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CN116078816B - 一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法 - Google Patents

一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法

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CN116078816B
CN116078816B CN202310045863.XA CN202310045863A CN116078816B CN 116078816 B CN116078816 B CN 116078816B CN 202310045863 A CN202310045863 A CN 202310045863A CN 116078816 B CN116078816 B CN 116078816B
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Tianjin Jukun Metal Technology Co ltd
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Abstract

本申请涉及钢板冷轧的技术领域，具体公开了一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法。食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，包括如下步骤：选取普碳基板进行酸洗，得到预处理后的普碳基板；调整乳化液浓度、横移抽动量、张力、单道次压下量，将预处理后的普碳基板进行轧制；对轧制完成的普碳基板进行退火；对退火完成的普碳基板进行平整、剪切、入库。本申请的食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，通过各步骤之间的协同作用，具有简便工艺且提高普碳基板质量的优点。

Description

一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法
技术领域
本申请涉及钢板冷轧技术领域，尤其是涉及一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法。
背景技术
冷轧普碳基板又称普通碳素结构钢冷轧板，也称冷轧板，俗称冷板，冷轧普碳基板是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板，冷轧普碳基板的尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已经逐渐用它取代热轧薄钢板。
另外，冷轧普碳基板具有良好的性能，即通过冷轧，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和钢板，平直度高，表面光洁度高，易于进行涂镀加工，品种多，用途广，同时具有冲压性能高和屈服点低的特点，所以冷轧普碳基板具有广泛的用途，主要用于汽车、印制铁桶、建筑、建材、自行车等行业。
目前，现有技术中的普碳基板在冷轧过程中需要经过2-3次退火，过程繁琐，工艺复杂，而且还会影响普碳基板的质量。
发明内容
为了简便工艺且提高普碳基板的质量，本申请提供一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法。
第一方面，本申请提供一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，采用如下技术方案：
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，包括如下步骤：
S1：选取普碳基板进行酸洗，得到预处理后的普碳基板；
S2：调整乳化液浓度、横移抽动量、张力、单道次压下量，将预处理后的普碳基板进行轧制；S3：对轧制完成的普碳基板进行退火；
S4：对退火完成的普碳基板进行平整、剪切、入库。
通过采用上述技术方案，本申请的食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，通过各步骤之间的协同作用，不仅将退火次数减少到1次，缩短了作业周期，简便了工艺，提高了工作效率，还提高了普碳基板的抗拉强度、屈服强度和延伸率，从而提高了普碳基板的质量，其中，普碳基板的抗拉强度为603-635MPa，屈服强度为585-620MPa，延伸率为6-12％。
