CN101338402B

CN101338402B - 一种含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法

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Publication number: CN101338402B
Application number: CN2008100792289A
Authority: CN
Inventors: 王辉绵; 王彦平; 赵新钢
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: CN101338402A

Abstract

一种含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法，含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的化学成分的重量百分数为：C≤0.05％0＜Si≤1.00％0＜Mn≤1.00％P≤0.035％S≤0.020％Cr：12.0％～18.0％Ni：0.10％～0.60％Cu：1.00％～2.00％N≤0.025％Al：0.015％～0.04％B：0.002％～0.004％稀土：0.002％～0.004％其余为Fe与不可避免的杂质。含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法为：(一)转炉：将预处理铁水和Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼；(二)：真空吹氧脱碳炉(VOD)：(三)钢包精炼炉(LF)；(四)连铸；(五)铸坯加热；(六)热连轧轧制；(七)抗菌热处理。本含铜铁素体抗菌不锈钢钢带制造方法制造的含铜铁素体抗菌不锈钢钢带在热轧时不裂边。

Description

一种含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法

技术领域

本发明涉及一种含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法。

背景技术

抗菌不锈钢是一种新型绿色环保自清洁的无机抗菌材料。冶炼过程中添加的具有抗菌作用的铜元素，在加工制造过程中均匀弥散分布于不锈钢基体中，从而保证不锈钢及其制品具有优良持久的抗菌性能。

抗菌不锈钢钢带主要包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢三类。由于铜在铁素体不锈钢中溶解度很小，在冶炼含铜抗菌铁素体不锈钢时的钢水凝固过程中，铜在铁素体不锈钢的铁素体组织晶界析出，参见图1，与晶界上的氧、硫等杂质形成低熔点的富铜化合物，在1000℃～1100℃的轧制温度下熔化，削弱了晶界结合力，热塑性比较差，在热连轧时，受力较大的铁素体不锈钢钢带边部形成裂缺陷，参见图2。每轧一卷不锈钢钢带都会产生裂边，裂边的长度占钢带的0.5～1.0％，造成较大的损失，无法批量生产。国内外还没有解决含铜抗菌铁素体不锈钢钢带热轧时裂边的相关技术。

发明内容

本发明的宗旨是为了克服现有含铜抗菌铁素体不锈钢钢的制造方法的上述不足，提供一种在热连轧时不裂边的含铜抗菌铁素体不锈钢钢带的制造方法。

本发明的技术方案主要从成分设计和的热连轧加热制温度控制两方面，利用微量元素消除铜对钢的热塑性的影响，在含铜抗菌铁素体不锈钢冶炼时加入Al、Ni、B、稀土等微量元素，并降低热连轧加热制温度，解决了裂边问题，成功地进行了批量生产。

本含铜抗菌铁素体不锈钢钢带的化学成分(重量百分数)为：

C≤0.05％ P≤0.035％ S≤0.020％ 0＜Si≤1.00％

0＜Mn≤1.00％ Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10％～0.60％

Cu：1.00％～2.00％ N≤0.025％ Al：0.015％～0.04％B：0.002％～0.004％稀土0.002％～0.004％，

其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈、镧元素的任一种或两种，一般是两种。

本含铜抗菌铁素体不锈钢钢带的制造方法包括下述依次的步骤：

(一)转炉冶炼

将预处理铁水、Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼成粗钢水，粗钢水的化学成分(重量百分数)为：

C：0.30～0.50％ 0<Si≤0.50％ Mn：0.30～0.60％P≤0.025％ S≤0.010％ Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10～0.60％Cu：1.00％～2.00％其余为Fe与不可避免的杂质。

(二)真空吹氧脱碳炉脱碳(VOD)

将粗钢水倒入真空吹氧脱碳炉(VOD)中精炼，然后加入铝进行还原，铝加入量为0.5～0.8公斤/吨钢。

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，钢水的化学成分(重量百分数)为：

C≤0.05％ 0<Si≤1.00％ 0<Mn≤1.00％ P≤0.035％S≤0.030％ Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10％～0.60％Cu：1.00％～2.00％ N≤0.025％ Al：0.015％～0.04％

其余为Fe与不可避免的杂质。

(三)、钢包精炼炉精炼(LF)

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，再将钢水倒入钢包精炼炉(LF)中进行二次精炼。在钢包精炼炉(LF)中加入稀土硅铁块和FeB进行精炼，加入稀土硅铁块的量为0.3～0.6公斤/吨钢，加入FeB的量为0.2～0.4公斤/吨钢。

