CN102691001B

CN102691001B - 一种具优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法

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Publication number: CN102691001B
Application number: CN201110068315.6A
Authority: CN
Inventors: 茅卫东; 邵世杰; 雷锐戈; 胡锦程
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: CN102691001A

Abstract

一种有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，包括：(1)电炉冶炼配料：脱磷铁水配比40～50％、不锈钢废钢10～35％、其他为镍和铬的合金(重量％)；(2)确定镍当量形成元素Ni、Mn、N、C和铬当量形成元素Cr、Mo、Si的含量(重量％)，Ni：8.0-10.5％，Mn：0.50-1.10％，N≤0.055％，C：0.04～0.08％，Cr：18.00～20.00％，Mo≤0.30％，Si：0.30～1.00％，Al≤0.005％，余为铁和不可避免杂质，通过控制镍当量和铬当量的含量以达到铁素体值≤7％；(3)在钢包炉采用将AOD精炼炉渣扒除干净，添加起到了吸附并减少Al2O3夹杂的作用的0.7～1.5kg/t的钢包渣改质剂；(4)在钢包炉采用≥15分钟的软搅拌。本发明实现了奥氏体不锈钢有优异的表面抛光加工性能。

Description

一种具优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法

技术领域

本发明属于不锈钢生产领域。具体地。本发明涉及一种奥氏体不锈钢的制造方法，所述奥氏体不锈钢具有优异的表面抛光加工性能。

背景技术

Cr-Ni奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械性能，主要用于家庭用品、汽车配件、医疗器械、化学、食品、农业、船舶等行业。对应装饰、家用电器等领域的Cr-Ni奥氏体不锈钢发展，应用于装饰、家用电器等领域的Cr-Ni奥氏体不锈钢产品所需厚度越来越薄，其表面重量要求也越来越高，很多时候要求所述Cr-Ni奥氏体不锈钢表面进行抛光加工后的零缺陷。

Cr-Ni奥氏体不锈钢通常使用电炉-AOD精炼-钢包炉的方法进行冶炼生产，然后经连铸、热轧、冷轧等工序产出成品。在需要有抛光加工性能要求的产品，则在冷轧成品表面做抛光加工检验，检验无缺陷产出成品。

通常，Cr-Ni奥氏体不锈钢中存在过多或过大的夹杂物，或夹杂物存在过大的变形能力，将会对不锈钢的冷卷表面重量和表面抛光加工形成显著的破坏作用。当钢中夹杂物以Al2O3氧化物以及MgO-Al2O3尖晶石等脆性夹杂为主时，此类脆性夹杂物在加工过程中保持极高的硬度，当钢基体发生塑性变形时，容易脆裂而形成链状分布。当夹杂物含量高时，在轧制成冷轧板后夹杂物暴露于表面的几率较大，抛光处理后因为夹杂物与基体反光性能的差异以及部分夹杂物脱落，形成表面缺陷，缺陷形貌如图1所示。另外，奥氏体钢中出现铁素体时，在轧制过程中，由于二者塑性存在很大的差异，相比例的不适当易导致产品出现裂纹等表面缺陷。

为解决上述问题，专利CN1524868A公开了一种主要是针对铁素体不锈钢的一种高纯度不锈钢的精炼方法，通过控制AOD精炼炉渣复合物浓度(Al2O3％)和(MgO％)之和小于13，碱度控制1.5～1.8，以及钢包耐火材质采用白云石，并使用脱硫工艺来抑止难溶硬夹杂物的出现，从而防止产品表面出现表面缺陷和裂纹。实际上，奥氏体不锈钢还存在相比例不适当而产生的表面缺陷。

另外，专利CN101648334公开了一种表面性能优良的奥氏体不锈钢冷轧板的制造技术。通过对奥氏体不锈钢的后续退火气氛和工艺参数的改进，于1000～1250℃、常压、含氮气的混合气氛中，对奥氏体不锈钢进行退火的同时渗氮，随后水冷；将退火处理后的奥氏体不锈钢表面研磨去除10～50μm的表面层；使得该不锈钢板表面的硬度和耐磨性得到显著提高，同时耐腐蚀性也得到改善。但不能消除由于冶炼因素导致的冷轧板出现的夹杂、鳞折等表面缺陷，也不能消除由冶炼产生的Al2O3等脆性夹杂引起的经抛光后产生的表面缺陷。

