DE19701234C1 - Highly formable thin steel sheet production - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen Stahlbleches zur Verwendung bei der Fertigung von Metallverpackungen, insbesondere von dreiteiligen Dosen.The invention relates to a method for manufacturing a thin sheet of steel for use in the Manufacture of metal packaging, especially of three-piece cans.
Für die Fertigung von Verpackungen aus Stahlblech, insbesondere von dreiteiligen Dosen, werden im allge meinen Stahlbleche verwendet, die zunächst warmgewalzt, gebeizt, kaltgewalzt und anschließend geglüht werden. Um die Oberfläche des geglühten Stahlbandes zu glätten und ihr ein gewünschtes blankes oder mattes Aussehen zu verleihen, wird das kaltgewalzte und geglühte Stahl blech nach dem Glühen mit einem Kaltwalzgrad (Verfor mungsgrad) von 0,5-1,5% nachgewalzt, was auch als Dressieren bezeichnet wird. Das Glühen nach dem Kalt walzen und das Nachwalzen oder Dressieren sind zusätz liche Verfahrensschritte, welche die Herstellungskosten des Stahlbleches verteuern.For the production of packaging from sheet steel, in particular of three-part cans, are generally my steel sheets, which were first hot rolled, pickled, cold rolled and then annealed. To smooth the surface of the annealed steel strip and her a desired shiny or matt appearance to lend the cold rolled and annealed steel after annealing with a cold rolling degree (Verfor degree) of 0.5-1.5%, which is also called Dressage is called. The glow after the cold rolling and re-rolling or skin-pass are additional Liche procedural steps, the manufacturing costs the steel sheet more expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen Stahlbleches zur Verwendung bei der Fertigung von Metallverpackungen, insbesondere von dreiteiligen Dosen, aufzuzeigen, welches eine kostengünstige Herstellung des Stahlbandes selbst und daraus eine kostengünstige und energiesparende Fertigung der Metallverpackungen ermöglicht.The invention is therefore based on the object Method of making a thin steel sheet for use in the manufacture of metal packaging, especially of three-part cans, which is an inexpensive manufacture of the steel strip itself and from it an inexpensive and energy-saving Manufacturing of metal packaging enables.
Das Verfahren umfaßt nach der Erfindung folgende Ver
fahrensschritte:
According to the invention, the method comprises the following procedural steps:
-
a) Erzeugung eines Stahlbandes mit folgender Analyse:
0,0005 bis 0,008% Kohlenstoff,
weniger als 0,04% Silizium,
0,015 bis 0, 45% Mangan,
0,005 bis 0,02% Schwefel,
0,005 bis 0,060% Aluminium,
weniger als 0,005% Stickstoff,
weniger als 0,025% Phosphor,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen,a) Production of a steel strip with the following analysis:
0.0005 to 0.008% carbon,
less than 0.04% silicon,
0.015 to 0.45% manganese,
0.005 to 0.02% sulfur,
0.005 to 0.060% aluminum,
less than 0.005% nitrogen,
less than 0.025% phosphorus,
Rest of iron and unavoidable impurities, - b) Warmwalzen des Stahlbandes mit Endwalztemperaturen von 750-950°C sowie Haspeltemperaturen von 550-700°C,b) hot rolling the steel strip with final rolling temperatures of 750-950 ° C and reel temperatures of 550-700 ° C,
- c) Beizen des Stahlbandes,c) pickling the steel strip,
- d) Kaltwalzen des gebeizten Stahlbandes auf Enddicken auf 0,10 des 0,50 mm mit Kaltwalzgraden zwischen 80 und 95%, ohne Zwischenglühen und ohne Nachwalzen des Stahlbandes,d) Cold rolling the pickled steel strip to final thicknesses to 0.10 of 0.50 mm with cold rolling degrees between 80 and 95%, without intermediate annealing and without re-rolling of the steel strip,
- e) kurzzeitige Wärmebehandlung des Stahlbandes vor einer Umformung bei einer Temperatur zwischen 150 und 3500, wobeie) brief heat treatment of the steel strip before Forming at a temperature between 150 and 3500, in which
- f) die Wärmebehandlung beim Beschichten oder Lackieren des Stahlbandes mit einem organischen Beschichtungs mittel und/oder während einer Aufschmelzbehandlung beim Verzinnen erfolgt.f) the heat treatment during coating or painting of the steel strip with an organic coating medium and / or during a reflow treatment takes place during tinning.
