CN104232842A - 提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法 - Google Patents

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金吉男
张亮
方毅
苏杰
洪育建
付少朋
朱雪珍
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Abstract

本发明提供一种提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，包括以下步骤：硫含量检测步骤，完成钢水的脱碳还原后，对钢水和钢渣中的硫含量进行检测；硫铁加入量计算步骤，根据检测的硫含量计算硫铁加入量；加入硫铁步骤，根据计算的硫铁加入量，向钢水中加入硫铁。本发明的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以在使用氩氧脱碳法制造含硫易切削不锈钢的过程中，有效且精确的保障制造出的含硫易切削不锈钢产品的硫含量与所要求产品的硫含量保持一致，即有效的提高硫命中率，能够使产品的硫的质量含量控制精度达到±0.02％。有效且精确的保障产品的合格率，降低生产成本，提高生产效率。

Description

提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法。
背景技术
易切削不锈钢是具有优良切削加工性能的不锈钢材，通过在冶炼过程中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素来实现。易切削不锈钢通过加入的易切削元素的不同可以分为含硫易切削不锈钢、含铅易切削不锈钢、含钙易切削不锈钢、含铋易切削不锈钢等不同种类。其中含硫易切削不锈钢是易切削钢材中应用广泛、产量最高的一种。
含硫易切削不锈钢通过硫在钢中与锰和铁形成硫化锰夹杂，这些夹杂物可以中断金属的连续性，在切削时促使断屑形成小而短的卷曲半径而易于排除，从而减小了刀具的磨损，降低了加工表面的粗糙度，可以提高刀具使用寿命和生产效率。
通常含硫易切削不锈钢的切削性随硫含量的增多而提高，但由于硫元素属于性质较活泼元素，在冶炼不锈钢的过程中容易与炉渣中的氧化钙发生反应而被吸收到炉渣中去，从而导致钢水中的硫元素含量发生波动。例如，现有技术利用氩氧脱碳法(Argon Oxygen Decarburization，AOD)转炉生产含硫易切削不锈钢，其硫控制精度只能达到±0.04％，从而导致实际生产出来的产品中硫含量与目标硫含量差距较大。含硫易切削不锈钢的硫含量过高容易在轧制过程中出现轧制裂纹，而硫含量过低往往导致其切削性能达生产要求。
因此，如何有效地提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率就成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术无法有效地控制现有技术氩氧脱碳法含硫易切削不锈钢的硫命中率的问题，本发明提供了一种提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，包括以下步骤：
提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
硫含量检测步骤，完成钢水的脱碳还原后，对钢水和钢渣中的硫含量进行检测；
硫铁加入量计算步骤，根据硫含量检测步骤检测的硫含量计算硫铁加入量；
加入硫铁步骤，根据硫铁加入量计算步骤计算的硫铁加入量，向钢水中加入硫铁。
硫含量检测步骤还包括：
从钢水中提取钢样，及从钢渣中提取渣样，并对钢样和渣样的硫含量进行检测；
硫铁加入量计算步骤包括：将检测到的钢样中的硫含量SG和渣样中的硫含量SZ带入公式LS＝SZ/SG计算硫分配比LS；
根据以下公式计算硫铁加入量W：
W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L
其中，SM为目标硫含量，WG为钢水质量，WZ为钢渣质量，SL为所使用的硫铁的硫的质量含量百分比。
硫铁的硫的质量含量百分比大于50％。
加入硫铁步骤还包括，加入硫铁后开氩气搅拌5分钟以上。
使用光谱仪检测钢水中的硫含量，使用红外碳硫测量仪测量炉渣钢渣中的硫含量。
本发明的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以在使用氩氧脱碳法制造含硫易切削不锈钢的过程中，有效且精确的保障制造出的含硫易切削不锈钢产品的硫含量与所要求产品的硫含量保持一致，即有效的提高硫命中率，能够使产品的硫质量含量控制精度达到±0.02％。有效且精确的保障产品的合格率，降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法的实施例的流程图，如图1所示，本实施例的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以包括以下步骤：
硫含量检测步骤101，通过氩氧冶炼法完成钢水的脱碳还原后，对钢水和钢渣中的硫含量进行检测。
具体的，为了对不锈钢硫含量进行精确的控制，在通过现有技术的氩氧冶炼法完成钢水的脱碳还原后，对所获得的钢水和钢渣中的硫含量进行检测，以获取当前获得的钢水和钢渣中的硫的精确含量。具体的检测可以通过在线检测的方式进行，一般10分钟内就可以获得准确的检测结果。
硫铁加入量计算步骤102，根据硫含量检测步骤检测的硫含量计算硫铁加入量。
具体的，通过硫含量检测步骤101获得钢水的硫含量之后，根据当前钢水的硫含量进行计算，计算出根据当前钢水的硫含量，应该向钢水中补充的硫铁的具体加入量数值。
加入硫铁步骤103，根据硫铁加入量计算步骤计算的硫铁加入量向钢水中加入硫铁。
具体的，通过硫铁加入量计算步骤102计算出应该向钢水中补充的硫铁的具体加入量数值后，根据硫铁的具体加入量数值向钢水中加入硫铁，同时加入硫铁后通氩气搅拌5分钟以上。通入氩气搅拌可以便于产品的进一步脱碳和精炼，从而使通过氩氧脱碳法制造的含硫易切削不锈钢的硫含量达到生产要求，即有效的提高硫命中率，获得合格的产品。
