CN111647822A - 一种应用于环保厨房用钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于环保厨房用钢及其制备方法，其中，提高加热温度，缩短保温时间，实验室模拟试验结果显示，加热温度1200‑1250℃，保温时间30分钟，保证了合金元素充分的融入和低碳钢在轧制时有较好的塑性以及良好的板型，满足轧制工艺要求，精轧压缩比3以上，改善成品的金相组织和物理性能，提高产品质量。中、低温卷取，获得细小均匀的组织和合适的氧化铁皮结构。这种钢材制造成本比铝锅、不锈钢锅节省1.5～3.0倍，应用于大酒点炒锅上,可满足技术性能要求，可降低原材料制造成本，提高相关产业经济效益，促进了环保行业发展和科学技术进步。同时可以节省大量不锈钢材、铝材等，减轻有色金属冶金造成的环境污染和能耗。

Description

一种应用于环保厨房用钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢材制造领域，尤其涉及一种应用于环保厨房用钢及其制备方法。

背景技术

一般来说，现代家庭所用的炒锅，包括不粘锅、不锈钢锅、铝合金锅和铁锅等，铝合金锅在烧煮酸、碱性或较咸的食物时，锅具中的铝会溶出污染食物，对人体健康不利；不锈钢锅锅身较重，而且导热不均匀；不粘锅不能用铁铲、巩固物体刮擦，不能用钢丝球清洗，如涂层被破坏严重，不能再使用了。

以前，在制造炒锅时，所采用的镀锌、不锈钢原料，在通常情况下，成本是普通碳钢的2-3倍，在解决了炒锅实用性、均匀性的同时，炒锅制造成本上涨，生产利润降低，尤其在目前国内外市场竞争非常激烈，企业利润被大幅压缩，纷纷面临生存危机，亟需研究开发能满足环保厨房用钢实际生产制造和性能要求的替代材料，降低企业生产成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于环保厨房用钢及其制备方法。

本发明一方面提供了一种应用于环保厨房用钢，化学成分及质量百分比为：C：0.005-0.08％、Si：0.01-0.05％、Mn：0.10-0.40％、S：0.001-0.008％、 P：0.003-0.015％、Al：0.015-0.06％、Ni：0.001-0.10％、Cr：0.03-0.20％、 Ca：0.0005-0.0060％、N：0.0010-0.0060％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明另一方面提供了上述应用于环保厨房用钢的制备方法，包括如下步骤：

1)铁水预脱硫

采用重料废钢，要求扒净渣，入炉铁水S≤0.003％；

2)转炉炼钢

转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用高锰、硅铁；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010-0.055％控制；要求钢包N≤30ppm；

3)精炼工序

采用RH工序，对钢中气体含量严格控制，采用硅钙线钙处理，使夹杂物充分的球化，改善产品性能；

4)连铸工序

开浇前采用氩气吹扫中间包，全程进行保护浇注，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤4ppm；采用高碱度中包渣，有利于钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区；

5)加热炉部分

加热温度1200-1250℃，目标出炉温度1220-1250℃，控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板型提供基础；

6)轧制、卷取部分

荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥850；卷取温度：550-650，冷却模式采用第六组开冷，前段冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，优化调整机架间冷却水量的控制。

优选，所述步骤3)中，喂CaSi线450米。

进一步优选，所述步骤6)还包括F1、F2机后小除鳞的步骤。

应用于环保厨房用钢具有良好的抗氧化、抗剥落能力，其中合金元素起到了决定性作用，包括：

(1)增加氧化铁皮的黏附性；

(2)影响氧化铁皮物相结构和种类，阻碍锈层的生长；

(3)增加钢板的抗剥落能力；

(4)增加钢板的抗氧化性；

(5)合金元素及其化合物阻碍裂纹的产生和缺陷。

构成这种钢材的各化学元素成分含量范围和功能如下：

C：0.005-0.08％，C是提高钢的强度的元素，为使钢材强度达到相当于结构用碳钢的水平，需要含有0.005wt％以上的C含量，但若超过0.10wt％则对钢的抗剥落性能不利，同时也会影响钢的焊接性能、冷脆性能和冷冲压性能等，因此优选C含量在0.005-0.08％wt％的范围。

P：0.003-0.015wt％P在一般的钢中起到有害的作用，P含量高，容易在钢中引起冷脆倾向，钢中的P含量超过0.015wt％会使韧性大幅降低，因此优选P含量在0.003-0.015wt％之间。

Cr：0.03-0.20wt％。Cr能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，为了提高氧化铁皮的黏附性，在钢中添加了适量的Cr，另外，Cr提高钢的耐蚀性。本发明优选Cr含量在0.03-0.20wt％的范围。

Ni：0.001-0.10wt％。Ni是一种比较稳定的元素，加入Ni能提高钢材的机械强度，并使钢的自腐蚀电位向正方向变化，增加钢材的稳定性，钢中添加适量的Ni，也能够提高钢材表面氧化铁皮的黏附性，避免冷成形过程中发生铁皮脱落现象。本发明优选Ni含量为0.001-0.10wt％。

Si：0.01-0.05wt％。Si通常作为脱氧剂添加，可同时提高钢材的强度，Si 含量低，能够提高钢材的冷弯成形性，提高钢材的韧性，因此优选Si含量为 0.01-0.05wt％。

Ca：0.0005-0.0060wt％。微量Ca加入钢中，可以改善钢中夹杂物的形态，避免长条状夹杂物对钢材的有害作用，钢中加入微量Ca，可以形成CaO和 CaS溶解于钢表面薄电解液膜中，使腐蚀界面的碱性增大，降低其侵蚀性，促进锈层转化为致密、保护性好的保护性覆膜。本发明添加Ca优选含量为 0.0005-0.0060wt％。

