CN106868252A - 一种高硫易切削钢硫合金化的方法 - Google Patents

一种高硫易切削钢硫合金化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硫易切削钢硫合金化的方法，包括以下步骤：Ⅰ电炉出钢；Ⅱ AOD吹炼；Ⅲ AOD还原；所述AOD吹炼过程中向钢液中加入硫铁合金，硫铁合金中的C含量≤0.5%，S含量为28~32%，其余为Fe和不可避免的杂质元素，加入硫铁合金后继续进行吹氧脱碳。通过在AOD氧化期加入FeS合金，还原期采用碱度为0.6‑12%的精炼渣系，硫收得率可达80%以上，钢中C含量≤0.15%。本发明的合金化主要在AOD中完成，且使用廉价的高碳FeS，降低了钢种对硫铁合金种类的要求；降低了生产成本。

Description

一种高硫易切削钢硫合金化的方法
技术领域
本发明涉及一种高硫易切削钢硫合金化的方法，属于不锈钢冶炼领域。
背景技术
高硫易切削钢具有良好的加工性能，主要用于生产笔头钢、高端精密制造行业的小尺寸零件，为了提高加工性能，一般在钢中加入硫，硫含量控制在0.15-0.4%之间，由于硫的易挥发性和合金的特殊性，在生产过程中极易导致钢液增碳和硫含量控制不稳定等情况。
发明内容
本发明旨在提供一种高硫易切削钢硫合金化的方法，不仅实现了硫合金化的稳定性，硫收得率≥80%，降低了对硫铁合金的质量要求，降低了生产成本。
本发明提供了一种高硫易切削钢硫合金化的方法，包括以下步骤：Ⅰ电炉出钢；ⅡAOD吹炼；Ⅲ AOD还原；所述AOD吹炼过程中向钢液中加入硫铁合金，加入硫铁合金后继续进行吹氧脱碳。
上述方法中，所述的高硫易切削钢是指钢中硫含量≥0.15%的钢种。
上述的高硫易切削钢硫合金化的方法，包括以下步骤：
Ⅰ 电炉出钢
电炉冶炼的钢水，各元素的质量百分数达到下述要求时出钢：
C：2.0-2.5%，Si≤0.2%，Mn≤0.1%，P≤0.035%，S：0.005-0.05%，Cr：12 -20%，N≤0.020%，其它为不可避免的杂质元素和铁；出钢后钢水温度为1500-1550℃；
Ⅱ AOD吹炼
AOD吹氧脱碳，当钢液中C≤1.2%，温度T≥1640℃，通过料槽加入硫铁合金6-20kg/t，AOD继续吹氧脱碳，在此过程加入锰铁合金12~25kg/t，当钢液中C≤0.15%时，AOD进入还原期；
Ⅲ AOD还原
AOD还原过程中加入石灰30~60kg/t和硅铁12~20kg/t，将炉渣碱度控制在0.6-1.2，还原时间≥10min，当钢液成分达到下述要求时出钢：
C≤15%，Si：0.2-0.6%，Mn：0.8-1.5%，P≤0.035%，S：0.15-0.4%，Cr：12-20%，N≤0.020%，其它为不可避免的杂质元素和铁。
上述的冶炼方法，在步骤Ⅱ中加入硫铁合金，硫铁合金中的C含量≤0.5%，S含量为28-32%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；在步骤Ⅲ中加入石灰，石灰中CaO含量≥90%。
本发明的关键在于AOD氧化期加入硫铁合金，加入硫铁后继续吹氧脱碳，可以将硫铁中的C去除。其主要作用是：可以使用廉价的硫铁合金，硫收得率比较稳定，成品C含量满足钢种要求，防止硫铁在LF精炼过程加入时增碳。
本发明中，AOD是指氩氧脱碳炉，LF是指钢包精炼炉。
本发明中的百分含量是指质量含量。
本发明实现了氧化期加入FeS合金，不仅可以实现硫含量的稳定控制，还可以在氧化期脱除FeS合金中的碳，防止在精炼过程加入硫铁合金后使钢水中碳含量增加。
本发明的有益效果：
（1）现有技术中硫合金化主要集中在LF精炼工序，加入的硫合金主要采用低碳硫铁和硫线；本发明的合金化主要在AOD中完成，且使用廉价的高碳FeS，降低了钢种对硫铁合金种类的要求，降低了生产成本。
（2）AOD氧化期加入FeS合金，还原期采用碱度为0.6-12%的精炼渣系，硫收得率可达80%以上，钢中C含量≤0.15%。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
易切削代表钢中之一：TBPS
本实施案例的操作步骤为：
Ⅰ 电炉出钢
电炉冶炼的钢水，质量百分数比达到下述要求时出钢：
C：2.3%，Si：0.15%，Mn：0.09%，P：0.025%，S：0.018%，Cr：19.6%，N：0.013%，其它为不可避免的杂质元素和铁。出钢后钢水温度1545℃。
Ⅱ AOD吹炼
AOD吹氧脱碳，当钢液中C含量为0.95%，温度为1658℃，通过料槽加入硫铁合金11.5kg/t，其中硫铁合金中的硫含量为30%，AOD继续吹氧脱碳，该过程中加入锰铁合金13kg，当钢液中C含量为0.005%时，AOD进入还原期。
AOD还原前要取样分析钢中的碳含量，根据化验室分析结果确定。C含量根据钢种成分确定，有的钢种C含量要求低，有的钢种C含量要求较高。
Ⅲ AOD还原
AOD还原过程中加入石灰45kg/t和硅铁16.8kg/t，将炉渣碱度控制在0.8，还原时间12min，当钢液成分达到下述要求时出钢：
C：0.0087%，Si：0.35%，Mn：1.19%，P：0.025%，S：0.295%，Cr：19.5%，N：0.014%，其它为不可避免的杂质元素和铁。
本实施例硫收得率为85.2%。
实施例2：
易切削代表钢中之一：TY416
本实施案例的操作步骤为：
Ⅰ 电炉出钢
电炉冶炼的钢水，质量百分数比达到下述要求时出钢：
C：2.1%，Si：0.11%，Mn：0.06%，P：0.023%，S：0.032%，Cr：19.6%，N：0.013%，其它为不可避免的杂质元素和铁；出钢后钢水温度1512℃；
Ⅱ AOD吹炼
AOD吹氧脱碳，当钢液中C含量为 1.1 %，温度为1642℃，通过料槽加入硫铁合金9.5kg/t，其中硫铁合金硫含量为30%，AOD继续吹氧脱碳，该过程中加入锰铁合金12.5kg，当钢液中C 含量为0.12%时，AOD进入还原期。
Ⅲ AOD还原
AOD还原过程中加入石灰33kg/t和硅铁13.2kg/t，炉渣碱度为0.73，还原时间12min，当钢液成分达到下述要求时出钢：
C ：0.12%，Si：0.45%，Mn：1.15%，P：0.023%，S：0.24%，Cr：12.8%，N：0.016%，其它为不可避免的杂质元素和铁。
本实施例硫收得率为89.7%。