本实施例的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以在使用氩氧脱碳法制造含硫易切削不锈钢的过程中，有效的保障制造的含硫易切削不锈钢产品的硫含量与所要求产品的硫含量保持一致，即有效的提高硫命中率。可以保障产品的合格率，降低生产成本，同时提高生产效率。
优选的，在上一实施例的基础上，硫含量检测步骤101可以包括：从钢水中提取钢样，及从钢渣中提取渣样，并对钢样和所述渣样的硫含量进行检测。
具体的，为了使硫铁加入量更加精确，硫含量检测步骤101一方面从钢水中提取钢样，通过对钢样进行检测以获取钢水的硫含量。另一方面同时从钢渣中提取渣样，通过对渣样进行检测以获取钢渣中的硫含量。
优选的，为了加快检测速度，并保证检测的准确性，可以使用光谱仪检测所述钢水中的硫含量，使用红外碳硫测量仪测量炉渣钢渣中的硫含量。
硫铁加入量计算步骤102可以包括：将检测到的钢样中的硫含量SG和渣样中的硫含量SZ带入公式LS＝SZ/SG计算硫分配比LS。根据以下公式计算硫铁加入量W： W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L , 其中，SM为目标硫含量，WG为钢水质量，WZ为钢渣质量，SL为所使用的硫铁的硫的质量含量百分比。
具体的，获取了钢水的硫含量SG和钢渣的硫含量SZ后，即可通过公式LS＝SZ/SG计算表征钢水和钢渣中的硫分布情况的硫分配比LS。
获得表征钢水和钢渣中的硫分布情况的硫分配比LS后，就可以根据公式 W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L 来精确计算为保证目标硫含量SM而需向钢水中加入的硫铁加入量W，在该公式中，WG为钢水质量，WZ为钢渣质量，SL为所使用的硫铁的硫的质量含量百分比。
例如，使用氩氧脱碳法冶炼硫含量为0.24％～0.3％的303Cu含硫易切削不锈钢时。在还原结束后，通过步骤101检测钢水中的硫含量为0.028％，钢渣中硫含量为1.4％，钢水质量为34.7吨，钢渣质量为1.2吨，所使用的硫铁的硫的质量含量百分比为52％，目标硫含量SM为0.26％。
根据公式 W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L 计算出需要向钢水中加入的硫铁加入量W为0.42吨，根据计算结果加入硫铁0.42吨。对成品进行分析后发现，成品中硫含量为0.2568％，这与目标硫含量误差仅为0.004％，完全可以满足生产需要。
再例如，使用氩氧脱碳法冶炼硫含量大于0.15％的303含硫易切削不锈钢时。在还原结束后，通过步骤101检测钢水中的硫含量为0.0468％，钢渣中硫含量为2.1％，钢水质量为32吨，钢渣质量为1.5吨，所使用的硫铁的硫的质量含量百分比为52％，目标硫含量SM为0.16％。
根据公式 W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L 计算出需要向钢水中加入的硫铁加入量W为0.222吨，根据计算结果加入硫铁0.222吨，对成品进行分析后发现，成品中硫含量为0.159％，这与目标硫含量误差仅为0.001％，完全可以满足生产需要。
进一步优选的，硫铁的硫的质量含量百分比大于50％。经过申请人的生产实践，在所用硫铁的硫的质量含量百分比大于50％的情况下，可以有效的保证成品的硫含量达到生产要求。
本优选实施例的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以在使用氩氧脱碳法制造含硫易切削不锈钢的过程中，有效且精确的保障制造的含硫易切削不锈钢产品的硫含量与所要求产品的硫含量保持一致。可以有效且精确的保障产品的合格率，降低生产成本，有利于提高生产效率。
本发明的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法可以在使用氩氧脱碳法制造含硫易切削不锈钢的过程中，有效且精确的保障制造出的含硫易切削不锈钢产品的硫含量与所要求产品的硫含量保持一致，即有效的提高硫命中率，能够使产品的硫的质量含量控制精度达到±0.02％。有效且精确的保障产品的合格率，降低生产成本，提高生产效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
硫含量检测步骤，完成钢水的脱碳还原后，对所述钢水和钢渣中的硫含量进行检测；
硫铁加入量计算步骤，根据检测的所述硫含量计算硫铁加入量；
加入硫铁步骤，根据计算的所述硫铁加入量，向所述钢水中加入硫铁。
2.根据权利要求1所述的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，所述硫含量检测步骤包括：
从所述钢水中提取钢样，及从钢渣中提取渣样，并对所述钢样和所述渣样的硫含量进行检测；
所述硫铁加入量计算步骤包括：将检测到的所述钢样中的硫含量SG和所述渣样中的硫含量SZ带入公式LS＝SZ/SG计算硫分配比LS；
根据以下公式计算硫铁加入量W：
W = ( S M - S G ) W G + ( S M × L S - S Z ) W Z S L
其中，SM为目标硫含量，WG为钢水质量，WZ为钢渣质量，SL为所使用的硫铁的硫的质量含量百分比。
3.根据权利要求1所述的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，所述硫铁的硫的质量含量百分比大于50％。
4.根据权利要求1所述的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，所述加入硫铁步骤还包括，加入所述硫铁后开氩气搅拌5分钟以上。
5.根据权利要求1所述的提高氩氧脱碳法制备含硫易切削不锈钢硫命中率的方法，其特征在于，使用光谱仪检测所述钢水中的硫含量，使用红外碳硫测量仪测量所述炉渣钢渣中的硫含量。
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EP3540082A4 (en) * 2016-11-10 2020-06-03 Nippon Steel Corporation SULFUR ADDITIVE FOR STEEL MELT AND METHOD FOR PRODUCING STEEL WITH ADDED SULFUR

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