钢包精炼炉精炼后，钢水的化学成分(重量百分数)为：

C≤0.05％ 0<Si≤1.00％ 0<Mn≤1.00％ P≤0.035％ S≤0.020％Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10％～0.60％ Cu：1.00％～2.00％N≤0.025％ Al：0.015％～0.04％ B：0.002％～0.004％稀土0.002％～0.004％其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈、镧元素的任一种或两种，一般为两种。

(四)、连铸

精炼钢水送到连铸平台，在不锈钢坯板连铸机上连铸成不锈钢坯，铸坯规格一般是厚×宽×长为220mm×1050×8000mm。

(五)铸坯加热

将铸坯送到步进式连续加热炉，把铸坯加热到：1120～1140℃，加热220分钟。

(六)热连轧轧制

铸坯出加热炉后在热连轧轧机上轧成钢带。钢带的规格一般为是厚×宽为3.0×1000mm，终轧温度为800～820℃，自然冷却到室温。

(七)抗菌热处理

把钢带放在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温为850±10℃保温8～10小时，在炉内冷却到500～600℃，再保温2～3小时后，吊外罩冷却至室温。

至此，生产出无裂边的含铜抗菌铁素体不锈钢钢带。

本发明的机理主要是通过调整成分，加入少量Al、Ni、B、稀土等微量元素，这些微量元素与晶界上的富铜化合物结合，可以提高富铜化合物的熔点超过1000℃～1100℃的热加工温度，从而消除裂边。表1为含铜抗菌铁素体不锈钢成分和加热温度改进情况。原来对微量元素的作用认识不清，没有提出含量要求，这些合金元素在生产中实际都不加，导致热轧裂边问题很严重。经过多次试验，确定了开裂原因和加入的微量元素种类，特别是有了具体含量要求，生产中具有可操作性，解决了热轧裂边问题，参见图3。利用本发明生产的含铜抗菌铁素体不锈钢，改变了每卷钢都存在裂边的状况，已生产800吨左右含铜抗菌铁素体不锈钢钢带，无一卷裂边。

表1

	Ni％	Al％	B％	稀土％	热连轧加热温度℃
	Ni％	Al％	B％	稀土％	热连轧加热温度℃	现有含铜铁素体抗菌不锈钢钢带	≤2.00	1140～1160
本发明的含铜铁素体抗菌不锈钢钢带	0.20- 0.60	0.015- 0.04	0.002- 0.004	0.002- 0.004	1120～1140	现有含铜铁素体抗菌不锈钢钢带	≤2.00	1140～1160

附图说明

图1是现有含铜抗菌铁素体不锈钢组织图(晶界有富铜化合物析出)。

图2是现有含铜抗菌铁素体不锈钢钢带的端面视图。

图3是本含铜抗菌铁素体不锈钢钢带的端面视图。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本含铜铁素体抗菌不锈钢钢带及其制造方法的具体实施方式，但本含铜铁素体抗菌不锈钢钢带及其制造方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

钢带实施例一

本实施例的含铜抗菌铁素体不锈钢钢带厚度为3.0mm，宽度为1000mm，它的化学成分(重量百分数)为：

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.005％Cr：12.50％ Ni：0.20％ Cu：1.30％ N：0.020％ Al：0.015％B：0.003％稀土：0.002％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧两种。

铸坯在1120℃出加热炉轧制成3.0×1000mm的钢带，钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为850℃，保温9小时，炉冷到600℃，保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

钢带实施例二

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.025％ S：0.004％Cr：17.50％ Ni：0.30％ Cu：1.50％ N：0.020％ Al：0.020％B：0.002％稀土：0.003％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧元素两种。

铸坯在1130℃出加热炉轧制成3.0×1000mm的钢带，钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为860℃，保温9小时，炉冷到600℃，保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

钢带实施例三

C：0.025％ Si：0.50％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.003％Cr：17.60％ Ni：0.50％ Cu：1.50％ N：0.025％ Al：0.040％B：0.003％稀土：0.003％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧元素两种。

铸坯在1140℃出加热炉轧制成3.0×1000mm的钢带，钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为860℃保温9小时，炉冷到600℃，保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

制备方法实施例一

本实施例制备的是钢带实施例一所述的不锈钢钢带

(一)、转炉冶炼

将预处理铁水和Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼成粗钢水，粗钢水的化学成分(重量百分数)为：