专利CN1220321公开了一种表面性状优良的奥氏体不锈钢的制造方法，通过对含Cu≥0.03重量％、V≥0.03重量％、Mo≥0.01重量％的奥氏体不锈钢热轧板进行退火、酸洗。酸洗时浸渍在硝酸20-100g/l、氢氟酸100-300g/l的氢氟酸溶液中，然后对表面进行单面平均2μm或以上的机械磨削后，在硝氢氟酸溶液中进行成品酸洗，沿钢板表面施加0.5-5.0m/s的逆向流，作为氢离子源添加硫酸或亚硫酸，浸渍时进行(阴极电解时间)/(阳极电解时间)比是3或以上的电解处理。借此能在短时间得到无花纹、无光泽不匀，具有优良外观的奥氏体不锈钢。但不会消除由于冶炼因素造成的冷轧表面缺陷和经抛光后产生的表面缺陷。

专利CN1176316公开了一种不经用于去除钢带的氧化皮的，最终退火和酸洗后的抛光而具有优良的表面亮度和卓越的耐腐蚀性的奥氏体不锈钢板。该钢板含≤0.2％(重量)的Si以及在自表面至10μm深的表面层部分中含≤1.0％(重量)的Si的氧化物，其中，在该表面层部分中的晶间凹槽的深度为0.1μm-0.5μm。含≤0.005％(重量)的A l及≤0.006％(重量)的O，其中在自表面至10μm深的表面层部分中含A l的氧化物为≤0.1％(重量)。但不会消除由于冶炼因素造成的冷轧表面缺陷和经抛光后产生的表面缺陷。

然而，对于高表面重量的Cr-Ni奥氏体不锈钢，上面所述方法仅从抑止难溶硬夹杂物或退火、酸洗工艺进行控制以保证材料的表面重量。但对于表面高抛光性能要求的产品上面所述方法并未涉及研究与应用。

发明内容

为进一步提供表面高抛光性能要求的Cr-Ni奥氏体不锈钢，本发明提供优异表面抛光性能的Cr-Ni奥氏体不锈钢，主要是通过控制相比例和夹杂物类型的综合方法来实现。通过控制钢的成分来保证适合的相比例；夹杂物类型通过控制T[Al]和添加炉渣改质剂，并长时间软搅拌促进夹杂物去除，从而保证产品有优异表面抛光加工性能。

本发明的目的在于防止相比例和Al2O3等脆性夹杂物不适当造成的奥氏体不锈钢冷轧板的表面“线鳞”缺陷，以及抛光后表面的“砂眼”缺陷。提供一种有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法。在成份设计时即考虑合理的相比例，即铁素体值；在冶炼过程中电炉采用“铁水+不锈钢废钢+合金”配料组合的原料配加模式、AOD还原材的优选、炉渣改质处理、钢包炉(LF)的搅拌工艺改进等的综合冶炼方法，控制和减少夹杂物的Al2O3发生频率。

本发明的有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法技术方案如下：

一种有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，包括以下工艺步骤：电炉冶炼-AOD精炼脱碳、还原、脱硫-钢包炉(LF)吹氩搅拌、保温或升温处理-连铸浇注-冷轧板，其特征在于：

(1)电炉冶炼配料：脱磷铁水配比40～50％、不锈钢废钢10～35％、其他为镍和铬的合金(重量％)；

(2)确定镍当量形成元素Ni、Mn、N、C和铬当量形成元素Cr、Mo、Si的含量(重量％)，Ni：8.0-10.5％，Mn：0.50-1.10％，N≤0.055％，C：0.04～0.08％，Cr：18.00～20.00％，Mo≤0.30％，Si：0.30～1.00％，Al≤0.005％，余为铁和不可避免杂质，通过控制镍当量和铬当量的含量以达到铁素体值≤7％；

(3)在钢包炉采用将AOD精炼炉渣扒除干净，添加起到了吸附并减少Al2O3夹杂的作用的0.7～1.5kg/t的钢包渣改质剂；

(4)在钢包炉采用≥15分钟的软搅拌。

奥氏体中存在过多的铁素体含量，而两相热膨胀系数和力学性能的不同，会造成奥氏体表面形成微裂纹、线鳞等表面缺陷。合理确定镍当量形成元素Ni、Mn、N、C和铬当量形成元素Cr、Mo、Si的含量，通过控制镍当量和铬当量的含量以达到铁素体值≤7％。

另外，AOD精炼熔渣具有一定的氧化性，其碱度和组成对夹杂物的吸附作用达不到最佳状态。合理的AOD出钢后钢包渣的改质，可以使钢包渣具备良好的流动性、合适的碱度及对钢水中夹杂物的良好吸附作用，且更容易上浮去除。在钢包炉采用将AOD精炼炉渣扒除干净，添加0.7～1.5kg/t的钢包渣改质剂，起到了吸附并减少Al2O3夹杂的作用。

