CN115074606A - 一种马氏体不锈钢的高效生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种马氏体不锈钢的高效生产方法，包括：铁水预处理、感应炉熔化废钢和铬铁、混兑、AOD转炉、LF精炼和连铸。本发明在感应炉和AOD转炉最大程度加入了400系列废钢，保证了废钢的循环利用，同时，本发明采用中频炉熔化铬铁，提高了AOD的入炉温度，减少了AOD冶炼过程铬铁的加入量，为AOD脱碳保证了非常好的热力学条件，降低了硅铁消耗，减少了AOD冶炼过程的渣量，另外，本发明AOD转炉冶炼热力学条件好，冶炼周期短，避免了过氧化现象发生。

Description

一种马氏体不锈钢的高效生产方法
技术领域
本发明属于矿业冶炼技术领域，涉及一种马氏体不锈钢的高效生产方法。
背景技术
马氏体不锈钢是一类通过热处理对其性能调整的不锈钢。由于具有高的强度和硬度，广泛应用于刀具、剃须刀、刹车片、模具等领域。针对马氏体不锈钢的冶炼，国内部分专利公开了一些方法如下：
中国专利CN200810236260.3公开了一种高碳高铬马氏体不锈钢材料的冶炼方法，用中频感应加热炉加热原料，将原料融化为液态，得到的液态原料转入精练炉，使用至少一根电极对其进行加热，液态原料表层形成造渣；
中国专利CN201210251450.9公开了一种控氮马氏体不锈钢全铁水冶炼方法，该冶炼方法依次包括高炉铁水脱硅、脱磷预处理、AOD氩氧脱碳炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯修磨和轧制步骤，实现AOD转炉全铁水冶炼控氮马氏体钢，从而减少电炉生产环节，提高生产效率，并通过降低电炉电耗降低生产成本；
中国专利CN201310647959.X公开了一种马氏体不锈钢冶炼方法，采用电弧炉+氩氧炉冶炼的方式，比通常方法冶炼降低了产品的碳和磷元素含量，提高产品质量；
中国专利CN201711219003.4公开了一种高氮马氏体不锈钢的冶炼方法，本发明采用氩氧脱碳炉(AOD)+钢包精炼炉(LF)的工艺控制钢液中的氮含量；
上述发明专利中部分采用电炉（中频炉）+LF精炼炉的方式，存在的主要问题是对原料成分要求高，产品钢水纯净度不能满足高端客户要求，部分采用全铁水冶炼，存在AOD冶炼周期长，渣量大，废钢不能有效利用的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种马氏体不锈钢的高效生产方法，解决了利用电炉和LF精炼炉冶炼的过程中钢水纯净度不能满足高端客户要求的问题，也解决了全铁水冶炼，AOD冶炼周期长、渣量大、废钢不能有效使用的问题。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种马氏体不锈钢的高效生产方法，包括如下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P≤0.010%，铁水温度≥1330℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：采用铬铁16吨、400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度≥1540℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐，混兑后铁水成分为：C：3.5~3.9％，Si：0.20-0.50％，Mn：≥0.10%，P≤0.015%，S：≤0.07，Cr≥10.0%，混兑后铁水重量为100-105吨，温度≥1400℃；
（4）AOD转炉内依次进行脱碳、还原和脱硫；
其中，在脱碳阶段，加入铬铁60-70kg/t钢和400系列废钢，废钢加入量为30-80kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为50-90kg/t钢，萤石加入总量为10-20kg/t钢；
在还原阶段，采用硅铁还原，硅铁加入量为10-18kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为20-40kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为1.0-2.5；
（5）LF精炼：将步骤（4）处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，根据中包温度调整钢水温度后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：步骤（5）精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，其中，中包温度1500-1540℃，浇铸拉速0.70-1.2m/min。
进一步地，所述步骤（4）中AOD处理后钢水成分为C：0.08~0.70％，Si：0.40-0.80％，Mn：0.50-0.90%，P≤0.020%，S：≤0.002%，Cr：13.0~13.9％，N：≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明的有益效果在于：
1.本发明感应炉和AOD转炉最大程度加入了400系列废钢，保证了废钢的循环利用，是一种低碳绿色的冶炼工艺；
2.本发明采用中频炉熔化铬铁，提高了AOD的入炉温度，减少了AOD冶炼过程铬铁的加入量，为AOD脱碳保证了非常好的热力学条件，降低了硅铁消耗，减少了AOD冶炼过程的渣量，是一种低成本的冶炼工艺；
3.本发明AOD转炉冶炼热力学条件好，冶炼周期短，避免了过氧化现象发生，是一种高纯净度的冶炼工艺；
4.本发明LF采用钙线进行钙处理，使硅铁脱氧形成的氧化铝夹杂物充分变性，进一步提高了钢水纯净度，满足高端客户要求；
5.本发明针对马氏体不锈钢的特性，连铸采用低高热度和低拉速的工艺，避免了纵裂缺陷的发生。
附图说明