C：0.30％ Si：0.20％ Mn：0.30％ P：0.025％ S：0.010％Cr：12.50％ Ni：0.20％ Cu：1.30％其余为Fe与不可避免的杂质。

(二)真空吹氧脱碳炉脱碳(VOD)

将粗钢水倒入真空吹氧脱碳炉(VOD)中精炼，然后加入铝进行还原，铝加入量为0.5公斤/吨钢。

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，钢水的化学成分重量百分数为：

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.005％Cr：12.50％ Ni：0.20％ Cu：1.30％ N：0.020％ Al：0.015％

其余为Fe与不可避免的杂质。

(三)、钢包精炼炉精炼(LF)

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，再将钢水倒入钢包精炼炉(LF)中进行二次精炼。在钢包精炼炉(LF)中加入稀土硅铁块和FeB进行精炼，稀土硅铁块的加入量为0.4公斤/吨钢，FeB的加入量为0.3公斤/吨钢。

精炼钢水的化学成分(重量百分数)为：

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.005％Cr：12.50％ Ni：0.20％ Cu：1.30％ N：0.020％ Al：0.015％B：0.003％稀土：0.002％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧元素两种。

(四)、连铸

将精炼钢水送到达连铸平台，在不锈钢坯板连铸机上连铸成不锈钢坯，铸坯规格厚×宽×长为220mm×1050×8000mm。

(五)铸坯加热

将铸坯送到步进式连续加热炉，把铸坯加热到：1120℃，加热时间220分钟。

(六)热连轧轧制

铸坯出加热炉后在热连轧轧机上轧成厚×宽为3.0×1000mm的钢带。终轧温度为800℃，自然冷却到室温。

(七)抗菌热处理

钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为850℃，保温8小时，在炉内冷到600℃，再保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

制备方法实施例二

本实施例制备的是钢带实施例二所述的不锈钢钢带

(一)、转炉冶炼

将预处理铁水和Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼成粗钢水，钢水的化学成分(重量百分数)为：

C；0.40％ Si：0.20％ Mn：0.30％ P：0.025％ S：0.010％Cr：17.50％Ni：0.30％ Cu：1.50％其余为Fe与不可避免的杂质。

(二)真空吹氧脱碳炉脱碳(VOD)

将粗钢水倒入真空吹氧脱碳炉(VOD)中精炼，然后加入铝进行还原，铝加入量为0.6公斤/吨钢。

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，钢水化学成分重量百分数为：

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.025％ S：0.004％Cr：17.50％ Ni：0.30％ Cu：1.50％ N：0.020％

Al：0.020％其余为Fe与不可避免的杂质。

(三)、钢包精炼炉精炼(LF)

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，再将钢水倒入钢包精炼炉(LF)中进行二次精炼。在钢包精炼炉(LF)中加入稀土硅铁块和FeB进行精炼，稀土硅铁块的加入量为0.5公斤/吨钢，FeB的加入量为0.2公斤/吨钢。

精炼钢水的化学成分(重量百分数)为：

C：0.03％ Si：0.30％ Mn：0.50％ P：0.025％ S：0.004％Cr：17.50％ Ni：0.30％ Cu：1.50％ N：0.020％Al：0.020％ B：0.002％稀土：0.003％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧元素两种。

(四)、连铸

(五)铸坯加热

将铸坯送到步进式连续加热炉，加热炉钢温为：1130℃，加热时间220分钟。

(六)热连轧轧制

铸坯出加热炉后在热连轧轧机上轧成厚×宽为3.0×1000mm的钢带。终轧温度为810℃，自然冷却到室温。

(七)抗菌热处理

钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为860℃保温9小时，炉冷到550℃，保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

制备方法实施例三

本实施例制备的是钢带实施例三所述的不锈钢钢带

(一)、转炉冶炼

将预处理铁水和Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼成粗钢水，粗钢水化学成分(重量百分数)为：

C：0.30％ Si：0.30％ Mn：0.40％ P：0.025％ S：0.010％

Cr：17.50％ Ni：0.50％ Cu：1.50％其余为Fe与不可避免的杂质。

(二)、真空吹氧脱碳炉脱碳(VOD)

