利技术涉及一种电池壳体用钢带的生产方法，属于冶金


技术介绍

[0002]电池壳用钢是一种综合性能要求极高的高端冷轧钢种，要求钢带具有高洁净度、高表面质量、高性能均匀性及优异的加工性能等。因此，在制造过程中，要求降低带钢（即钢带）各向异性，保证其冲压性能，减少脱氧产物等内生夹杂物和二次氧化等外来夹杂物的数量，减少砂眼、翘皮、孔洞、冲压开裂等缺陷，保证表面质量。
[0003]电池壳用钢常见缺陷包括夹渣、翘皮、砂眼、孔洞、开裂等，该类缺陷主要是由炼钢过程产生的非金属夹杂物引起的。电池壳用钢冲压成构件过程中，要求壁厚减薄均匀且无制耳和毛刺等缺陷。因此，电池壳用钢制造过程中要求极低的各向异性，同时对非金属夹杂物的尺寸要求越小越好。
[0004]现有技术中，电池壳用钢主要存在以下问题:1）带钢各向异性差，在冲压成构件过程中，壁厚减薄不均匀，易出现制耳和毛刺等缺陷；2）带钢夹杂物尺寸大、数量多，影响钢液的连序浇注性能，导致带钢表面出现翘皮、砂眼、孔洞等缺陷。
[0005]如公开号为CN109136444A的专利文献公开了一种快速、减薄冲压加工用新能源汽车电池壳用钢及生产方法。该专利技术通过合理的成分设计，并通过对炼钢、精炼、连铸、热轧、卷取、冷轧、连续退火等工艺进行优化设计，钢带的洁净度、性能等得到保证，不仅具有相比商业化超低碳钢较高的强度，而且克服了低碳类电池壳钢成形性能差的问题，适应快速冲压和减薄冲压的加工要求。但，该方法要求转炉出钢温度高，导致转炉冶炼耐材损耗大、冶炼成本高；RH脱碳过程吹氧升温生产大量夹杂物，影响钢液浇注性能，最终带钢出现砂眼、翘皮等缺陷。授权公告号为CN100560770C的专利文献公开一种平面各向同性优良的电池壳用钢及其制造方法，该专利采用低碳铝镇静钢成分体系生产电池壳用钢，碳质量百分比:0.01~0.05%，退火工艺为罩式退火，该成分体系生产难度小，制造成本低，但因其为低碳钢成分，冲压加工性能较差，难以满足电池壳体用钢快速冲压减薄的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种电池壳体用钢带的生产方法，获得的钢带具有高洁净度、高表面质量、高性能均匀性及优异的加工性能。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是:电池壳体用钢带的生产方法，其中，电池壳体用钢带的化学成分及质量百分含量为:碳:0.003~0.006%，硅≤0.03%，锰:0.35~0.45%，钛:0.040~0.050%，铝:0.040~0.060%，磷≤0.020%，硫≤0.012%，氮≤0.0040%，余量为铁及不可避免的杂质，其中，7＞Ti/(C+N)＞5。
[0008]本专利技术电池壳体用钢带成分控制原理如下:碳（C):是钢中强化元素，使钢的强度上升、塑性下降。为保证新能源汽车用电池壳用钢具有一定的强度，以抵抗电池充液后的内压，需要控制C含量。同时，以间隙原子形式存
在的碳原子会降低钢带冲压成型性能。因此本专利技术中控制C含量0.0030～0.0060%，在保证钢带强度的同时，提高其冲压成型性能。
[0009]锰（Mn):是一种钢材强化元素，一定锰含量可提高钢带的强度，同时Mn与S结合生成MnS避免钢中硫引起钢的热脆。但超低碳钢中锰含量过高会对冲压加工不利，因此控制Mn含量0.35~0.45%。
[0010]钛（Ti):利用Ti来固定C、N原子，使钢带达到无间隙原子（IF）状态，钢带具有良好的冲压成形性能。Ti主要以TiN等析出相形式存在，在铁素体中沉淀，阻碍晶粒长大，且提高强度。本专利技术中C含量进行了特殊设计，Ti含量需要保证固定C、N的效果，以提高冲压成型性能，同时满足各向同性的需要。此外过高的Ti对钢液浇注性能有不利影响。因此Ti含量进行相应设计，控制在0.04~0.05%。同时，控制7＞Ti/(C+N)＞5，在固定C、N的同时，钢中存在适量的溶解Ti含量，一定程度上提高r值，降低钢带的各向异性，保证高速冲压成型性能。
[0011]铝（Al）:炼钢过程利用铝进行脱氧，去除冶炼过程中钢液中的氧，生成氧化铝等易于去除的夹杂物，钢液太低的铝含量，脱氧效果差，难以保证钢水洁净度。此外，钢中加入铝后会形成酸溶铝Als，可以与N反应生成AlN，促进无间隙原子化，并且细小弥散的AlN析出相能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒、促进组织均匀化。但当Als过高时，冶炼和浇铸控制难度会大幅提高。因此，Al含量控制0.04~0.06%。
[0012]硅(Si):是一种强化元素，但对冲压性能影响较大，按照≤0 .03%控制。
[0013]磷(P)同样具有强化作用，但会提高钢板加工脆性、危害冲压性能，需要加以去除，但是过低的P含量，增加炼钢冶炼的难度，因此按照≤0.020%控制。
[0014]硫(S):对于钢带是有害元素，影响韧性、冲压性能等，需要加以去除，考虑控制难易程度，按照≤0.012%控制。
[0015]氮(N):含量过高会导致钢带冲压性能大幅下降，按照≤0.0040%控制。
[0016]工艺流程（生产方法）为铁水预处理
