本發(fā)明涉及一種不銹鋼及其煉制方法，尤其是一種焊接用鐵素體不銹鋼及其煉制方法。

背景技術：

目前，國內(nèi)鍍鋅絲和鋅鋁合金絲使用量很大，主要用于公路、鐵路防護網(wǎng)以及用于水利工程的石籠網(wǎng)，該產(chǎn)品主要是普通低碳鋼拉拔后進行表面熱鍍，使其具有一定耐蝕性，但電鍍過程中不但會排放出大量有害人類健康的“三廢”產(chǎn)物，而ie對環(huán)境也會產(chǎn)生嚴重危害。

不銹鋼本身具有良好的耐蝕性能，同時低碳鐵素體不銹鋼拉拔成細絲后具備一定的柔韌性(或通過退火，使其具備更佳的力學性能)；因此，具有良好焊接性能的鐵素體不銹鋼能夠代鍍鋅絲、鋅鋁合金絲等需焊接使用的絲網(wǎng)產(chǎn)品。鐵素體不銹鋼從母材到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程不需要進行電鍍，因此會大大減少對環(huán)境的污染。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種焊接性、耐蝕性好的焊接用鐵素體不銹鋼；本發(fā)明還提供了一種焊接用鐵素體不銹鋼的煉制方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的化學成分的質(zhì)量百分含量為：c＜0.03%、si＜1.0%、mn＜1.5%、p＜0.03%、s＜0.01%、cr11.00～12.50%、mo＜0.6%、ni＜1.1%、n＜0.025%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，化學成分的質(zhì)量百分含量為：c＜0.03%、si0.3%～0.4%、mn0.7%～0.9%、p＜0.03%、s＜0.01%、cr11.50～12.50%、mo0.2%～0.3%、0.9%≤ni＜1.1%、n＜0.025%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明方法包括aod爐冶煉、lf爐精煉和cc連鑄過程；所述不銹鋼化學成分的質(zhì)量百分含量如上所述。

本發(fā)明方法所述aod爐冶煉過程中側槍各階段氣體分配為：脫碳1階段o222～24nm³/噸鋼、n22.0～2.5nm³/噸鋼；脫碳2階段o238～40nm³/噸鋼、ar24.7～5.2nm³/噸鋼；脫碳3階段o21.6～2.1nm³/噸鋼、ar21.6～2.1nm³/噸鋼；脫碳4階段o20.85～1.05nm³/噸鋼、ar22.5～2.8nm³/噸鋼；脫碳5階段o21.4～1.6nm³/噸鋼、ar25.4～5.7nm³/噸鋼；脫碳6階段o21.6～1.8nm³/噸鋼、ar26.8～7.1nm³/噸鋼；脫碳7階段o20.9～1.1nm³/噸鋼、ar27.1～7.3nm³/噸鋼；還原期階段ar26.5～6.7nm³/噸鋼；

所述連鑄過程：首爐中包溫度控制在1540～1555℃，拉速為1.05～1.15m/min；非首爐中包溫度控制在1535～1550℃，拉速控制1.05～1.15m/min；二冷階段采用中弱強度冷卻，所述中弱強度冷卻為二冷階段一區(qū)每流水量控制在180～200l/min，二區(qū)每流水量控制在150～180l/min，三區(qū)每流水量控制在100～120l/min。

