[发明专利]一种不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制方法，尤其是指不锈钢管坯用大规格、耐腐蚀钢圆钢的成分设计及其制造方法。

背景技术

不锈钢是以铬(Cr≥10.5％)为主要元素，耐气体、水、酸、碱、盐等介质腐蚀的钢种。按钢组织分类，不锈钢主要有：奥氏体不锈钢、体素体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

管坯是加工钢管的钢坯，主要有碳钢、低合金钢、不锈钢、高温合金、镍基耐蚀合金等，现有的不锈钢管坯的冶炼方法主要有连铸冶炼、模铸冶炼、感应冶炼和电渣冶炼，而后道的加工主要有：连铸坯直接轧制、模铸钢锭初轧开坯后轧制和模铸钢锭初轧或锻造开坯后锻制。

目前，我国不锈钢管坯多采用连铸坯直接轧制，典型的钢种为304、304L、304H、316、316L等，这种方法生产的优点是工艺简单、生产效率高、成材率较高、制造成本较低等等，但其受连铸坯规格和后道轧制变形小的限制，造成其成品规格(一般直径≤110mm)和压缩比(一般压缩比≤4)较小，无法满足大规格(例如直径>110mm)和高质量钢管(例如锅炉和高温压力容器等)的要求。

中国专利号CN201110442974.1公开了一种以高碳钢、高碳马氏体不锈钢、弹簧钢、轴承钢或高速钢等合金钢作为钢芯，以普通钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢作为本体，采用浇铸工艺复合钢锭，再通过精整、热轧一火成材。中国专利CN200810034230.4公开了一种对低磁高锰钢连铸坯加热、除鳞；将连铸坯进行热轧，成为低磁高锰钢板。

但是现有技术都没有公开如何用不锈钢模铸钢锭，设计一火成材大规格耐腐蚀钢圆钢的成分及具体生产工艺。本发明人旨在大量的生产实践中，通过大量的实验，得出优化的配方和参数，从而提供一种大规格(直径>110mm)、经济型(低成本)，高质量(低倍达到1组，各种指标优良)的不锈钢管坯一火成材轧制技术，满足不锈钢钢管生产的需要。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明针对目前不锈钢管坯生产中连铸轧制管坯规格较小以及模铸钢锭多火次轧制的缺点，提供了一种新的不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制大规格不锈钢管坯的方法。

本发明的目的是：在不增加冶炼成本的基础上解决不锈钢模铸钢锭多火次轧制的问题；目的是减少加热火次，提高生产效率和产能，尤其是减少了钢锭开坯加热从而降低了能源消耗和烧损，进一步降低了制造成本。本发明对于不锈钢管坯及轴类构件尤为有效，大大提高了生产效率，降低了生产能耗和废气排放。

此外，在大量的生产实践中，通过大量的实验，得出优化的配方和参数，包括：按照常规电弧炉熔炼、精炼工艺及给定的合金元素比例，采用模铸工艺生产钢锭；经过特定的初轧开坯和热连轧工艺直接成材。

从而生产得到的不锈钢管坯在前述优点的基础上，更是意料不到地得到非常高质量的成品，其各种指标优良，低倍更是达到1组，这超出了本领域技术人员的预期。

本发明开发一种钢锭一火成材轧制不锈钢圆钢，其特征在于钢的化学元素成分(重量％)是：碳：0.01～0.40，硅：0.20～0.60，锰：0.20～2.00，镍：0.10～14.00，铬：10.50～23.00，钼：0.00～3.50，铜：0.00～0.50，硫：0.00～0.45，磷：0.00～0.45，氮：0.0200～0.2000，硼：0.0001～0.0010，其余为Fe和不可避免杂质。

成分设计理由或原理：

碳：碳是稳定奥氏体的元素，同时碳在不锈钢中与Cr、Mn、Mo等元素形成碳化物固溶于铁素体中强化集体，使钢的强度和硬度大幅提高，但C过高则对韧性及晶间腐蚀不利，因此碳控制为0.01～0.40％可以在获得高强度的同时确保良好的韧性及耐腐蚀性。

锰：锰是奥氏体稳定化元素，拟制奥氏体的分解。同时，锰可以起到脱氧剂和脱硫剂的作用，可净化钢液，但过高会促使晶粒粗大，此外，在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大，因此控制为0.20～2.00％。

硅：硅是铁素体形成元素，对形成奥氏体有不良的影响，在奥氏体不锈钢中随着硅含量的提高，δ铁素体含量将增加，从而影响钢的性能。但硅固溶于铁素体和奥氏体中，有明显的强化作用。同时，硅和氧的亲和力仅次于铝和钛，而强于锰、铬、钒，是良好的还原剂和脱氧剂，可提高钢的致密度，但硅过高将显著降低钢的塑性和韧度，因此控制为0.20～0.60％可以保证良好的韧性及耐晶间腐蚀性能。