CN109763062A - 一种环保易切削不锈钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。其是质量稳定、可以批量生产的工艺技术，主要用于钢铁企业生产质量合格的易切削不锈钢303F。

Description

一种环保易切削不锈钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及不锈钢，更具体地是指一种环保易切削不锈钢及其制备方法。

背景技术

随着不锈钢市场的发展，需要进一步提高材料的加工性能及环保性能，目前的易切削不锈钢品种不能满足环保性能的要求。低铜低锰环保型易切削不锈钢越来越受到市场青睐，前景广阔。一直以来，宝钢特钢长材有限公司利用电渣炉添加铜及锰的工艺生产303CuS2钢种，Cu含量2.0～2.5％，Mn含量2.0～3.0％，硫含量控制在0.25～0.30％，其切削性能较好，但Cu、Mn较高，元素易析出对人体有害。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保易切削不锈钢及其制备方法，该不锈钢质量稳定、可以批量生产，符合环保需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一方面，一种环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。

所述的C为0.04～0.08％。

所述的Si为0.05～1.0％。

所述的Mn为1.0～2.0％。

另一方面，一种环保易切削不锈钢的制备方法，依次经过EAF冶炼，AOD冶炼，LF冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。

AOD冶炼中，控制AOD还原前终点C含量≤0.020％再进行还原；控制AOD的石灰加入量为40～50kg/t钢水；AOD全程吹氩以降低氮含量，获得成品N≤0.07％。

在LF冶炼中，碳含量冶炼控制范围在0.03～0.05％；LF喂线采用高S包芯线，硫含量控制在45％～50％，喂线后取样分析，当S为0.025～0.035％时，进行吊包连铸。

在高线轧制中，采用中间坯在线加热，加热温度设定1050±50℃，咬入采用干头轧制技术。

在环形炉固溶处理中，

当环形炉温度≥700℃进环形炉，温度达到1050℃后进行保温，保温温度控制在1040～1070℃，保温时间30～80min，然后直接淬水到室温。

在酸洗前还通过盐浴处理。

采用本发明的环保易切削不锈钢及其制备方法，操作简便，满足大生产要求，不需要大量设备投资，使用现有不锈钢设备和喂丝机，进行喂S合金化。轧制时采用中间坯在线加热及干头轧制的技术，保证材料加工性能。采用这种工艺生产质量满足要求而且稳定。钢液中硫含量控制稳定，S的收得率比较高，合格率达到了100％，且比较环保。

附图说明

图1是本发明的环形炉固溶处理的温度折线图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

本发明的环保易切削不锈钢，以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。

为了降低材质强度，保证产生奥氏体组织及无磁性，较佳的，所述的C为0.04～0.08％。

为了保证足够的切削性能，较佳的，所述的Si为0.05～1.0％。

较佳的，所述的Mn为1.0～2.0％。

上述的环保易切削不锈钢的制备方法为：依次经过电炉(简称EAF)冶炼，氩氧炉(简称AOD)冶炼，钢包精炼炉(简称LF)冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。

在钢包精炼炉(LF)喂入S线前，先尽可能扒清还原渣；轧钢咬入采用干头轧制技术；环形炉固溶制度采用不锈钢盘条常用的1050℃固溶。酸洗前通过盐浴处理，保证表面质量。

并且，在冶炼过程中，

1)钢包精炼炉(LF)碳含量冶炼控制目标为0.04％，范围控制在0.03～0.05％。控制氩氧炉(AOD)还原前终点C含量≤0.020％再进行还原。控制氩氧炉(AOD)的石灰加入量为40～50kg/t钢水，可以保证较好的渣量和炉渣碱度。

2)氩氧炉(AOD)冶炼过程中全程吹氩，降低氮含量，保证成品N≤0.07％。

3)采用钢包精炼炉(LF)喂线用高S包芯线，硫含量控制在45％～50％，以代替喂低S包芯线，喂线后取样分析，当S为0.025～0.035％时，进行吊包浇注。

4)连铸：当温度达到1523～1528℃时，吊上钢包回转台，采用弧型连铸机进行浇注。

在高线轧制时，采用中间坯在线加热，加热温度设定1050±50℃，咬入采用干头轧制技术，保证材料加工性能。

在环形炉固溶处理中，环形炉温度≥700℃进环形炉，升温速度无限制，温度达到1050℃后进行保温，最高温度1070℃，最低温度1040℃，保温时间热装30～40min，冷装为50～80min，然后直接淬水到室温，见图1。

固溶温度较低，盘条热处理后不但强度高，强度波动范围也大，质量不稳定。但固溶温度太高，会造成表面氧化层增厚，相应酸洗时间加长，表面粗糙，影响用户的使用。经过多次对比试验和数据积累。固溶温度控制1040-1070℃，根据盘条的规格调整固溶时间，对酸洗后的表面质量无不良影响，通过盐浴处理，使酸洗后具有良好的表面质量。