对普碳基板进行酸洗预处理，能够除去普碳基板表面的氧化皮和铁锈，防止在后续操作中，普碳基板上的其他杂质影响轧制的安全成品的质量；然后调整轧机的乳化液的浓度、横移抽动量和张力，便于提高润滑性，便于对普碳基板进行轧制；现有技术中的钢带在冷轧过程中通常需要退火2-3次，成本高，耗时长，按照上述方法对工艺进行调整，将退火次数减少至1次，缩短了作业周期，降低了整体成本，提高了生产效率，提高普碳基板的质量；最后对普碳基板进行平整、剪切、入库，能够消除普碳基板的屈服平台，便于对普碳基板进行完善，更有助于提高普碳基板的质量。
作为优选：所述步骤S1中的酸洗具体工序为：在酸洗液中加入微气泡，加热升温，在超声波下对普碳基板进行洗涤，其中，酸洗液为盐酸溶液和缓蚀剂的混合液，且盐酸溶液和缓蚀剂的重量配比为1：(0.2-0.4)。
进一步的，所述步骤S1中的酸洗具体工序为：在酸洗液中加入微气泡，加热至20-40℃的温度，在1-3MHz的超声波下对普碳基板进行洗涤，洗涤10-20min，其中，酸洗液为盐酸溶液和缓蚀剂的混合液，且盐酸溶液和缓蚀剂的重量配比为1：(0.2-0.4)；
其中，微气泡的直径为100-200μm，盐酸溶液的质量分数为20-30％。
通过采用上述技术方案，对酸洗的具体工序进行限定，首先在酸洗液中加入微气泡，在酸洗的过程中，气泡会在普碳基板表面炸裂，从而对普碳基板表面的杂质形成冲击，更有利于普碳基板表面杂质的去除；然后在超声波的作用下进行洗涤，利用超声波的振动，能够使酸洗液渗入普碳基板表面的杂质内，加快去除杂质。酸洗液由盐酸溶液和缓蚀剂组成，盐酸溶液能够对普碳基板表面的杂质进行腐蚀，从而达到去除杂质的目的，缓蚀剂能够保护普碳基板减少腐蚀的几率，实现去除杂质、保护普碳基板的目的，从而提高普碳基板的质量。
作为优选：所述步骤S2中的乳化液的浓度为3.0％，横移抽动量为10mm，张力为150-180kg，单道次压下量为18-35％。
通过采用上述技术方案，对乳化液浓度、横移抽动量、张力、单道次压下量进行限定，通过对上述参数的调整，将退火次数减少至1次，缩短了作业周期，降低了生产成本，提高了生产效率。
作为优选：所述步骤S3在退火前对普碳基板进行脱脂处理。
作为优选：所述脱脂处理的具体工序为：将轧制完成的普碳基板放入脱脂溶液中，在40-60℃的温度下浸泡2-4min，在摆频20-40次/min、往返1次、摆距40-60mm下摆洗1-3min，取出普碳基板，在水中浸提3-5次，烘干后完成脱脂。
通过采用上述技术方案，在轧制的过程中普碳基板表面有润滑油，在轧制的过程中，油脂挥发，会在普碳基板上留下黑斑，对退火前的普碳基板进行脱脂处理，能够除去普碳基板表面的黑斑，且通过在脱脂液中浸泡和摆洗的双重作用，能够使脱脂液更好的发挥皂化作用，与普碳基板上的黑斑进行反应，摆洗振动更有利于皂化后物质的去除，从而提高普碳基板的质量。
作为优选：所述脱脂溶液包括以下重量份的原料：水70-85份、氢氧化钠1-5份、十二烷基酚聚氧乙烯醚0.1-0.5份、硅酸钠5-12份。
通过采用上述技术方案，对脱脂溶液的原料进行限定，更有利于提高普碳基板上黑斑的去除率。具体的，氢氧化钠为强碱，在水中溶解后能够电离出OH-，能够发生皂化反应，溶解油脂沉积物，形成水溶性的硬脂酸钠和甘油，从而除去普碳基板上的黑斑，提高普碳基板的质量；十二烷基酚聚氧乙烯醚能够使黑斑乳化分散，从而使黑斑脱离普碳基板表面，不会对普碳基板造成损坏；硅酸钠不仅能够对普碳基板起到缓蚀的作用，还能够与十二烷基酚聚氧乙烯醚起到良好的助洗作用，从而进一步提高黑斑的去除率，提高普碳基板的质量。
作为优选：所述步骤S3中的退火的具体工序为：第一升温阶段到400-500℃，保温2-3h，第二升温阶段到650-720℃，升温速度为40-60℃/h，保温10-14h，冷却。
通过采用上述技术方案，对退火的具体工序进行限定，便于普碳基板的成型，有助于缩短作业周期，提高生产效率，提高普碳基板的质量。
作为优选：保温阶段通入保护气进行保护，保护气流量为4-6m3/h，保护气为氮气和氦气的混合物，且氮气和氦气的重量配比为1:1。
通过采用上述技术方案，在退火工序的保温阶段充入保护气进行保护，便于退火工序的持续进行，便于缩短作业周期；且氮气和氦气均为惰性气体，稳定性好，不会对普碳基板造成影响，氮气比氦气容易获得，选用氮气和氦气作为保护气，便于普碳基板更好的完成退火工序，便于提高普碳基板的质量。
作为优选：所述步骤S4中的平整的具体工序为：在30-50℃的温度下、浓度为1-2％的平整液下进行平整。
进一步的，所述步骤S4中的平整的具体工序为：在30-50℃的温度下、浓度为1-2％的平整液下进行平整；
其中，平整液为EDTA 0.5-1.5％、硅油5-15％、壬基酚聚氧乙烯醚10-20％、三乙醇胺5-15％、余量为水。