夹杂物为Ca、Al、Mg的氧化物夹杂，属于脆性夹杂物。在加工过程中保持极高的硬度，当钢基体发生塑性变形时，容易脆裂而形成链状分布，形成“线鳞”缺陷。抛光处理后因为夹杂物与基体反光性能的差异以及部分夹杂物脱落，形成“砂眼”缺陷。为了防止Al2O3脆性夹杂物产生的表面抛光缺陷，应尽量降低Al2O3夹杂出现的频次。本发明主要从控制T[Al]以抑制Al2O3夹杂的产生和添加钢包渣改质剂吸附Al2O3夹杂以及长时间软搅拌促进夹杂物去除三个环节来实现。

再有，在钢包炉采用≥15分钟的软搅拌，促进了Ca、Al、Mg等氧化物夹杂的上浮去除，减少Al2O3等夹杂物含量。

奥氏体不锈钢化学成分(Wt％)，特征见表1。

表1

根据本发明的具有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，其特征在于，所述钢包渣改质剂的主要成份为：CaO 60～75％、MgO 2～5％、SiO2＜15％、CaF2 6～12％。

根据本发明的具有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，其特征在于，AOD还原材用低Al-FeSi替代普通FeSi，使用量≤15kg/t；

在电炉使用废钢生产奥氏体不锈钢的过程中，很难限制原料中的Al含量。根据本发明，在电炉环节使用有别于“废钢+合金”配料的AOD还原材用低Al-FeSi替代普通FeSi，使用量≤15kg/t；实现了稳定的T[Al]≤0.005％的控制。

根据本发明的具有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢中，S≤0.005％；P≤0.035％。

根据本发明的具有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，通过合理确定控制铁素体值，控制T[Al]和添加钢包渣改质剂以及长时间软搅拌促进夹杂物去除三个环节来实现防止或减少Al2O3等脆性夹杂物等控制的方法，实现了奥氏体不锈钢有优异的表面抛光加工性能，表面达到无缺陷。

附图说明

图1为表面具有抛光“砂眼”缺陷的不锈钢。

具体实施方式

以下，以实施例和比较例具体说明本发明。

实施例1-3

本发明采用电炉-AOD-钢包炉(LF)的冶炼工艺生产。电炉采用“脱磷铁水+不锈钢废钢+合金”的配料模式熔炼母液，提供给AOD精炼炉，AOD精炼脱碳、还原、脱硫后，钢包炉(LF)吹氩搅拌、保温或升温处理，输送连铸浇注。连铸板坯经热轧、冷轧加工，最终制成冷轧板，在轧制成冷轧板后进行表面抛光检查。

根据本发明所述的实施例的成分(重量百分比％)见表2；电炉配料见表3；AOD精炼炉还原材消耗与LF吹氩搅拌时间及钢包改质剂加入量以及Al2O3夹杂出现的频率见表4。

比较例1-2

如同实施例1-3，完成比较例1-2。

实施例成分与铁素体值(重量百分比％) 表2

实施例电炉配料(％) 表3

	铁水	不锈钢废钢	碳钢废钢
				实施例1	45	31	0
实施例2	44.5	11.5	0
				实施例3	44	27	0
对比例1	0	60	22
				对比例2	0	58	25

AOD精炼炉还原材消耗与LF吹氩搅拌时间以及Al2O3夹杂出现的频率表4

本发明制造方法实施以后与对比例相比，Al2O3夹杂出现的频率明显降低。实现了奥氏体不锈钢有优异的表面抛光加工性能，表面达到了无缺陷。

Claims

1.一种具有优异表面抛光加工性能的奥氏体不锈钢制造方法，包括以下工艺步骤：电炉冶炼–AOD精炼脱碳、还原、脱硫–钢包炉吹氩搅拌、保温或升温处理－连铸浇注－热轧板卷－冷轧板卷，其特征在于：

（1）电炉冶炼配料：脱磷铁水配比40～50%、不锈钢废钢10～35%、其他为镍和铬的合金（重量％）；

（2）确定镍当量形成元素Ni、Mn、N、C和铬当量形成元素Cr、Mo、Si的含量（重量％），Ni：8.0-10.5％，Mn:0.50-1.10％，N≤0.055％，C：0.04～0.08％，Cr：18.00～20.00％，Mo≤0.30%，Si：0.30～1.00％，Al≤0.005%，余为铁和不可避免杂质，通过控制镍当量和铬当量的含量以达到铁素体值≤7％；

（3）在钢包炉采用将AOD精炼炉渣扒除干净，添加起到了吸附并减少Al2O3夹杂的作用的0.7～1.5kg/t的钢包渣改质剂；

（4）在钢包炉采用≥15分钟的软搅拌；

所述奥氏体不锈钢中，S≤0.005%；P≤0.035%（重量％）；

所述钢包渣改质剂的主要成份为（重量％）：CaO60～75%、MgO2～5%、SiO2＜15%、CaF26～12%。