Aus der DE-OS 20 02 424 ist ein Verfahren zum Herstellen eines dünnen Stahlbleches zur Verwendung bei der Fertigung von Metallverpackungen entnehmbar. Weiterhin beschreibt diese Druckschrift auf Seite 2, im 1. Abs., daß die Wal zendtemperatur bei etwa 850°C liegt, und daß das Stahlband, nachdem es auf etwa 600°C abgekühlt worden ist, bei dieser Temperatur aufgehaspelt wird. Gemäß diesem bekannten Ver fahren wird das warmgewalzte Band entzundert und danach auf eine Stärke von 0,2 bis 0,3 mm kaltgewalzt. Weitere Angaben zum Warmwalzen enthält diese Druckschrift auf Seite 4, im 3. Abs. In jedem Fall wird jedoch das Stahl band nach dem Kaltwalzen einer Glühbehandlung unterzogen.DE-OS 20 02 424 describes a method for manufacturing a thin steel sheet for use in manufacturing removable from metal packaging. Furthermore describes this publication on page 2, in the 1st paragraph that the whale temperature is around 850 ° C, and that the steel strip, after it has cooled to about 600 ° C, at this Temperature is coiled. According to this known ver the hot-rolled strip is descaled and then Cold rolled to a thickness of 0.2 to 0.3 mm. Further This publication contains information on hot rolling Page 4, in the 3rd paragraph. In any case, however, the steel strip was subjected to an annealing treatment after cold rolling.
Aus der DE 692 01 881 T2, besonders der Tabelle 2, Stahl klasse c ist eine Analyse eines Stahlbandes bekannt, wie sie im Patentanspruch 1 beansprucht wird. Da dieses bekannte Stahlband hervorragende Eigenschaften hinsichtlich seiner Preßbarkeit aufweist, liest der Fachmann mit, daß dieses Stahlband auch zur Fertigung von Metallverpackungen heran ziehbar ist. Es wird jedoch auch dieses Stahlband nach dem Kaltwalzen rekristallisierend geglüht und konventionell weiter behandelt.From DE 692 01 881 T2, especially Table 2, steel class c an analysis of a steel strip is known as it is claimed in claim 1. Because this known Steel band excellent properties in terms of its Has pressability, the expert reads that this Steel strip also used to manufacture metal packaging is draggable. However, this steel band will also follow annealed after cold rolling and conventional treated further.
Dieser genannte Stand der Technik legt aber nicht nahe, das Kaltwalzen ohne Zwischenglühen und ohne Nachwalzen des Stahlbandes durchzuführen und die kurzzeitige Wärme behandlung des Stahlbandes vor einer Umformung bei einer Temperatur zwischen 150 und 350°C durchzuführen, wobei diese Temperatur zur weiteren Behandlung des Stahlbandes gleichzeitig genutzt wird.However, this prior art does not suggest cold rolling without intermediate annealing and without post-rolling of the steel strip and the short-term heat treatment of the steel strip before forming at a Perform temperature between 150 and 350 ° C, where this temperature for further treatment of the steel strip is used simultaneously.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die üblichen Verfahrensschritte Glühen des kaltgewalzten Bleches und Nachwalzen desselben verzichtet, wodurch erhebliche Kosten einsparungen zu erzielen sind.In the method according to the invention, the usual Process steps of annealing the cold rolled sheet and Roughing the same is dispensed with, which results in considerable costs savings can be achieved.