本發(fā)明方法所述aod爐冶煉過程采用的脫磷鐵水的溫度＞1250℃，其中主要成分的質(zhì)量百分含量為：c≥3.0%，si≤0.02%，p≤0.03%。

本發(fā)明方法所述aod爐冶煉過程中頂槍氧氣壓力為6～17bar，提槍前吹氧量為60～62m³/噸鋼。

本發(fā)明方法所述aod爐冶煉過程中分別加入鉻鐵、鉬鐵、電解錳和鎳板進行合金化；合金化后脫碳保鉻，還原期加硅鐵進行氧化鉻還原。

本發(fā)明方法所述lf爐精煉過程中，澆鑄前底吹氬氣時間＞12min，上機澆注溫度1620～1640℃。

本發(fā)明方法所述連鑄過程中，鋼坯矯直后進行緩冷。

本發(fā)明方法的原理是：含有較低磷含量的脫磷鐵水，通過aod精煉爐各吹煉階段混合氣體比例的合理設定，進行最大限度的脫碳保鉻及升溫處理，同時加入較穩(wěn)定元素進行鋼水合金化，還原期加入一定量硅鐵進行渣中cr2o3還原，進一步提高合金收得率，lf爐冶煉過程通過合金元素微調(diào)以及溫度控制，為后續(xù)澆鑄鋼坯做好準備，連鑄過程中因該鋼種高溫時為“鐵素體+奧氏體”雙向組織，故二冷階段需采用弱冷操作，以減輕鋼坯內(nèi)應力，同時鋼坯通過矯直段后需進行緩冷。

采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過優(yōu)化鐵素體不銹鋼成品成分，使其在焊接溫度下存在一定比例的奧氏體，阻止鐵素體晶粒的急劇長大，同時提高鋼中鎳、鉬含量，改善材料焊接性和耐蝕性。

本發(fā)明方法改善了鐵素體不銹鋼的焊接和耐蝕性能，可在更加惡劣的環(huán)境中使用，課極大提高產(chǎn)品的使用周期，減少頻繁加工對環(huán)境的污染；所得產(chǎn)品具有良好的焊接性和耐蝕性能，可用于替代鍍鋅絲、鋅鋁合金絲等需焊接使用的絲網(wǎng)產(chǎn)品；能有效地減少生產(chǎn)加工過程中的污染。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明鋼坯的組織圖；

圖2是本發(fā)明熱軋線材的組織圖；

圖3是本發(fā)明產(chǎn)品的焊接組織圖；

圖4是本發(fā)明產(chǎn)品的蝕性對比圖。

具體實施方式

實施例1－6：本焊接用鐵素體不銹鋼的煉制方法的工藝流程為：脫磷鐵水—aod爐冶煉—lf爐精煉—cc連鑄—軋制，后經(jīng)退火酸洗即可使用；各工藝過程如下所述：

（1）脫磷鐵水：脫磷鐵水中主要成分（wt）需滿足：c≥3.0%，si≤0.02%，p≤0.03%，鐵水溫度＞1250℃。各實施例中脫磷鐵水的主要成分含量見表1。

表1：各實施例中脫磷鐵水的主要成分含量

（2）aod爐冶煉過程：脫磷鐵水按40～50噸裝入量計算，出鋼量按57～60噸計算，頂槍氧氣壓力范圍為6～17bar，提槍前吹氧量60～62m³/噸鋼，側槍氧氣、氬氣壓力范圍為3～19bar，側槍各階段氣體分配為：脫碳1階段o222～24nm³/噸鋼、n22.0～2.5nm³/噸鋼；脫碳2階段o238～40nm³/噸鋼、ar24.7～5.2nm³/噸鋼；脫碳3階段o21.6～2.1nm³/噸鋼、ar21.6～2.1nm³/噸鋼；脫碳4階段o20.85～1.05nm³/噸鋼、ar22.5～2.8nm³/噸鋼；脫碳5階段o21.4～1.6nm³/噸鋼、ar25.4～5.7nm³/噸鋼；脫碳6階段o21.6～1.8nm³/噸鋼、ar26.8～7.1nm³/噸鋼；脫碳7階段o20.9～1.1nm³/噸鋼、ar27.1～7.3nm³/噸鋼；還原期階段ar26.5～6.7nm³/噸鋼。各實施例中側槍各階段的具體氣體分配見表2。

