[發明專利]一種易切削電渣重熔不銹鋼的制備方法及該方法制得的不銹鋼

有效

• 申請號: 202110993612.5
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113684345B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 施曉芳;常立忠
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C21C7/068
• 分類號: C21C7/068;C21C7/072;C22B9/18
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 于婉萍

本發明公開了一種易切削電渣重熔不銹鋼的制備方法及該方法制得的不銹鋼，屬于特殊鋼冶金技術領域。它將X噸目標鋼材熔融后依次進行AOD脫碳處理、LF精煉處理和鑄模，再將鑄模得到的金屬電極作為自耗電極進行電渣重熔，從而得到易切削的不銹鋼；所述AOD脫碳處理過程中添加硫化錳進行增硫，所述硫化錳中硫的質量為Y千克，Y/X＝1.4～3.0；所述LF精煉處理過程中添加礦渣，所述礦渣中包括1.5wt％～2.5wt％的S。本發明能使得電渣重熔得到的電渣錠硫含量也得到精準的提升，從而提升切削鋼的切削性能，同時能夠降低生產成本并保證冶煉過程硫的收得率穩定性。

技術領域

本發明屬于特殊鋼冶金技術領域，更具體地說，涉及一種易切削電渣重熔不銹鋼的制備方法及該方法制得的不銹鋼。

背景技術

易切削不銹鋼中準確控制硫的成分至關重要。而在目前的煉鋼技術中，往往采用喂硫線或者硫鐵進行合金化，成本較高；同時由于精煉渣系控制的不合理導致硫的收得率不穩定，影響不銹鋼的易切削性，而且精煉渣采用精制的合成渣、生產成本高。而在電渣重熔階段，往往采用昂貴的、低硫渣系進行重熔，但是這樣反而造成硫的燒損，如何采用成本較低的、組成合理的渣系重熔非常重要。

經檢索，中國發明專利CN101307416A公開了一種均質易切削鋼及其生產方法，該均質易切削鋼，含有如下組份(重量百分含量)；C≤0.12％，Si≤0.07％，Mn0.803～1.31％，P≤0.07％，S0.23～0.37％，Al≤0.001％，余量為Fe和殘余元素，該專利是通過精煉包中微合金化過程中精確合理地控制Mn/S之比在極小的范圍內，確保硫化物夾雜大部分生成MnS，而少量的FeS也能溶解在MnS基體之中，形成(Mn·Fe)S共晶結構，這種夾雜物比FeS硬，改善了鋼的熱加工性能。但是，該方法只能保證切削鋼中的S含量盡量不變，而這在后續的電渣重熔過程中，即使添加硫磺作為渣系材料也無法避免硫的燒損，因此切削鋼的切削性能無法有效提升；另外，這種方法制得的切削鋼中隨著硫含量的增高，還會生成Al的夾雜物、MnS夾雜物、FeS夾雜物等等，這些夾雜物的存在同樣會降低切削鋼的切削性能，因此利用該方法光通過提升喂硫量也達不到提升切削鋼切削性能的目的。

經檢索，中國發明專利CN105950880A公開了一種含硫鋼電渣重熔工藝，其電渣重熔時選用CaF₂-SiO₂-CaO的三元渣系，渣料在重熔前采用烘烤爐充分干燥降低渣中水分，電渣生產過程中在干燥氬氣氣氛保護下進行；起弧采用石墨電極冷起弧，化渣時先加螢石粉，待螢石粉加完后，交替緩慢加入硅石粉及石灰塊，防止渣料把爐膛全蓋死；化渣過程中及重熔過程中加入一定量的硫化鐵對熔渣進行脫氧；電渣重熔充填比設計為0.65～0.75，電渣重熔熔化率(Kg/h)＝(0.8～0.95)×結晶器直徑(mm)。該專利是在重熔過程中采用自動加料機連續加入硫化鐵進行脫氧保硫，保證了電渣錠化學成分的均勻性，但是從其檢測結果可知，依然會導致電渣錠中硫的燒損，切削性能下降；另外，該專利是直接在電渣重熔階段添加硫鐵礦，而且對于硫含量不同的目標鋼材并沒有一個合理的制備方法，可見這種方法無法有效保證電渣錠中的硫含量。

綜上所述，對于廢鋼重熔生成易切削不銹鋼的制備工藝來說，應當將其從目標鋼材階段至電渣重熔階段整體綜合考慮，并結合成本較低的、組成合理的渣系進行合理設計。因此，如何低成本的準確的控制易切削不銹鋼中的硫含量是保證其性能、提高其競爭力的重要手段，目前亟需設計一種易切削不銹鋼的制備方法。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有技術中電渣重熔不銹鋼中的硫含量無法有效控制、切削性能較差，而常規易切削不銹鋼成本較高的問題，本發明提供一種易切削電渣重熔不銹鋼的制備方法及該方法制得的不銹鋼；通過在AOD末期添加廉價的硫化錳以及在LF精煉過程合理設計渣系，在電渣重熔階段能夠有效避免硫的燒損，從而有效解決電渣重熔不銹鋼中的硫含量無法有效控制、切削性能較差的問題。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：