Für die Herstellung des Stahlbandes wird eine Stahlzusam mensetzung verwendet, bei welcher der Kohlenstoff auf Gehalte unter 0,008%, vorzugsweise unter 0,005% be grenzt ist. Es handelt sich hierbei um ULC-Stahl (ultra- low-carbon-steel), bei dem das Gefüge ausschließlich aus einer primären Ferrit-Matrix besteht. Der Kohlenstoff liegt zum Teil gelost, sowie als sekundär ausgeschie dener Zementit vor. In der Praxis hat sich ein Kohlen stoffgehalt von im Mittel etwa 0,003% als besonders geeignet erwiesen. Der geringe Kohlenstoffgehalt führt zu Energieeinsparungen bei der Verarbeitung und auch bei Anwendung der nachstehend beschriebenen Wärmebe handlung zu einer Verbesserung der Umformbarkeit.A steel assembly is used to manufacture the steel strip used in which the carbon on Be below 0.008%, preferably below 0.005% is bordered. This is ULC steel (ultra- low-carbon steel), in which the structure consists exclusively of a primary ferrite matrix. The carbon is partly solved, and as a secondary shoot their cementite. In practice there is a coal substance content of on average about 0.003% as special proven suitable. The low carbon content leads to energy savings in processing and also using the heat described below action to improve formability.
Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß bei einer an das Kaltwalzen anschließenden Wärmebehandlung im Bereich relativ niedriger Temperaturen zwischen 150 und 350°C, vorzugsweise zwischen 200 und 300°C, Erholungsvorgänge im Stahlblech ablaufen. Diese Erholungs vorgänge führen zu einer merklichen Verbesserung der Dehnung auf durchschnittlich 4%, gemessen im statischen Zugversuch, wodurch eine sehr gute Umformfähigkeit des walzharten Materials zu erzielen ist.Surprisingly, it has been shown that at a heat treatment following the cold rolling in the range of relatively low temperatures between 150 and 350 ° C, preferably between 200 and 300 ° C, Recovery processes take place in the steel sheet. This recovery processes lead to a noticeable improvement in Elongation to 4% on average, measured in static Tensile test, which means that the hard material can be achieved.
Für die kostengünstige Durchführung des Verfahrens ist es wesentlich, daß die Wärmebehandlung nicht in einem zusätzlichen Verfahrensschritt, sondern beim Beschich ten oder Lackieren des Stahlbandes mit einem organischen Beschichtungsmittel und/oder während einer Aufschmelz behandlung beim Verzinnen erfolgt. Beim Aufkaschieren von Folien oder zum Trocknen des Lackes wird nämlich das Stahlband üblicherweise auf Temperaturen erwärmt, die im Bereich zwischen 200 und 300°C liegen. Auch zum Aufschmelzen einer vorher elektrolytisch auf das Stahlband aufgebrachten Zinnschicht werden Temperaturen von 250 bis 300°C angewendet. Diese ohnehin erforder liche Erwärmung des Stahlbandes bei dessen Veredelung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenützt, um die gewünschten Umformungseigenschaften des Stahl bandes zu erzielen. Da also außer der ohnehin für die Beschichtung und/oder das Aufschmelzen erforderlichen Erwärmung des Stahlbandes keine zusätzliche Wärmebehand lung desselben zur Verbesserung der Umformeigenschaften erforderlich ist, trägt auch dies zur Kostensenkung und Energieeinsparung bei der Herstellung des Stahlbandes bei.For the cost-effective implementation of the process it is essential that the heat treatment is not in one additional process step, but when coating th or painting the steel strip with an organic Coating agent and / or during melting treatment when tinning takes place. When lamination of foils or for drying the paint the steel strip is usually heated to temperatures, which are between 200 and 300 ° C. Also for melting a previously electrolytically onto the Steel tape applied tin layer are temperatures from 250 to 300 ° C applied. This is required anyway Liche heating of the steel strip during its refinement is used in the method according to the invention, the desired forming properties of the steel to achieve bandes. So there except for the anyway Coating and / or melting required Heating the steel strip does not require additional heat treatment the same to improve the forming properties is required, this also helps to reduce costs and Energy saving in the production of the steel strip at.