通过采用上述技术方案，对平整工序进行限定，能够消除普碳基板的屈服平台，便于最后对普碳基板进行完善，便于提高普碳基板的质量。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、由于本申请中采用普碳基板预处理-轧制-退火-平整、剪切入库的工艺对普碳基板进行冷轧，首先对普碳基板进行酸洗预处理，能够防止在后续操作中，普碳基板上的其他杂质影响轧制的安全成品的质量；然后调整轧机的乳化液的浓度、横移抽动量和张力，便于提高润滑性，便于对普碳基板进行轧制；将退火次数减少至1次，缩短了作业周期，降低了整体成本，提高了生产效率，提高普碳基板的质量；最后对普碳基板进行平整、剪切、入库，能够消除普碳基板的屈服平台，便于对普碳基板进行完善，更有助于提高普碳基板的质量，可使普碳基板的抗拉强度达到635MPa，屈服强度达到620MPa，延伸率达到12％。
2、本申请中优选在退火前对普碳基板进行脱脂处理，在轧制的过程中会在普碳基板上留下黑斑，进行脱脂处理，能够除去普碳基板表面的黑斑，且通过在脱脂液中浸泡和摆洗的双重作用，能够使脱脂液更好的发挥皂化作用，与普碳基板上的黑斑进行反应，摆洗振动更有利于皂化后物质的去除，从而提高普碳基板的质量。
具体实施方式
以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。
原料
缓蚀剂为SH-406缓蚀剂；十二烷基酚聚氧乙烯醚的分子量为702；壬基酚聚氧乙烯醚分子量为308。
制备例
制备例1
一种脱脂溶液，其采用以下方法制备，其原料配比见表1所示：
将水、氢氧化钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚、硅酸钠混合均匀，得到脱脂溶液。
制备例2-3
一种脱脂溶液，其和制备例1的区别之处在于，脱脂溶液的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
表1不同制备例中脱脂溶液的原料
实施例
实施例1
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，包括如下步骤：
S1：在酸洗液中加入直径为150μm的微气泡，加热至30℃的温度，在2MHz的超声波下对普碳基板进行洗涤，洗涤15min，得到预处理后的普碳基板；其中，酸洗液为2kg质量分数为25％的盐酸溶液和0.4kg SH-406缓蚀剂的混合液；
S2：调整乳化液的浓度为3.0％，横移抽动量为10mm，张力为165kg，单道次压下量为26％，将预处理后的普碳基板进行轧制；
S3：在退火前对普碳基板进行脱脂处理，将轧制完成的普碳基板放入采用制备例1制备得到的脱脂溶液中，在50℃的温度下浸泡3min，在摆频30次/min、往返1次、摆距50mm下摆洗2min，取出普碳基板，在水中浸提5次，烘干后完成脱脂；
对脱脂完成的普碳基板进行退火，具体为：第一升温阶段到450℃，保温2.5h，第二升温阶段到680℃，升温速度为50℃/h，保温12h，冷却；其中，保温阶段通入气流量为5m3/h的保护气进行保护，保护气为氮气和氦气的混合物，且氮气和氦气的重量配比为1:1；
S4：将退火完成的普碳基板在40℃的温度下、浓度为1.5％的平整液下进行平整，再将普碳基板经过剪切、入库；其中，平整液为EDTA1％、硅油10％、壬基酚聚氧乙烯醚15％、三乙醇胺10％、余量为水。
实施例2
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例1的区别之处在于，步骤S1中酸洗液中缓蚀剂的添加量不同，实施例2中酸洗液中缓蚀剂的添加量为0.6kg。
实施例3
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例1的区别之处在于，步骤S1中酸洗液中缓蚀剂的添加量不同，实施例3中酸洗液中缓蚀剂的添加量为0.8kg。
实施例4
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例2的区别之处在于，步骤S3中脱脂溶液的来源不同，实施例4中的脱脂溶液采用制备例2制备得到。
实施例5
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例2的区别之处在于，步骤S3中脱脂溶液的来源不同，实施例5中的脱脂溶液采用制备例3制备得到。
对比例
对比例1
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例1的区别之处在于，普碳基板未进行酸洗。
对比例2
一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其与实施例1的区别之处在于，普碳基板未进行脱脂。
性能检测试验
对实施例1-5和对比例1-2中的普碳基板进行下述性能检测：
抗拉强度：依据GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》对普碳基板的抗拉强度进行测定，检测结果如表2所示。
屈服强度：依据GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》对普碳基板的屈服强度进行测定，检测结果如表2所示。
