CN107164609A - 一种控制不锈钢钢水含硫量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，包括以下制备步骤：1)钢水的制备，将不锈钢料倒入电炉内进行粗炼，制得钢水；2)AOD炉冶炼，将步骤1)中制得的钢水兑入AOD炉中，加入一级冶金石灰，控制炉渣碱度为1.5‑2.0，然后向所述AOD炉内加入高铬‑镍板合金后，进行吹氧脱碳处理；将所述钢水中的含碳量脱至质量比0.03％以下，加入硅铁进行还原，取样、扒渣后，向AOD炉内加入还原渣料，搅拌，出钢；3)LF炉冶炼，将从AOD炉中出来的钢水吊至LF加工位，加入烘干水分的石英砂，使得炉渣呈弱碱性，然后将钢水喂入CaSi线，加入碳化稻壳，再吊出进行浇注。本发明针对现有技术中的易切削不锈钢中含硫量不好控制的技术问题，公开了一种可以精确控制不锈钢中含硫量的制备方法。

Description

一种控制不锈钢钢水含硫量的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种控制不锈钢钢水含硫量的方法。
背景技术
不锈钢以其优良的性能，耐腐耐锈耐热的特点应经广泛运用于国家建设和居民日用等各个领域。易切削不锈钢是向钢中加入硫、铅、钙等元素以提高其切削性能的不锈钢。其中以加入硫元素的易切削不锈钢最为普遍。S易切钢中的S和Mn结合而形成MnS，此夹杂物在切削加工高速变形时作为缺口而起作用，利用应力集中使切屑断开，从而改善了钢材的切削性能。这些易切元素能改善钢的切削性能，但又往往会降低钢的力学性能和疲劳强度。S易切钢中的MnS因热轧和冷轧而变形，作为细的延伸夹杂物而存在。因此，较之基础钢，在热锻中与锻造塑性流动成直角方向的延性变低了，即在锻造时往往会沿着钢材流动方向产生裂纹。由于S易切钢上分布着沿轧制方向延伸的MnS，故垂直于轧制方向的延伸率、断面收缩率、冲击值的劣化大，呈现出明显的各向异性。因此，使材料在不同方向的延伸差异大，故冷锻时往往会产生裂纹。合适S含量的选择对易切削的性能影响很大。但S含量越高，各向异性就越显著，故应在考虑到和切削性改善效果平衡的基础上选择合适的S含量。但是如何精确控制S含量对工艺提出了相当高的要求。公司经过生产总结，研发了一种可以控制不锈钢中S含量的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，以解决现有技术中的易切削不锈钢中含硫量不容易控制的技术问题；本发明具有制备工艺简单，控制含硫量精确的特点，大大改善了钢材的切削性能,减少含硫钢铁不同方向的延伸差异。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)钢水的制备，将不锈钢料倒入电炉内进行粗炼，制得钢水；
2)AOD炉冶炼，将步骤1)中制得的钢水兑入AOD炉中，加入一级冶金石灰，控制炉渣碱度为1.5-2.0(CaO/SiO2)，然后向所述AOD炉内加入高铬-镍板合金后，进行吹氧脱碳处理；其中，在吹氧脱碳处理过程中，将钢水中的含碳量脱至质量比0.03％以下，加入硅铁进行还原，取样、扒渣后，向AOD炉内加入还原渣料，搅拌，将温度控制在1640-1680℃，出钢；
3)LF炉冶炼，将从步骤2)的AOD炉中出来的钢水吊至LF加工位，测温、取样，使得LF炉内温度维持在1660-1700℃，加入烘干水分的石英砂，使得炉渣呈弱碱性，根据样品中的含硫量的大小再进行微调，使得硫磺回收率维持在70％，计算方法为：然后将含硫量合格的钢水喂入CaSi线100-150米，加入碳化稻壳，软吹8-10分钟后，钢水温度维持在1520-1530℃，再吊出进行浇注。
进一步的，步骤1)中不锈钢熔炼为控硫奥氏体不锈钢303钢，钢水中的元素质量百分比为：碳1.5-2.0％，硅0.2-0.6％，铬16.30-16.8％，镍7.5-8.0％，铜≤0.50％，余量为铁。
进一步的，步骤2)中还原渣料为：特级冶金石灰、萤石和纯铝的混合物。
进一步的，步骤3)中弱碱性为碱度1.6-1.8(CaO/SiO2)。
进一步的，步骤3)中样品中的含硫量大小微调的方法是：当含硫量缺少时，在LF炉中加入含硫量为26％的硫铁进行增硫；当含硫量过多时，在LF炉中增加石灰或纯铝进行脱硫。
进一步的，为了更好的实现最优化生产，步骤1)中电炉为30吨级，钢水出料的质量为29.5吨；步骤2)中一级冶金石灰的质量为1500-2500千克，还原渣料中：特级冶金石灰300-400千克，萤石100-150千克以及纯铝30-60千克；步骤3)中石英砂的质量为200-300千克，硫铁的质量为450kg-550千克，碳化稻壳的质量为30-40千克。