Aufgrund seiner guten Umformfähigkeit und seiner hohen Festigkeit ist das Stahlband insbesondere zur Herstel lung von dreiteiligen, jeweils aus einem Deckel, einem Boden und einem Rumpf bestehenden Dosen geeignet, wobei die drei Teile der Dose unterschiedliche Formgebungen, wie Sicken und dgl., aufweisen können. Die hohe Festig keit des walzharten Stahlbandes ermöglicht die Verwen dung dünnerer Blechdicken bei gleichen Festigkeiten. Der hierdurch erzielbare geringere Werkstoffverbrauch wirkt sich ressourcensparend und auch günstig auf die Kosten aus.Because of its good formability and its high The steel strip is particularly strong for the manufacture development of three-part, each from a lid, one Bottom and a fuselage existing cans suitable the three parts of the can have different shapes, such as beads and the like. The high festig The hard-rolled steel strip enables use of thinner sheet thicknesses with the same strength. The resulting lower material consumption has a resource-saving and also beneficial effect on the Costs from.
Das Stahlband kann nach dem Kaltwalzen einer elektro lytischen Oberflächenbehandlung unterworfen werden, wobei z. B. eine Zinn- oder eine Chromschicht auf die Stahloberfläche aufgebracht wird. Sofern, wie z. B. bei einer Chromschicht, das Überzugsmetall nicht auf geschmolzen wird, erfolgt die zur Verbesserung der Umformeigenschaften erforderliche Wärmebehandlung beim anschließenden Beschichten mit einem organischen Be schichtungsmittel.The steel strip can be electro-rolled after cold rolling be subjected to lytic surface treatment, where z. B. a tin or a chrome layer on the Steel surface is applied. If, such as B. in the case of a chrome layer, the coating metal is not on is melted, is done to improve the Forming properties required heat treatment at subsequent coating with an organic Be layering agent.
Die Erfindung betrifft auch ein mit dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestelltes Stahlblech sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Metallverpackungen, insbesondere dreiteiligen Dosen.The invention also relates to one with the fiction Steel sheet produced according to the method and its Use for the production of metal packaging, especially three-piece cans.
Claims (7)
- a) Erzeugung eines Stahlbandes mit folgender Analyse:
0,0005 bis 0,008% Kohlenstoff,
weniger als 0,04% Silizium,
0,015 bis 0,45% Mangan,
0,005 bis 0,02% Schwefel,
0,005 bis 0,060% Aluminium,
weniger als 0,005% Stickstoff,
weniger als 0,025% Phosphor,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, - b) Warmwalzen des Stahlbandes mit Endwalztemperaturen von 750-950°C sowie Haspeltemperaturen von 550-700°C,
- c) Beizen des Stahlbandes,
- d) Kaltwalzen des gebeizten Stahlbandes auf Enddicken auf 0,10 bis 0,50 mm mit Kaltwalzgraden zwischen 80 und 95%, ohne Zwischenglühen und ohne Nachwalzen des Stahlbandes,
- e) kurzzeitige Wärmebehandlung des Stahlbandes vor einer Umformung bei einer Temperatur zwischen 150 und 350°C, wobei
- f) die Wärmebehandlung beim Beschichten oder Lackieren des Stahlbandes mit einem organischen Beschichtungs mittel und/oder während einer Aufschmelzbehandlung beim Verzinnen erfolgt.
- a) Production of a steel strip with the following analysis:
0.0005 to 0.008% carbon,
less than 0.04% silicon,
0.015 to 0.45% manganese,
0.005 to 0.02% sulfur,
0.005 to 0.060% aluminum,
less than 0.005% nitrogen,
less than 0.025% phosphorus,
Rest of iron and unavoidable impurities, - b) hot rolling of the steel strip with final rolling temperatures of 750-950 ° C and reel temperatures of 550-700 ° C,
- c) pickling the steel strip,
- d) cold rolling the pickled steel strip to final thicknesses of 0.10 to 0.50 mm with degrees of cold rolling between 80 and 95%, without intermediate annealing and without re-rolling the steel strip,
- e) brief heat treatment of the steel strip before forming at a temperature between 150 and 350 ° C, wherein
- f) the heat treatment is carried out when coating or painting the steel strip with an organic coating agent and / or during a reflow treatment during tinning.
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