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转炉冶炼
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LF精炼
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RH处理
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连续浇注
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热轧
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酸洗
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冷轧
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连续退火
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精整。铁水预处理:铁水搅拌脱硫，脱硫后铁水硫含量≤0.0050%，铁水温度1300~1330℃。
[0017]转炉冶炼:至少2个清晰可见底吹孔，吹炼全程底吹氩气，氩气流量≥300Nm
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/h，转炉吹炼终点温度1640~1660℃，转炉终点碳含量0.03~0.04%，转炉终点自由氧含量0.06~0.08%，转炉终渣T.Fe 15~18%，转炉出钢下渣量2~4kg/t。
[0018]LF精炼:钢包座包后，开到通电升温位，开始通电升温，升温过程中钢包底吹流量控制在300~500NL/min。该流量即保证钢液的温度均匀性，同时又尽可能的提高升温通电升温效率。当钢水温度达到1618~1635℃的目标温度后，测温定氧，钢液自由氧含量0.06~0.07%。钢液自由氧含量0.06~0.07%，满足RH脱碳过程的自然脱碳的需要，同时降低脱氧合金化前的自由氧含量，减少钢液中一次脱氧产物的数量，提高钢液的洁净度。调整钢包底吹流量100~200NL/min，该钢包底吹流量目的是提供一定的动力学条件，促进改质剂和石灰熔化，同时避免表面钢液裸露，造成二次氧化。根据钢水自由氧含量，加入炉渣改质剂400~500kg，石灰400~500kg。其中炉渣改质剂成分为Al 45~50%，CaO 20~25%，Al2O
3 10~15%，CaCO310~15%，其它为不可避免的杂质，其中CaCO3为扩散剂，促进改质剂分散。
[0019]RH处理:RH到站温度1610~1630℃，因RH处理过程存在一定程度的温降，为了满足连序浇注的温度要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电池壳体用钢带的生产方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH处理、连续浇注步骤，其特征在于：LF精炼：钢包座包后，开到通电升温位，开始通电升温，升温过程中钢包底吹流量控制在300~500NL/min；当钢水温度达到1618~1635℃的目标温度后，测温定氧，钢液自由氧含量0.06~0.07%；调整钢包底吹流量100~200NL/min，根据钢水自由氧含量，加入炉渣改质剂和石灰；RH处理：RH到站温度1610~1630℃，到站自由氧0.06~0.07%，到站碳含量0.025~0.035%，RH到站钢包炉渣成分中T.Fe5~8%；RH脱碳15~18min后，钢液自由氧含量0.025~0.030%，根据成分需要，依次先后分别加入铝粒、含碳锰铁、金属锰、含钛合金，其中含碳锰铁加入量为2.3~2,7kg/t钢，金属锰的加入量为1.1~1.3kg/t钢，Al粒、含锰合金加完后循环加入含钛合金；RH破空到连续浇注开浇之间时间为10~15min；含碳锰铁中碳含量0.8~1.2%，含钛合金中钛含量≥99.6%；连续浇注：中间包过热度25~35℃，浸入式水口插入深度160~200mm，开口角度20℃，连铸塞棒氩气流量8~12L/min；所述电池壳体用钢带的化学成分及质量百分含量为：碳:0.003
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0.006%，硅≤0.03%，锰:0.35~0.45%，钛:0.040~0.050%，铝:0.040
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0.060%，磷≤0.020%，硫≤0.012%，氮≤0.0040%，余量为铁及不可避免的杂质，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彦召，马建超，赵家七，李宁，
申请(专利权)人：江苏沙钢集团有限公司张家港扬子江冷轧板有限公司，
类型：发明
国别省市：