CN102936702A

CN102936702A - 一种节镍型不锈钢面板及其制造方法

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Publication number: CN102936702A
Application number: CN2012104827599A
Authority: CN
Inventors: 韦成贵; 杜俊涛; 李志栋
Original assignee: SICHUAN JINGUANG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SICHUAN JINGUANG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明涉及金属冶炼加工领域，具体涉及一种节镍型不锈钢面板及其制造方法。本发明所要解决的技术问题是降低传统不锈钢面板的镍、铬含量，提高成材率。本发明解决技术问题的技术方案是提供一种节镍型不锈钢面板，其化学成分按重量百分比为：C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、1.0％≤Ni＜2.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、P＜0.060％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。本发明大大降低了生产成本，有效的避免了起皮、砂眼等表面质量缺陷，进一步拓宽了节镍型奥氏体不锈钢的应用领域。

Description

一种节镍型不锈钢面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼加工领域，具体涉及一种节镍型不锈钢面板及其制造方法。

背景技术

镍是一种稀缺资源，特别是在我国，镍资源的探明量仅占全球的5.9%，随着近年来我国不锈钢行业的飞速发展，镍的需求量也日益猛增，据估算2015年我国的金属镍需求量将达300万吨。随着镍矿主要出口国的限制政策出台，越来越多的不锈钢厂家更关注节镍型不锈钢的发展。

目前，在国内生产的节镍型不锈钢主要包括：200系节镍不锈钢和400系铁素体不锈钢。其中，在国内生产200系节镍型不锈钢的主要企业有：联众（广州）有限公司、青山金汇、山东泰山、宝钢德盛镍业等，其相关产品有镍含量均控制在1.3以下的J4系列，或镍含量控制在3.5～6.0的类似日本公司生产的D系列不锈钢；铬含量控制上限也多为16.00%，其加工性和耐蚀性都存在一定的问题。

CN102230136A公开了一种低镍奥氏体不锈钢的化学成分设计及其制造方法，采用14.00％≤Cr≤16.00％、0.1％≤Ni＜0.40％，其中铬和镍的含量都太低，对不锈钢的加工性和耐蚀性都存在不足。

CN1584098A公开了介绍低镍奥氏体不锈钢的成分设计，采用了Ni≤1.2％,提高锰含量Mn:8.0～10.0%，但冷加工性能和不锈钢面板成材率存在不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服传统节镍型不锈钢耐蚀性差、冷加工性能和成材率不足的问题。

本发明解决技术问题的技术方案是提供一种节镍型不锈钢面板。该节镍型不锈钢面板，其化学成分按质量百分比为：C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、1.0％≤Ni＜2.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、P＜0.060％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

作为本发明的优选方案，该节镍型不锈钢面板，其化学成分按质量百分比为：0.07%≤C≤0.10%、0.35%＜Si＜0.70%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、0.15％＜N≤0.20％、1.00％＜Cu≤1.50％、1.5％≤Ni＜2.00％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤70×10^-4％、P＜0.060％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

作为本发明进一步优选的方案，该节镍型不锈钢面板，其化学成分按质量百分比为：1.7％≤Ni＜1.8％、C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、P＜0.060％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

作为本发明更进一步优选的方案，该节镍型不锈钢面板，其化学成分按质量百分比为：1.7％≤Ni＜1.8％、0.07%≤C≤0.10%、0.35%＜Si＜0.70%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％％、0.15％＜N≤0.20％、1.00％＜Cu≤1.50％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤70×10^-4％、P＜0.060％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明还提供了上述节镍型不锈钢面板的制造方法，包括以下步骤：

a、采用含镍生铁为基料并按200~300kg/t钢的比例添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；

b、LF炉精炼得到钢水，按质量百分比其成分为：C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、1.0％≤Ni＜2.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、P＜0.060％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质；

c、连铸；

d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷经过热退酸洗、冷轧、冷退火酸洗及平整。

其中，上述节镍型不锈钢面板制造方法的步骤a中所述的GOR转炉冶炼过程，采用锰合金烘烤制度：在GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金进行烘烤，锰合金烘烤温度为150～300℃，烘烤时间控制在120～360min；所述加入锰合金的质量为9~11kg钢。