本发明公开了一种控制钢水含硫量的方法，本发明具有制备工艺简单，控制含硫量精确的特点，大大改善了钢材的切削性能,减少含硫钢铁不同方向的延伸差异。采用以上方法生产出的产品，在氧含量检测，夹杂物评级和发纹塔型试验方面取得较好的效果。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实施例1公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1、钢水的制备：以奥氏体不锈钢303钢为例，电炉出钢钢水元素质量百分比为：碳1.7％，硅0.25％，铬16.37％，镍7.6％，铜0.30％，余量为铁；其中电炉为30吨量级，钢水的质量为29.5吨。
2、AOD冶炼：电炉钢水兑入AOD炉，加入1800kg一级冶金石灰，炉渣碱度1.8，加入高铬、镍板合金，吹氧脱碳，通过AOD配气冶炼，将钢水含碳量脱至质量比0.02％，加入硅铁还原，搅拌5分钟，取样、扒渣，扒渣结束后保证剩余炉渣量小于100kg，加入还原渣料：特级冶金石灰350kg，萤石120kg，纯铝40kg，搅拌5分钟。出钢温度1640℃，钢水29.5吨。
3、LF冶炼：AOD出来的钢水，吊至LF加工位，测温、取样。通电20分钟，温度在1670℃稳定保持住，加入石英砂(烘烤30分钟)250kg，使炉渣呈弱碱性(碱度1.6)。再按照回收率70％加硫铁(含量26％)500kg。通电18分钟，取样。硫磺含量0.295％，补加硫铁100kg，通电10分钟，取样，硫磺含量0.350％，喂入CaSi线120米，加入碳化稻壳30kg。软吹10分钟。钢水温度1520℃，吊出浇注。
其中实施例1中产品主要检测指标
发纹检测结果
材质：303规格：∮65
实施例2
实施例2公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1、钢水的制备：以奥氏体不锈钢303钢为例，电炉出钢钢水元素质量百分比为：碳1.6％，硅0.5％，铬16.5％，镍7.7％，铜0.35％，余量为铁；其中电炉为30吨量级，钢水的质量为29.5吨。
2、AOD冶炼：电炉钢水兑入AOD炉，加入1500kg一级冶金石灰，炉渣碱度1.6，加入高铬、镍板合金，吹氧脱碳，通过AOD配气冶炼，将钢水含碳量脱至质量比0.028％，加入硅铁还原，搅拌5分钟，取样、扒渣，扒渣结束后剩余炉渣量约100kg，加入还原渣料：特级冶金石灰300kg，萤石100kg，纯铝30kg，搅拌5分钟。出钢温度1684℃，钢水29.1吨。
3、LF冶炼：AOD出来的钢水，吊至LF加工位，测温、取样。通电11分钟，温度在1680℃稳定保持住，加入石英砂(烘烤40分钟)200kg，使炉渣呈弱碱性(碱度1.7)。再按照回收率70％加硫铁(含量26％)450kg。通电20分钟，取样。硫磺含量0.310％，补加硫铁80kg，通电10分钟，取样，硫磺含量0.340％，喂入CaSi线120米，加入碳化稻壳30kg。软吹11分钟。钢水温度1534℃，吊出浇注。
其中实施例2中产品主要检测指标
发纹检测结果
材质：303规格：∮75
实施例3
实施例3公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1、钢水的制备：以奥氏体不锈钢303钢为例，电炉出钢钢水元素质量百分比为：碳1.7％，硅0.45％，铬16.4％，镍7.6％，铜0.28％，余量为铁；其中电炉为30吨量级，钢水的质量为29.5吨。
2、AOD冶炼：电炉钢水兑入AOD炉，加入2500kg一级冶金石灰，炉渣碱度1.7，加入高铬、镍板合金，吹氧脱碳，通过AOD配气冶炼，将钢水含碳量脱至质量比0.026％，加入硅铁还原，搅拌5分钟，取样、扒渣，扒渣结束后剩余炉渣量约100kg，加入还原渣料：特级冶金石灰400kg，萤石150kg，纯铝60kg，搅拌5分钟。出钢温度1682℃，钢水29.8吨。
3、LF冶炼：AOD出来的钢水，吊至LF加工位，测温、取样。通电13分钟，温度在1675℃稳定保持住，加入石英砂(烘烤40分钟)300kg，使炉渣呈弱碱性(碱度1.7)。再按照回收率70％加硫铁(含量26％)550kg。通电20分钟，取样。硫磺含量0.280％，补加硫铁120kg，通电15分钟，取样，硫磺含量0.345％，喂入CaSi线130米，加入碳化稻壳40kg。软吹14分钟。钢水温度1530℃，吊出浇注。