将粗钢水倒入真空吹氧脱碳炉(VOD)中精炼，然后加入铝进行还原，加入量为0.5公斤/吨钢。

真空吹氧脱碳炉(VOD)精炼后，钢水化学成分重量百分数为：

C：0.025％ Si：0.50％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.003％

Cr：17.60％ Ni：0.50％ Cu：1.50％ N：0.025％Al：0.040其余为Fe与不可避免的杂质。

(三)、钢包精炼炉精炼(LF)

精炼钢水的化学成分(重量百分数)为：

C：0.025％ Si：0.50％ Mn：0.50％ P：0.030％ S：0.003％Cr：17.60％ Ni：0.50％ Cu：1.50％ N：0.025％ Al：0.040B：0.003％稀土：0.003％，其余为Fe与不可避免的杂质。其中稀土元素为铈和镧元素两种。

(四)、连铸

将精炼钢水到达连铸平台，在不锈钢坯板连铸机上连铸成不锈钢坯，铸坯规格厚×宽×长为220mm×1050×8000mm。

(五)铸坯加热

将铸坯送到步进式连续加热炉，加热炉钢温为：1140℃，加热时间220分钟。

(六)热连轧轧制

铸坯出加热炉后在热连轧轧机上轧成厚×宽为3.0×1000mm的钢带。终轧温度为820℃，自然冷却到室温。

(七)抗菌热处理

钢带在罩式炉进行抗菌热处理。热处理温度为850℃保温9.5小时，炉冷到600℃，保温2小时后，吊外罩冷却至室温。

在冶金行业，为了降低成本，所加的铈元素与镧元素，加的是以铈元素和镧元素为主的稀土硅铁块，本申请文件制备方法实施例中的铈元素与镧元素，加的是稀土硅铁块而不是铈金属与镧金属，所以钢带实施例中含的是铈与镧两种元素。但制备方法实施例也可以只加铈金属或镧金属，所制备的钢带中所含的稀土元素只是铈或镧其中的一种。

Claims

1.一种含铜铁素体抗菌不锈钢钢带的制造方法，它包括下述依次的步骤：

(一)、转炉冶炼

将预处理铁水和Cr合金、Ni合金、Cu合金加入转炉中冶炼成粗钢水，粗钢水的化学成分的重量百分数为：

C：0.30～0.50％ 0＜Si≤0.50％ Mn：0.30～0.60％ P≤0.025％S≤0.010％ Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10～0.60％Cu：1.00％～2.00％其余为Fe与不可避免的杂质；

(二)、真空吹氧脱碳炉脱碳

将粗钢水倒入真空吹氧脱碳炉中精炼，然后加入铝进行还原，铝加入量为0.5～0.8公斤/吨钢；

真空吹氧脱碳炉精炼后，钢水的化学成分的重量百分数为：

C≤0.05％ 0＜Si≤1.00％ 0＜Mn≤1.00％ P≤0.035％ S≤0.030％Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10％～0.60％ Cu：1.00％～2.00％N≤0.025％ Al：0.015％～0.04％其余为Fe与不可避免的杂质；

(三)、钢包精炼炉精炼

真空吹氧脱碳炉精炼后，再将钢水倒入钢包精炼炉中进行二次精炼；在钢包精炼炉中加入稀土硅铁块和FeB进行精炼，稀土硅铁块的加入量为0.3～0.6公斤/吨钢，FeB的加入量为0.2～0.4公斤/吨钢；

精炼钢水的化学成分的重量百分数为：

C≤0.05％ 0＜Si≤1.00％ 0＜Mn≤1.00％ P≤0.035％ S≤0.020％Cr：12.0％～18.0％ Ni：0.10％～0.60％ Cu：1.00％～2.00％N≤0.025％ Al：0.015％～0.04％ B：0.002％～0.004％稀土：0.002％～0.004％其余为Fe与不可避免的杂质；其中稀土元素为铈、镧元素的任一种或两种；

(四)、连铸

将精炼钢水到达连铸平台，在不锈钢坯板连铸机上连铸成不锈钢钢坯；

(五)铸坯加热

将铸坯送到步进式连续加热炉，加热炉钢温为：1120～1140℃，加热时间220分钟；

(六)热连轧轧制

铸坯出加热炉后在热连轧轧机上轧成不锈钢钢带，终轧温度为800～820℃，自然冷却到室温；

(七)抗菌热处理

钢带在罩式炉进行抗菌热处理，热处理温度为850±10℃保温8～10小时，在炉内冷却到500～600℃，再保温2～3小时后，吊外罩冷却至室温。