其中，上述方法步骤b中所述的LF炉精炼，采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢液中的B含量控制在20～40ppm，Ca含量控制在40～70ppm。所述的喂硅钙线是指加入

硅钙包芯线，实际加入量为0.5～0.9kg/t钢；所述的硼铁微合金化是指加入硼铁，实际加入量为0.1～0.2kg/t钢。

其中，上述方法步骤c中所述的连铸，采用中间包液面保证在800～1000mm。

其中，上述方法步骤d中所述热轧的温度控制范围是1150～1250℃。

其中，上述方法步骤d中所述热轧的加热时间为150～250min。优选的，热轧的加热时间为150～200min。

本发明提供的节镍型不锈钢在传统以锰、氮代替贵重金属镍的基础上，通过合理的合金成分设计，保证了单一的奥氏体组织，以保证材料具有优良的热加工和冷加工性能，避免产生边裂、脱皮等质量缺陷。通过B的合金化，提高了材料的加工性能。通过Ca处理使夹杂物变性，采用合金烘烤制度，软吹和镇静时间相结合等工艺措施提高了钢液的纯净度，避免了带钢在冷轧等后续工序中出现起皮、砂眼等表面缺陷，提高了成材率。通过提高Mn含量，增加了N的溶解度，而N对于提高材料的耐点蚀性能是非常有利的，因此本发明产品具有良好的耐蚀性能。本发明可以大大降低生产成本，有效的避免了起皮、砂眼等表面质量缺陷，可以很好的利用到建筑装饰，制品面板等领域，进一步拓宽了节镍型奥氏体不锈钢的应用领域。

附图说明

图1节镍型不锈钢面板生产工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供的节镍型不锈钢面板，按质量百分比采用以下化学成分设计配料：C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、1.0％≤Ni＜2.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、P＜0.060％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

c、连铸；

d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷经过热退酸洗、冷轧、冷退火酸洗及平整；

其中，上述节镍型不锈钢面板制造方法的步骤a中所述GOR转炉冶炼过程采用的锰合金烘烤制度为：在GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金进行烘烤，锰合金烘烤温度为150～300℃，烘烤时间控制在120～360min；所述加入锰合金的质量为9~11kg钢。

其中，上述方法步骤a中所述的电炉冶炼的温度范围是1600～1660℃，冶炼时间保证在80～130min。

其中，上述方法步骤b中所述的LF炉精炼，采用软吹工艺制度和钢液镇静制度相结合，提高钢液纯净度；软吹方式为在钢包底吹氩气软吹，软吹时间要求10～15min；钢液镇静时间保证在10～30min。所述的氩气软吹，氩气的流量大小以钢渣蠕动为标准。

硅钙包芯线，实际加入量为0.5～0.9kgt钢；所述的硼铁微合金化是指硼铁，实际加入量为0.10～0.20kg/t钢。

制造上述节镍型不锈钢面板的方法具体包括以下步骤：

a、经电炉、GOR转炉冶炼不锈钢钢水：采用含镍生铁为基料并按200~300kg/t钢添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；在GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金进行烘烤，锰合金烘烤温度为150～300℃，烘烤时间控制在120～360min，以控制钢中的氢含量小于5ppm。再将烘烤后的锰合金加入到不锈钢母液中，得到合金化的钢水。加入锰合金的质量为9~11kg/t钢。

节镍型不锈钢锰含量通常较高，在冶炼过程后期加入大量的锰合金，而锰合金通常带有一定含量的水，在此条件下加入到钢液中，水分解形成氢来不及逸出，残留在钢中，影响后续加工，出现质量缺陷。

b、钢水再送往LF处理，LF炉精炼：采用软吹工艺制度和钢液镇静制度相结合，提高钢液纯净度；软吹方式采用钢包底吹氩气软吹要求，流量大小以钢渣蠕动为标准，软吹时间要求10～15min；钢液镇静时间保证在10～30min。

