[發(fā)明專利]一種低碳硫系易切削鋼連鑄坯的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210306692.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN102816979A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅國(guó)華;范植金;朱玉秀;王瑞敏;徐志東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號(hào): C22C38/60
• 分類號(hào): C22C38/60;C22C33/06;C21C7/00;B22D11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及易切削鋼的生產(chǎn)方法，具體屬于低碳硫系易切削鋼連鑄坯的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，機(jī)械制造業(yè)朝著高速化、精密化及自動(dòng)化方向發(fā)展，為了降低切削加工成本、和提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)具有優(yōu)異切削性能的硫系易切削鋼越來(lái)越大。硫系易削鋼是當(dāng)今易切削鋼中品種最多、產(chǎn)量最大的鋼種，約占易切削鋼總產(chǎn)量的70%，發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的硫系易切削鋼已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。以切削性能為主的硫及硫復(fù)合易切削鋼，硫含量一般在0.20%-0.40%之間，最高達(dá)到0.60%；以機(jī)械性能為主，切削性能為輔的易切削鋼，含硫量在0.04-0.07%、0.08%-0.13%，做較重要的構(gòu)件。硫系易切削鋼中的MnS夾雜物割斷了基體的連續(xù)性而使車屑易斷，同時(shí)又起潤(rùn)滑作用而降低刀具的磨損，從而改善了鋼材的切削性能，然而MnS在熱軋過(guò)程中沿著軋制方向伸長(zhǎng)，使得硫易切削鋼的橫向力學(xué)性能顯著降低，加劇了鋼材各向異性。為了抑制這種有害影響，可以向鋼中加入適量的合金元素如硒、碲、鋯、鈣、鈦、稀土元素等，形成新的不易變形的夾雜物如MnTe,?Mn(SSe)等，分布在MnS的周圍，或是形成(MeMn)S硬度較高的夾雜物等，限制MnS變形，也可通過(guò)控制脫氧條件(鋼中氧量)使鋼中形成(Mn,?Fe)(S,?O)氧硫化物，由于氧的溶入，顯著降低MnS的變形能力，夾雜物長(zhǎng)寬比小，呈球狀或紡錘狀，有利于提高鋼材的切削性能。

低碳硫系易切削鋼如美國(guó)牌號(hào)1213及1215，日本牌號(hào)SUM22、SUM23及SUM25，德國(guó)牌號(hào)11SMn30及11SMn37等鋼，主要用于制作受力較小而對(duì)尺寸和光潔度有要求嚴(yán)格的家電、儀器儀表、辦公自動(dòng)化、IT等制造業(yè)和機(jī)床等機(jī)加工零部件，這類鋼種在切削加工過(guò)程中具有較低的切削力及切削溫度、易斷屑、工件表面光潔度高和刀具使用壽命高等優(yōu)異的切削性能。低碳硫系易切削鋼的成分特點(diǎn)是在鋼中加入了S、P元素，鋼中的S元素與Mn元素作用形成硫化錳夾雜，利用硫化錳夾雜物對(duì)切削過(guò)程中應(yīng)力集中及有利于裂紋擴(kuò)展等作用，提高鋼材的切削性能；鋼中的P元素，提高鐵素體強(qiáng)度，從而脆化基體，提高切削性能。

低碳硫系易切削鋼中S、O含量高，近似于半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼。此類鋼種在發(fā)明初期主要采用“電弧爐熔煉+模鑄”的生產(chǎn)方式，隨著煉鋼連鑄技術(shù)的發(fā)展，逐漸被“電弧爐/轉(zhuǎn)爐熔煉+LF二次精煉+連鑄工藝”的生產(chǎn)方式所取代。此類鋼種的生產(chǎn)難度大，特別是在連鑄生產(chǎn)時(shí)，常常出現(xiàn)以下問(wèn)題：(1)?Mn、S元素成分波動(dòng)大，成分控制很不穩(wěn)定，硅、鋁脫氧產(chǎn)物多，這些脆性?shī)A雜物降低了鋼材切削性能；(2)合金收得率低，冶煉采用Si-Mn、Mn合金脫氧，Mn收得率普遍在85%以下，S收得率也不高，普遍在80%以下；(3)連鑄工藝?yán)щy，常出現(xiàn)卷渣、可澆性差、漏鋼、連澆爐數(shù)少等問(wèn)題，連鑄控制不好，鑄坯很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的皮下氣泡、成分偏析、心部裂紋、表面裂紋等問(wèn)題。

經(jīng)初步檢索，日本專利JP19940117455、JP2005363816A提及低碳硫系易切削鋼，其公開了采用增氮方式進(jìn)行生產(chǎn)，其存在的不足：一是大大增加鋼中的氮?dú)夂浚仔纬蓺馀荩瑢?dǎo)致鑄坯質(zhì)量不高；二是生產(chǎn)效率低、成本高。

中國(guó)專利號(hào)為CN200510024205.4專利文獻(xiàn)，其公開了一種低碳高硫(硫磷)易切削結(jié)構(gòu)鋼連鑄坯的生產(chǎn)方法，即“電爐/轉(zhuǎn)爐+LF處理+連鑄”的工藝方法。其存在的不足是煉鋼周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、連澆爐數(shù)少等缺點(diǎn)。

本發(fā)明采用“轉(zhuǎn)爐+吹氬+連鑄”的工藝模式，并優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的低碳硫系易切削鋼連鑄坯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)目前存在工藝路線長(zhǎng)，連鑄工藝常出現(xiàn)卷渣、可澆性差、漏鋼、連澆爐數(shù)少、影響切削性能的硬性氧化物含量較多的不足，提供一種高爐鐵水不需經(jīng)脫硫處理，扒渣后直接裝入轉(zhuǎn)爐，連鑄工藝穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生漏鋼，提高連澆爐數(shù)，連鑄坯質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬性氧化物含量少的低碳硫系易切削鋼連鑄坯的生產(chǎn)方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的措施：

一種低碳硫系易切削鋼連鑄坯的生產(chǎn)方法，其步驟：

1)?現(xiàn)將廢鋼裝入轉(zhuǎn)爐中，再將鐵水直接裝入轉(zhuǎn)爐中，鐵水與廢鋼的裝入比例控制在10:?1～3；

2)?進(jìn)行頂?shù)讖?fù)合吹煉：在吹氧前，先進(jìn)行2分鐘的供氮，然后吹氧直到結(jié)束；

3)?出鋼：控制出鋼溫度在1650～1720℃，鋼中的氧活度為500～900ppm；