表2：各實施例中側槍各階段的具體氣體分配（nm³/噸鋼）

冶煉過程中，分別加入鉻鐵、鉬鐵、鎳板等合金進行合金化，其中鉻鐵加入量為250～260kg/噸鋼（鉻吸收率約95.5%），鉬鐵加入量約3.8～4.0kg/噸鋼（鉬吸收率約98%），電解錳加入量約7.7～7.9kg/噸鋼（錳綜合吸收率約85%），鎳板加入量約9.7～9.9kg/噸鋼（鎳吸收率約為98%），鋼渣堿度范圍為2.0～2.2，合金化后進行脫碳保鉻，還原期加硅鐵進行氧化鉻還原，出鋼成分要求為（wt）：c≤0.02%，si0.3%～0.4%，mn0.6%～0.8%，p≤0.03%，s≤0.01%，cr10.5%～11.5%，0.9%≤ni＜1.1%，mo≤0.6%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。各實施例中合金化金屬加入量見表3。

表3：各實施例中合金化金屬加入量（kg/噸鋼）

（2）lf爐精煉過程：將aod鋼水兌入lf爐中，加入低碳鉻鐵、電解錳、鎳板和鉬鐵等合金進行成分微調(diào)，上機澆鑄前，底吹氬氣時間應≥12min，使鋼中夾雜物充分上浮，上機澆注溫度1620～1640℃，成品成分的質(zhì)量百分含量為：c＜0.03%、si＜1.0%、mn＜1.5%、p＜0.03%、s＜0.01%、cr11.00～12.50%、mo＜0.6%、ni＜1.1%、n＜0.025%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選成分的質(zhì)量百分含量為：c＜0.03%、si0.3%～0.4%、mn0.7%～0.9%、p＜0.03%、s＜0.01%、cr11.50～12.50%、mo0.2%～0.3%、0.9%≤ni＜1.1%、n＜0.025%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。各實施例lf爐精煉出鋼的成分含量見表4。

表4：各實施例lf爐精煉出鋼的成分含量（wt%）

（3）cc連鑄過程：鋼種液相線溫度為1504℃；首爐中包溫度控制范圍為1540～1555℃，拉速控制1.05～1.15m/min；非首爐中報溫度控制范圍為1535～1550℃，拉速控制1.05～1.15m/min；結晶器水量1500～1600l/min；結晶器電磁攪拌電流370a；結晶器電磁攪拌頻率4.0hz；二冷階段采用中弱強度冷卻，鋼坯矯直后需緩冷；所述緩冷工藝：采用廂式加熱爐進行退火，開啟加熱爐最大升溫能力，將爐內(nèi)溫度升至500℃，將連鑄坯放入加熱爐中，保溫1h后，停止保溫，將爐門開啟5cm，當溫度降至400℃時將爐門開啟至15cm，當溫度降至250℃時將爐門全部開啟，當溫度降至100℃以下時，將加熱爐臺車開出空冷至室溫，結束緩冷。各實施例中cc連鑄的具體工藝見表5。

表5：各實施例中cc連鑄的具體工藝

圖1是實施例1所得鋼坯的組織圖；圖2是實施例1所得熱軋線材的組織圖；圖3是實施例1所得產(chǎn)品的焊接組織圖；圖4是實施例1所得產(chǎn)品的蝕性對比圖，其中左數(shù)前三個為常規(guī)工藝所得0cr13c鋼絲，最后一個為實施例1所得0cr13ni鋼絲。由圖1－4可見，該鋼種鑄坯低倍樣正常，未發(fā)現(xiàn)晶粒間矯直裂紋，說明整個連鑄生產(chǎn)過程應力控制良好。線材退火后組織均勻，常溫下為“鐵素體+碳化物”，具有良好的力學性能，滿足客戶后續(xù)拉拔精線生產(chǎn)。焊接區(qū)域不存在明顯焊縫，同時晶粒大小和高溫熱影響區(qū)面積較常規(guī)0cr13c(低錳)鋼種明顯減小。腐蝕性實驗設備為：煙霧試驗機(5%nacl霧化鹽水)，處理時間200h，左側三樣品為0cr13c鋼種、最右側樣品為實施例中0cr13ni鋼種，對比可看出相同處理條件下，0cr13c樣品表面生銹現(xiàn)象嚴重，0cr13ni樣品表面幾乎未生銹，說明該成分鋼種耐蝕性良好。