[发明专利]一种铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法，该方法采用50～150吨全废钢电炉→LF精炼→连铸工艺，电炉冶炼终点出钢控制钢水中C元素质量百分比为0.02％‑0.08％；钢水温度为1620～1650℃，出钢采用铝沉淀脱氧；LF精炼调整C、Si、Mn、P、S、Pb元素含量在控制范围内并向钢液中喂入铝线，确保1570～1580℃时，钢水氧活度达到10～30ppm；钢水中加入低碳钢铁皮包裹的工业纯碲块，同时钢包底吹氩气；LF精炼成分调整达标后，钢包软吹氩搅拌；最后采用小方坯连铸机进行连续铸钢。本发明开发了铅碲硫复合易切削钢的冶炼新方法，可实现Pb收得率75％以上，Te收得率68％以上，刀具磨损程度降低20％以上，加工后产品表面粗糙度提高10％以上。

技术领域

本发明涉及一种铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法，属于冶金技术领域。

背景技术

现代化工业不断向自动化、高速化和精密化的加工方向发展，金属材料的切削速度已提高到100m/min以上，最高达300m/min。机加工成本是制造业零部件制造成本的重要组成部分(甚至达到零部件制造成本40-60％)，这对钢材的切削加工性能提出了更高的要求。

易切削钢，是通过加入一种或多种易切削元素(如硫、磷、铅、钙、硒、碲等)，使其切削性能得到显著提高的钢材。目前全世界每年消耗易切削钢超过400万吨，市场需求量巨大。近年来日本先后开发了“超级易切削钢”，成分体系分为Pb-Te-S及Bi-Te-S，尤其是低碳的Pb-Te-S系超级易切削钢，在环保可控范围内，是目前切削性能最优良的钢铁产品。然而该成分体系中Pb元素的偏析控制、Te元素的合金化稳定控制、轧制顺行等成为制约其工业化生产的主要技术瓶颈。尤其是Te锭属于贵重合金，价格昂贵，做成包芯线有一定损失，熔点、沸点低，喂线易挥发，收得率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法，其冶炼过程通过控制电炉终点脱氧以及Te合金化时机与方式，实现稳定的工业化生产，Te收得率68％以上，从而克服上述现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法，采用50～150吨全废钢电炉→LF精炼→连铸工艺冶炼铅碲硫复合易切削钢，按照如下工艺步骤：

(1)全废钢电炉冶炼，终点出钢控制钢水中C元素质量百分比为0.02％-0.08％；钢水温度T为1620～1650℃，出钢时采用铝沉淀脱氧，确保精炼到站时钢水氧活度降到20ppm以下；

(2)LF精炼，向钢水中加入锰铁、硫铁，调整C、Si、Mn、P、S、Pb元素含量在控制范围内，并向钢液中喂入铝线，确保1570～1580℃时，钢水氧活度达到10～30ppm；

(3)向钢水中加入低碳钢铁皮包裹的工业纯碲块，并同时匹配钢包底吹氩气强度为0.30MPa～0.50MPa，吹氩持续时间为2～4min；

(4)LF精炼成分调整达标后，钢包软吹氩搅拌，氩气流量为30～100NL/min，保持时间大于10min；

(5)按照常规工艺，采用小方坯连铸机进行连续铸钢。

作为一种优选，上述的铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法中，所述的铅碲硫复合易切削钢按质量百分比计成份为：C：0.04～0.10％、Mn：0.80～1.50％、S：0.25～0.40％、Si：≤0.05％、Te：0.01～0.02％、Pb：0.25～0.30％、T[O]：0.0010～0.0250％，其余部分为Fe及杂质。

作为一种优选，前述的铅碲硫复合易切削钢的冶炼方法中，步骤(2)中LF精炼过程，渣面加入碳化硅间接脱氧，精炼炉渣二元碱度R为3-4。