LF炉精炼中，在合金添加完以后，采用喂硅钙线的方式，实际加入量为0.5～0.9kg/t钢，以改善夹杂物的性质；采用硼铁微合金化改善热加工性，实际加入量为0.10～0.20kg/t钢；使钢液中的硼含量控制在20～40ppm，钙含量控制在40～70ppm。出钢温度要求在1515～1535℃。

c、连铸：连铸中间包采用中间包液面保证在800～1000mm，确保连铸过程无卷渣等二次污染钢液的现象发生。

d、连铸坯经热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷经过热退酸洗、冷轧、冷退火酸洗及平整：热轧的加热时间控制在150～250min，优选的加热时间为150～200min，温度控制范围是1150～1250℃。避免因形成高温铁素体的形成而导致热轧黑皮卷边裂,而降低节镍型不锈钢面板的成材率。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

实施例1

以含镍生铁为基料，其主要化学成分按质量百分比为：C 4.2%、S 0.11%、P 0.055%、Si0.88%、Ni 1.79%，余量为Fe。按每吨钢252kg添加高碳铬铁，将其加入到电炉中熔炼不锈钢母液，电炉冶炼时间102min，电炉出钢温度1643℃；再将得到的不锈钢母液加入到GOR转炉冶炼炉中，初炼温度1583℃。GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金（92kg/t钢）进行烘烤，烘烤的实际温度为172℃，烘烤时间为162min，再将烘烤后的锰合金加入到不锈钢母液中，得合金化的钢水，其化学成分按质量百分比为：C 0.075%、S 0.005%、P 0.045%、Si 0.38%、Ni 1.71%、Cr 16.31%、Cu 1.21％、N 0.16％，余量为Fe。

钢水再送往LF处理，将钢水通过LF炉电加热升温至1535℃。经过硼铁进行微合金化加入硼铁0.19kg/t钢，硅钙线处理加入硅钙包芯线0.675kg/t钢，使钢液中的硼含量控制在25ppm，钙含量控制在35ppm。出站钢水化学成分按质量百分比为：C 0.075%、Si 0.45%、Mn 9.11%、Cr 16.320％、Ni 1.71％、N 0.16％、Cu 1.21％、P 0.048％、B 25×10^-4％、Ca 35×10^-4％、S 0.005％，余量为Fe。

然后钢包送往连铸。连铸中间包液面实际控制890mm，LF精炼后的钢水经连铸机连铸，得到180×1250×12000mm的连铸板坯。其化学成分按质量百分比为：C 0.075%、Si 0.45%、Mn 9.11%、Cr 16.320％、Ni 1.71％、N 0.16％、Cu 1.21％、P 0.048％、B 25×10^-4％、Ca 35×10^-4％、S 0.005％，余量为Fe。

然后连铸板坯经热轧，得到厚度为2.85mm宽度为1250mm的不锈钢黑皮卷。加热炉实际加热时间为175min，加热温度为1190℃，带钢经热退火酸洗、冷轧、冷退火酸洗后得到2B表面的带钢。经检测分析带钢中的[H]含量实际测试为3ppm。

利用金相法对钢中的夹杂物等级进行评定，评定依据为GB/T10561-2005，结果如表1所示。

表1金相法检测带钢夹杂物结果

依据GB/T 17899-1999测定点蚀电位Ep(mV)，结果如下表所示，并与专利CN102230136A所发明的不锈钢点蚀电位做对比，可以得出通过本发明的耐蚀性能优于专利CN102230136A所发明的不锈钢。

表2实施例点蚀电位Ep(mV)测定

实施例2

以含镍生铁为基料，具主要化学成分按质量百分比为：C 4.13％、S 0.14％、P 0.052％、Si 0.92％、Ni 1.82％，余量为Fe。按每吨钢255kg添加高碳铬铁，将其加入到电炉中熔炼不锈钢母液，电炉冶炼时间98min，电炉出钢温度1639℃；再将得到的不锈钢母液加入到GOR转炉冶炼炉中，初炼温度1586℃。GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金(90kg/t钢)进行烘烤，烘烤的实际温度为189℃，烘烤时间为204min，再将烘烤后的锰合金加入到不锈钢母液中，得合金化的钢水，其化学成分按质量百分比为：C 0.75％、S 0.005％、P 0.045％、Si 0.38％、Ni 1.71％，余量为Fe。