实施例1

使用本专利发明成功冶炼了含硫含铜易切削不锈钢BT303F，其主要步骤如下：

1)先通过超高功率电弧炉(槽式沥青炉衬)，采用一定的电压和电流熔化废钢。第二篮料通电熔化后，第二篮料熔清＞80％后吹氧助熔。氧气消耗205m3，出钢前加入200kg的SiFe还原，并且拉渣充分，控制出渣量≤500kg，出钢温度控制在1650℃。出钢时成分控制C：1.02％，P：0.036％。根据取样成分，出钢过程随着钢流加入电解铜板1050kg，将Cu含量调整到2.8％，出钢量为55.0t。

2)AOD操作：AOD兑钢后，加入1000kg石灰和800kg轻烧Mg球。通过AOD吹炼模型进行吹炼。取样分析C含量，C含量为0.02％时进行还原。还原过程，根据吹氧量计算需要的980kgSiFe(通常在700～1200kg)、400kg萤石和1200kg的石灰，还原以后人工扒渣3/4渣包(3/4渣包的渣子重量为3000kg)。

3)钢包精炼：AOD出钢后，钢包就位LF。当温度达为1580℃时，开始喂入高S硫线(硫含量≥50％)，喂线速度为2.0m/s，根据初始硫含量0.04％喂入量在1250m。喂线后取样分析，当S为0.028％时，吊包浇注。

4)连注：当温度达到1525℃时，吊上钢包回转台，采用160方3机3流弧型连铸机进行浇注。

5)长型材轧制：轧制时采用中间坯在线加热的技术干头轧制，保证材料加工性能。根据合同需要轧制成φ5.5～30的盘卷。

6)环形炉固溶处理：温度为730℃进环形炉，升温速度无限制，温度达到1050℃后进行保温，最高温度1070℃，最低温度1040℃，保温时间30min，最后水冷到室温。通过盐浴处理，使酸洗后具有良好的表面质量。

综上所述，采用电弧炉、AOD和钢包精练设备进行组合冶炼(EAF+AOD+LF冶炼)，其工艺特点是：硫：0.25～0.35％，Cu：0.5～1.0％，Ni：8..5～10.0％，提高Ni、S含量，轧制时采用中间坯加热及干头轧制的技术保证材料热加工性能，即有较好好的延伸性能，也有很好的切削性能，组织致密。S的收得率比较高，能够批量组织生产，具有良好切削性能，属于环保易切削不锈钢。并且固溶强度满足要求，表面质量良好。有效解决了因降低铜、锰有害元素轧制时加工性能差及其它冶炼工艺硫含量控制不稳定，收得率比较低及的问题。轧制以后质量合格，完全能够满足钢种环保及切削等性能要求，性能符合用户的要求，具有环保性，提高了钢材质量，可以进行批量生产。对酸洗后的表面质量无不良影响，产品性能的稳定。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种环保易切削不锈钢，其特征在于：以重量百分比计包含0.04％以上的C、1.0％以下的Si、2.0％以下的Mn、0.060％以下的P、0.25～0.35％的S、0.05～1.0％的Cu、8.5～10.0％的Ni、17.0～19.0％的Cr、0.5％以下的Mo、0.070％以下的N、以及铁和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的C为0.04～0.08％。

3.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的Si为0.05～1.0％。

4.如权利要求1所述的环保易切削不锈钢，其特征在于：所述的Mn为1.0～2.0％。

5.如权利要求1～4中任一项的不锈钢的制备方法，其特征在于：依次经过EAF冶炼，AOD冶炼，LF冶炼，连铸，高线轧制，环形炉固溶处理，酸洗，包装以完成制备。

6.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在AOD冶炼中，控制AOD还原前终点C含量≤0.020％再进行还原；控制AOD的石灰加入量为40～50kg/t钢水；AOD全程吹氩以降低氮含量，获得成品N≤0.07％。

7.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在LF冶炼中，碳含量冶炼控制范围在0.03～0.05％；LF喂线采用高S包芯线，硫含量控制在45％～50％，喂线后取样分析，当S为0.025～0.035％时，进行吊包连铸。

8.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在高线轧制中，采用中间坯在线加热，加热温度设定1050±50℃，咬入采用干头轧制技术。

9.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在环形炉固溶处理中，

当环形炉温度≥700℃进环形炉，温度达到1050℃后进行保温，保温温度控制在1040～1070℃，保温时间30～80min，然后直接淬水到室温。

10.如权利要求5中的不锈钢的制备方法，其特征在于：在酸洗前还通过盐浴处理。