延伸率：依据GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》对普碳基板的延伸率进行测定，检测结果如表2所示。
表2检测结果
本申请的食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，通过各步骤之间的协同作用，不仅将退火次数减少到1次，缩短了作业周期，简便了工艺，提高了工作效率，还提高了普碳基板的抗拉强度、屈服强度和延伸率，从而提高了普碳基板的质量，其中，普碳基板的抗拉强度为603-635MPa，屈服强度为585-620MPa，延伸率为6-12％。
结合实施例1和对比例1可以看出，实施例1中的冷轧方法处理的普碳基板的抗拉强度为603MPa，屈服强度为585MPa，延伸率为6％，优于对比例1，表明普碳基板进行酸洗预处理更为合适，首先在酸洗液中加入微气泡，在酸洗的过程中，气泡会在普碳基板表面炸裂，从而对普碳基板表面的杂质形成冲击，更有利于普碳基板表面杂质的去除；然后在超声波的作用下进行洗涤，利用超声波的振动，能够使酸洗液渗入普碳基板表面的杂质内，加快去除杂质。酸洗液由盐酸溶液和缓蚀剂组成，盐酸溶液能够对普碳基板表面的杂质进行腐蚀，从而达到去除杂质的目的，缓蚀剂能够保护普碳基板减少腐蚀的几率，实现去除杂质、保护普碳基板的目的，从而提高普碳基板的质量。
结合实施例1和对比例2可以看出，实施例1中的冷轧方法处理的普碳基板的抗拉强度为603MPa，屈服强度为585MPa，延伸率为6％，优于对比例2，表明普碳基板进行脱脂处理更为合适，在轧制的过程中会在普碳基板上留下黑斑，进行脱脂处理，能够除去普碳基板表面的黑斑，且通过在脱脂液中浸泡和摆洗的双重作用，能够使脱脂液更好的发挥皂化作用，与普碳基板上的黑斑进行反应，摆洗振动更有利于皂化后物质的去除，从而提高普碳基板的质量。
结合实施例1-3可以看出，实施例2中的冷轧方法处理的普碳基板的抗拉强度为618MPa，屈服强度为600MPa，延伸率为10％，优于其他实施例，表明实施例2中酸洗液中盐酸溶液和缓蚀剂的重量配比更为合适，更利于除去普碳基板上的杂质，从而提高普碳基板的质量。
结合实施例2、实施例4-5可以看出，实施4中的冷轧方法处理的普碳基板的抗拉强度为635MPa，屈服强度为620MPa，延伸率为12％，优于其他实施例，表明制备例2中的脱脂溶液更为合适，能够使脱脂液更好的发挥皂化作用，有助于普碳基板上黑斑的去除，从而提高普碳基板的质量。
上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：选取普碳基板进行酸洗，得到预处理后的普碳基板；
S2：调整乳化液浓度、横移抽动量、张力、单道次压下量，将预处理后的普碳基板进行轧制；
S3：对轧制完成的普碳基板进行退火；
S4：对退火完成的普碳基板进行平整、剪切、入库；
所述步骤S3在退火前对普碳基板进行脱脂处理；所述脱脂处理的具体工序为：将轧制完成的普碳基板放入脱脂溶液中，在40-60℃的温度下浸泡2-4min，在摆频20-40次/min、往返1次、摆距40-60mm下摆洗1-3min，取出普碳基板，在水中浸提3-5次，烘干后完成脱脂；所述脱脂溶液包括以下重量份的原料：水70-85份、氢氧化钠1-5份、十二烷基酚聚氧乙烯醚0.1-0.5份、硅酸钠5-12份；
所述步骤S3中的退火的具体工序为：第一升温阶段到400-500℃，保温2-3h，第二升温阶段到650-720℃，升温速度为40-60℃/h，保温10-14h，冷却。
2.根据权利要求1所述的 一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其特征在于：所述步骤S1中的酸洗具体工序为：在酸洗液中加入微气泡，加热升温，在超声波下对普碳基板进行洗涤，其中，酸洗液为盐酸溶液和缓蚀剂的混合液，且盐酸溶液和缓蚀剂的重量配比为1：（0.2-0.4）。
3.根据权利要求1所述的一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其特征在于：所述步骤S2中的乳化液的浓度为3.0%，横移抽动量为10mm，张力为150-180kg，单道次压下量为18-35%。
4.根据权利要求1所述的一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其特征在于：保温阶段通入保护气进行保护，保护气流量为4-6m3/h，保护气为氮气和氦气的混合物，且氮气和氦气的重量配比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种食品级金属包装用冷轧普碳基板冷轧方法，其特征在于：所述步骤S4中的平整的具体工序为：在30-50℃的温度下、浓度为1-2%的平整液下进行平整。
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