其中实施例3中产品主要检测指标
发纹检测结果
材质：303规格：∮80
实施例4
实施例4公开了一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1、钢水的制备：以奥氏体不锈钢303钢为例，电炉出钢钢水元素质量百分比为：碳1.6％，硅0.42％，铬16.5％，镍7.5％，铜0.31％，余量为铁；
2、AOD冶炼：电炉钢水兑入AOD炉，加入1900kg一级冶金石灰，炉渣碱度1.7，加入高铬、镍板合金，吹氧脱碳，通过AOD配气冶炼，将钢水含碳量脱至质量比0.028％，加入硅铁还原，搅拌5分钟，取样、扒渣，扒渣结束后剩余炉渣量约100kg，加入还原渣料：特级冶金石灰340kg，萤石110kg，纯铝40kg，搅拌5分钟。出钢温度1685℃，钢水29.6吨。
3、LF冶炼：AOD出来的钢水，吊至LF加工位，测温、取样。通电10分钟，温度在1673℃稳定保持住，加入石英砂(烘烤40分钟)250kg，使炉渣呈弱碱性(碱度1.7)。再按照回收率70％加硫铁(含量26％)500kg。通电20分钟，取样。硫磺含量0.290％，补加硫铁100kg，通电12分钟，取样，硫磺含量0.350％，喂入CaSi线120米，加入碳化稻壳30kg。软吹12分钟。钢水温度1536℃，吊出浇注。
其中实施例4中产品主要检测指标
发纹检测结果
材质：303规格：∮75
本发明公开了一种控制钢水含硫量的方法，是以30吨级电熔炉、对奥氏体不锈钢303钢的控硫方法，作的具体说明。采用本方法也可用于其他系列的奥氏体不锈钢和不同吨级的电熔炉，只要根据钢水的重量，按相应的比例用料，也能达到同样的效果。

Claims (6)

1.一种控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)钢水的制备，将不锈钢料倒入电炉内进行粗炼，制得钢水；
2)AOD炉冶炼，将步骤1)中制得的钢水兑入AOD炉中，加入一级冶金石灰，控制炉渣碱度为1.5-2.0，然后向所述AOD炉内加入高铬-镍板合金后，进行吹氧脱碳处理；其中，在所述吹氧脱碳处理过程中，将所述钢水中的含碳量脱至质量比0.03％以下，加入硅铁进行还原，取样、扒渣后，向AOD炉内加入还原渣料，搅拌，将温度控制在1640-1680℃，出钢；
3)LF炉冶炼，将从步骤2)的AOD炉中出来的钢水吊至LF加工位，测温、取样，使得LF炉内温度维持在1660-1700℃，加入烘干水分的石英砂，使得炉渣呈弱碱性，根据样品中的含硫量的大小再进行微调，使得硫磺回收率维持在70％，然后将含硫量合格的钢水喂入CaSi线100-150米，加入碳化稻壳，软吹8-10分钟后，钢水温度维持在1520-1530℃，再吊出进行浇注。
2.如权利要求1所述的控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，步骤1)中所述不锈钢为控硫奥氏体不锈钢303钢，所述钢水中的元素质量百分比为：碳1.5-2.0％，硅0.2-0.6％，铬16.30-16.8％，镍7.5-8.0％，铜≤0.50％，余量为铁。
3.如权利要求1所述的控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，步骤2)中所述还原渣料为：特级冶金石灰、萤石和纯铝的混合物。
4.如权利要求1所述的控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，步骤3)中所述弱碱性为碱度1.6-1.8。
5.如权利要求3所述的控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，步骤3)中所述样品中的含硫量大小微调的方法是：当含硫量缺少时，在LF炉中加入含硫量为26％的硫铁进行增硫；当含硫量过多时，在LF炉中增加石灰或纯铝进行脱硫。
6.如权利要求5所述的控制不锈钢钢水含硫量的方法，其特征在于，步骤1)中所述电炉为30吨级，所述钢水的质量为29.5吨；步骤2)中所述一级冶金石灰的质量为1500-2500千克，所述还原渣料中：特级冶金石灰300-400千克，萤石100-150千克以及纯铝30-60千克；步骤3)中所述石英砂的质量为200-300千克，所述硫铁的质量为450kg-550千克，所述碳化稻壳的质量为30-40千克。
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