Mn：0.10-0.40wt％。Mn能够提高钢材的强度，是钢中必不可少的元素之一，在一定程度上还提高钢材的耐腐蚀性，Mn用量过多会降低钢材的韧性和焊接性能，因此含量优选为0.10-0.40wt％。

S：0.001-0.008wt％S含量高容易在钢中起热脆性作用，在一般钢中起到有害作用，其含量被控制在0.001-0.008wt％。

Al：0.015-0.060wt％。Al是钢中作为脱氧剂添加的元素，往钢水中加入一定量的铝，铝和氧在高温情况下，反应生成三氧化二铝，以残渣的形式漂浮在钢水的表面，然后剔除残渣来控制钢水中的含氧量，对于减少钢中的杂质，改善钢的品质，起着重要的作用。优选含量范围为0.015-0.060wt％。

N：0.0010-0.0060Wt％。在冶炼中，加入N有利于脱去钢材冶炼产生的有害气体杂质及机械杂质，改善钢的性能，提高钢的质量，如果N含量过高会影响钢材的冲击韧性，另外还容易引起失效硬化。所以优选N含量为 0.0010-0.0060Wt％。

余量由Fe和其他杂质组成。

本发明的有益效果如下：

(1)在化学成分设计上，所添加的合金含量较低，钢质纯净，在保证优异性能的基础上，节约成本。

(2)钢板表面的抗氧化铁皮剥落性能，达到用户使用要求。

(3)力学性能上，各项异性小，各项指标达到要求，且断后伸长率富余量较大。

(4)在氧化铁皮结构控制上，本工艺采用合理的较高的加热温度、适当的终轧温度、中温卷取温度等措施来保证，且板形优良。

(5)通过本工艺生产的炒锅专用钢，以优异的性能和良好的氧化铁皮结构、板型，完全满足用户的使用需求。

(6)使用本技术生产的炒锅专用钢，降低了企业的成本，体现出较高的成品质量和成品率，具有很好的经济效益。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施方案提供了一种应用于环保厨房用钢，化学成分及质量百分比为： C：0.005-0.08％、Si：0.01-0.05％、Mn：0.10-0.40％、S：0.001-0.008％、 P：0.003-0.015％、Al：0.015-0.06％、Ni：0.001-0.10％、Cr：0.03-0.20％、Ca：0.0005-0.0060％、N：0.0010-0.0060％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明还提供了上述应用于环保厨房用钢的制备方法，包括如下步骤：

1)铁水预脱硫

采用重料废钢，要求扒净渣，入炉铁水S≤0.003％；

2)转炉炼钢

转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用高锰、硅铁；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010-0.055％控制，要求钢包N≤30ppm；

3)精炼工序

采用RH工序，对钢中气体含量严格控制，采用硅钙线钙处理，喂CaSi 线450米，使夹杂物充分的球化，改善产品性能；

4)连铸工序

开浇前采用氩气吹扫中间包，全程进行保护浇注，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤4ppm；采用高碱度中包渣，有利于钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区；

5)加热炉部分

加热温度1200-1250℃，目标出炉温度1220-1250℃，控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板型提供基础；

6)轧制、卷取部分

荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥850；卷取温度：550-650，冷却模式采用第六组开冷，前段冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞，优化调整机架间冷却水量的控制。

下面对利用上述实施例提供的方法制得的钢和其他工艺所制得的钢进行性能测试，结果如表1所示：

表1性能测试结果

牌号	屈服强度R<sub>t0.5</sub>	抗拉强度R<sub>m</sub>	伸长率％A<sub>50</sub>
				N400MS	≤260	≤360	≥26
本工艺	230	320	42
				其他工艺	331	425	32

结论：从实施例和比较例的实验结果来看，本申请提供的应用于环保厨房用钢，本工艺产品在保证强度符合标准且有充分富余量的情况下，具有更好的韧塑性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (4)

1.一种应用于环保厨房用钢，其特征在于，化学成分及质量百分比为：C：0.005-0.08％、Si：0.01-0.05％、Mn：0.10-0.40％、S：0.001-0.008％、P：0.003-0.015％、Al：0.015-0.06％、Ni：0.001-0.10％、Cr：0.03-0.20％、Ca：0.0005-0.0060％、N：0.0010-0.0060％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

2.权利要求1所述的一种应用于环保厨房用钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)铁水预脱硫

采用重料废钢，要求扒净渣，入炉铁水S≤0.003％；

2)转炉炼钢

转炉拉碳一次命中、避免点吹；出钢采用高锰、硅铁；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.010-0.055％控制；要求钢包N≤30ppm；

3)精炼工序

采用RH工序，对钢中气体含量严格控制，采用硅钙线钙处理，使夹杂物充分的球化，改善产品性能；

4)连铸工序

开浇前采用氩气吹扫中间包，全程进行保护浇注，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤4ppm；采用高碱度中包渣，有利于钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于25℃。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区；

5)加热炉部分

加热温度1200-1250℃，目标出炉温度1220-1250℃，控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板型提供基础；

6)轧制、卷取部分

荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥850；卷取温度：550-650，冷却模式采用第六组开冷，前段冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，优化调整机架间冷却水量的控制。

3.根据权利要求2所述的一种应用于环保厨房用钢其特征在于，所述步骤3)中，喂CaSi线450米。

4.根据权利要求2所述的一种应用于环保厨房用钢，其特征在于，所述步骤6)还包括F1、F2机后小除鳞的步骤。