图1为实施例1的钢种夹杂物金相图；
图2为实施例2的钢种夹杂物金相图；
图3为实施例3的钢种夹杂物金相图；
图4为实施例4的钢种夹杂物金相图。
具体实施方式
下面结合附图与实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
实施例1
一种马氏体不锈钢的高效生产方法，生产钢种为20Cr13，包括以下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P：0.010%，铁水温度为1330℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：其中，铬铁16吨，400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度为1540℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐，混兑后铁水成分为C：3.9％、Si：0.50％、Mn：0.10%、P：0.015%、S：0.07%、Cr ：10.0%，其余为Fe和不可避免的杂质，混兑后铁水重量为100吨，温度为1400℃；
（4）AOD转炉：依次进行脱碳、还原和脱硫；
在脱碳阶段，加入铬铁和400系列废钢，铬铁加入量为70kg/t钢，废钢加入量为50kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为90kg/t钢，萤石加入总量为20kg/t钢；
在还原阶段，采用硅铁还原，硅铁加入量为18kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为28kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为2.0；
AOD处理后钢水成分为C：0.18％、Si：0.40％、Mn：0.50%、P：0.020%、S：0.002%、Cr：13.4％，N：0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（5）LF精炼：将AOD处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，将钢水成分及温度控制到范围后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：将LF精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，中包温度1525℃，浇铸拉速1.00m/min，如图1所示，本实施例成品夹杂物评级为B类：0.5级、C类≤1级。
实施例2
一种马氏体不锈钢高效生产方法，生产钢种为30Cr13，包括以下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P：0.007%，铁水温度为1355℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：其中，铬铁16吨，400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度为1583℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐，混兑后铁水成分为：C：3.5％，Si：0.20％，Mn：0.12%，P：0.012%，S：0.06%，Cr ：11.8%，其余为Fe和不可避免的杂质，混兑后铁水重量为105吨，温度为1430℃；
（4）AOD转炉：依次进行脱碳、还原和脱硫；
在脱碳阶段，加入铬铁和400系列废钢，铬铁加入量为60kg/吨钢，废钢加入量为80kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为80kg/t钢，萤石加入总量为15kg/t钢；
在还原阶段，采用硅铁还原，硅铁加入量为16kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为30kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为2.5；
AOD处理后钢水成分为C：0.30％、Si：0.47％、Mn：0.56%、P：0.015%、S：0.0012%、Cr：13.8％、N：0.028%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（5）LF精炼：将AOD处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，将钢水成分及温度控制到范围后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：将LF精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，中包温度1520℃，浇铸拉速1.1m/min，如图2所示，本实施例成品夹杂物评级为：B类0.5级、C类≤1级。
实施例3
一种马氏体不锈钢高效生产方法，生产钢种为40Cr13，包括以下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P：0.008%、铁水温度为1343℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：其中，铬铁16吨，400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度为1576℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐。混兑后铁水成分为C：3.7％、Si：0.34％、Mn：0.11%、P：0.013%、S：0.04%、Cr ：10.7%，其余为Fe和不可避免的杂质，混兑后铁水重量为102吨，温度为1416℃；