钢水再送往LF处理，将钢水通过LF炉电加热升温至1532℃。加入硼铁0.16kg/t钢，硅钙线处理加入

硅钙包芯线0.676kg/t钢，使钢液中的硼含量控制在22ppm，钙含量控制在38ppm。出站钢水化学成分按质量百分比为：C 0.073％、Si 0.46％、Mn 9.12％、Cr 16.25％、Ni 1.61％、N 0.18％、Cu 1.24％、P 0.052％、B 22×10^-4％、Ca 38×10^-4％、S 0.005％，余量为Fe。

然后钢包送往连铸。连铸中间包液面实际控制896mm，LF精炼后的钢水经连铸机连铸，得到180×1250×12000mm的连铸板坯。其化学成分按质量百分比为：C 0.073％、Si 0.46％、Mn 9.12％、Cr 16.25％、Ni 1.6l％、N 0.18％、Cu 1.24％、P 0.052％、B 22×10^-4％、Ca 38×lO^-4％、S 0.005％，余量为Fe。

然后连铸板坯经热轧，得到厚度为2.5mm宽度为1250mm的不锈钢黑皮卷。加热炉实际在炉时间为180min，加热温度为1170℃，带钢经热退火酸洗、冷轧、冷退火酸洗后得到2B表面的带钢。

利用金相法对钢中的夹杂物等级进行评定，评定依据为GB/T10561-2005，结果如表3所示。

表3金相法检测带钢夹杂物结果

由表1和2可以看出，本发明提供的带钢中夹杂物数量少，尺寸小，有利于提高节镍型不锈钢面板的成材率。

表4实施例点蚀电位Ep(mV)测定

本发明提供的节镍型不锈钢在传统以锰、氮代替贵重金属镍的基础上，通过合理的合金成分设计，保证了单一的奥氏体组织，以保证材料具有优良的热加工和冷加工性能，避免产生边裂、脱皮等质量缺陷。通过B的合金化，提高了材料的加工性能。通过Ca处理使夹杂物变性，采用合金烘烤制度，软吹和镇静时间相结合等工艺措施提高了钢液的纯净度，避免了带钢在冷轧等后续工序中出现起皮、砂眼等表面缺陷，提高了成材率。通过提高Mn含量，增加了N的溶解度，而N对于提高材料的耐点蚀性能是非常有利的，因此本发明产品具有良好的耐蚀性能。

Claims

1.一种节镍型不锈钢面板，其化学成分按质量百分比为：C≤0.10%、0.35%＜Si＜1.1%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、1.0％≤Ni＜2.00％、0.15％＜N≤0.25％、1.00％＜Cu≤1.50％、P＜0.060％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤100×10^-4％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的节镍型不锈钢面板，其特征在于：其化学成分按质量百分比为：0.07%≤C≤0.10%、0.35%＜Si＜0.70%、8.0≤Mn≤9.5%、15.50％≤Cr≤17.00％、0.15％＜N≤0.20％、1.00％＜Cu≤1.50％、1.5％≤Ni＜2.00％、20×10^-4％≤B≤40×10^-4％、20×10^-4％≤Ca≤70×10^-4％、P＜0.060％、S＜0.010％，余量为Fe和不可避免杂质。

3.根据权利要求1或2所述的节镍型不锈钢面板，其特征在于：其中，1.5％≤Ni＜1.8％。

4.一种节镍型不锈钢面板的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

a、采用含镍生铁为基料并按200~300kg/t钢添加高碳铬铁，在电炉冶炼不锈钢母液，并通过GOR转炉冶炼；

c、连铸；

d、连铸坯先经加热，再热轧得到热轧黑皮卷，黑皮卷经过固溶酸洗、冷轧、冷退火酸洗及平整。

5.根据权利要求4所述的节镍型不锈钢面板的制造方法，其特征在于：步骤a中所述的GOR转炉冶炼过程，采用锰合金烘烤制度：在GOR冶炼过程中，先对加入的锰合金进行烘烤，锰合金烘烤温度为150～300℃，烘烤时间控制在120～360min；所述加入锰合金的质量为9~11kg/t钢。

6.根据权利要求4所述的节镍型不锈钢面板的制造方法，其特征在于：步骤b中所述的LF炉精炼，采用喂硅钙线的方式，并采用硼铁微合金化，使钢液中的B含量控制在20～40ppm，Ca含量控制在40～70ppm。