Claims (6)

1. 一种高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于包括以下步骤：Ⅰ电炉出钢；Ⅱ AOD吹炼；Ⅲ AOD还原；所述AOD吹炼过程中向钢液中加入硫铁合金，加入硫铁合金后继续进行吹氧脱碳。
2.根据权利要求1所述的高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于：所述的高硫易切削钢是指钢中硫含量≥0.15%的钢种。
3.根据权利要求1或2所述的高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
Ⅰ 电炉出钢
电炉冶炼的钢水，各元素的质量百分数达到下述要求时出钢：
C：2.0-2.5%，Si≤0.2%，Mn≤0.1%，P≤0.035%，S：0.005-0.05%，Cr：12 -20%，N≤0.020%，其它为Fe和不可避免的杂质元素；出钢后钢水温度为1500-1550℃；
Ⅱ AOD吹炼
AOD吹氧脱碳，当钢液中C≤1.2%，温度T≥1640℃，通过料槽加入硫铁合金，AOD继续吹氧脱碳，该过程中加入锰铁合金，当钢液中C≤0.15%时，AOD进入还原期；
Ⅲ AOD还原
AOD还原过程中加入石灰和硅铁，将炉渣碱度控制在0.6-1.2，还原时间≥10min，当钢液成分达到下述要求时出钢：
C≤15%，Si：0.2-0.6%，Mn：0.8-1.5%，P≤0.035%，S：0.15-0.4%，Cr：12-20%，N≤0.020%，其它为不可避免的杂质元素和铁。
4.根据权利要求3所述的高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于：在步骤Ⅱ AOD吹炼中，每t钢中加入硫铁合金6-20kg，硫铁合金中的C含量≤0.5%，S含量为28-32%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
5.根据权利要求3所述的高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于：在步骤Ⅱ AOD吹炼中，每t钢中加入锰铁合金12~25kg。
6.根据权利要求3所述的高硫易切削钢硫合金化的方法，其特征在于：在步骤Ⅲ中加入石灰的量为30~60kg/t，石灰中CaO含量≥90%，加入硅铁的量为12~20kg/t。
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