（4）AOD转炉：依次进行脱碳、还原和脱硫；
在脱碳阶段，加入铬铁和400系列废钢，铬铁加入量为65kg/t钢，废钢加入量为60kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为82kg/t钢，萤石加入总量为18kg/t钢；
在还原阶段，采用硅铁还原，硅铁加入量为17kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为27kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为2.4；
AOD处理后钢水成分为C：0.42％、Si：0.50％、Mn：0.60%、P：0.018%、S：0.0010%、Cr：13.5％、N：0.027%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（4）LF精炼：将AOD处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，将钢水成分及温度控制到范围后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：将LF精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，中包温度1510℃，浇铸拉速1.1m/min，如图3所示，本实施例成品夹杂物评级为：B类0.5级、C类≤1级。
实施例4
一种马氏体不锈钢高效生产方法，生产钢种为6Cr13，包括以下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P：0.008%、铁水温度为1340℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：其中，铬铁16吨，400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度为1575℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐，混兑后铁水成分为C：3.7％、Si：0.34％、Mn：0.11%、P：0.013%、S：0.04%、Cr ：10.7%，其余为Fe和不可避免的杂质，混兑后铁水重量为102吨，温度为1413℃；
（4）AOD转炉：依次进行脱碳、还原和脱硫：
在脱碳阶段，加入铬铁和400系列废钢，铬铁加入量为68kg/t钢，废钢加入量为66kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为80kg/t钢，萤石加入总量为18kg/t钢；
在还原阶段，打采用硅铁还原，硅铁加入量为15kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为30kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为2.2；
AOD处理后钢水成分为C：0.68％、Si：0.50％、Mn：0.70%、P：0.018%、S：0.0010%、Cr：13.4％、N：0.027%，其余为Fe和不可避免的杂质；
（5）LF精炼：将AOD处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，将钢水成分及温度控制到范围后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：将LF精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，中包温度1500℃，浇铸拉速1.0m/min，如图4所示，本实施例成品夹杂物评级为：对成品夹杂物评级：B类0.5级、C类≤1级。

Claims (2)

1.一种马氏体不锈钢的高效生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）铁水预处理：对高炉铁水进行脱磷处理，处理后将铁水罐中的炉渣扒除干净，处理后铁水P≤0.010%，铁水温度≥1330℃；
（2）感应炉熔化废钢和铬铁：采用铬铁16吨、400系列废钢20吨，感应炉处理后钢水温度≥1540℃；
（3）混兑：将感应炉熔化后的钢水兑入铁水罐，混兑后铁水成分为：C：3.5~3.9％，Si：0.20-0.50％，Mn：≥0.10%，P≤0.015%，S：≤0.07，Cr≥10.0%，混兑后铁水重量为100-105吨，温度≥1400℃；
（4）AOD转炉内依次进行脱碳、还原和脱硫；
其中，在脱碳阶段，加入铬铁60-70kg/t钢和400系列废钢，废钢加入量为30-80kg/t钢，石灰和萤石分批加入，石灰加入总量为50-90kg/t钢，萤石加入总量为10-20kg/t钢；
在还原阶段，采用硅铁还原，硅铁加入量为10-18kg/t钢，还原后倒渣，倒渣后带渣量为20-40kg/t钢；
在脱硫阶段，炉渣碱度为1.0-2.5；
（5）LF精炼：将步骤（4）处理后的钢水吊运到LF进行精炼处理，根据中包温度调整钢水温度后，喂入50m钙线，然后弱吹30分钟上台浇铸；
（6）连铸：步骤（5）精炼后的钢水吊运到连铸平台浇铸，得到马氏体不锈钢板坯，其中，中包温度1500-1540℃，浇铸拉速0.70-1.2m/min。
2.根据权利要求1所述的一种马氏体不锈钢的高效生产方法，其特征在于，所述步骤（4）中AOD处理后钢水成分为C：0.08~0.70％，Si：0.40-0.80％，Mn：0.50-0.90%，P≤0.020%，S：≤0.002%，Cr：13.0~13.9％，N：≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。
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