[发明专利]一种食品加工用不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种食品加工用不锈钢的制备方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，不锈钢制品越来越多地受到人们的青睐。其中奥氏体不锈钢因其良好的耐蚀性、漂亮的外观及易加工成型性等良好的性能，广泛用于五金制品及建筑装饰等行业，建筑的结构件及玻璃幕墙不锈钢连接件。

在奥氏体不锈钢中，较为典型的钢种有304、304L、316、316L等，304系列不锈钢广泛应用于家庭用品、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业及船舶部件等领域；316系列则广泛应用在海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母等领域。该系列钢种的突出特点是有良好的综合性能，但由于其中稀缺金属镍含量较高，都达到8％以上，随着镍资源的日益紧缺，不锈钢成本和价格大幅增加是必然趋势，而无论是钢厂还是不锈钢用户历来都十分注重经济效益，因此，开发节镍型奥氏体不锈钢，具有重大的经济价值和重要的社会意义。

目前，节镍型奥氏体不锈钢以形成奥氏体的C、Mn、N、Cu等元素来部份取代稀缺金属镍。如中国发明专利授权公开号(CN 1772942A)节镍型奥氏体含稀土不锈钢及其制备方法，其化学成份(Wt％)为：C≤0.08，Si：0.3～0.8，Mn：5.0～8.5，S≤0.05，P≤0.04，Ni：3.0～5.5，Cr：14～19，Cu：1.0～4.0，N≤0.20，[O]总≤0.005，Re：0.05～0.30。中国发明专利授权公开号(CN100432262C)含稀土金属的双相不锈钢合金材料及其制备方法，其化学成份(Wt％)为：C：0.01～0.02，Mn：8～12，Ni：1.0～2.0，Cr：24～26，Mo：3.5～4.5，N：0.3～0.45，稀土Ce或Y：0.05～0.20。该类节镍型不锈钢均具有较高的锰含量，而高锰含量又削弱了钢的抗腐蚀能力，降低了焊接性能，使不锈钢性能下降，实际使中受到很大的限制，尤其是在要求高耐蚀性的食品加工行业。

发明内容

本发明的目的在于提出一种食品加工用不锈钢的制备方法，该不锈钢适量降低Ni和Mn含量，降低成本，同时保持良好的耐腐蚀性能和焊接性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种食品加工用不锈钢的制备方法，该不锈钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.02-0.04，Mn：1.3-1.5，Si：2.2-2.4，S：≤0.015，P：≤0.010，Ni：6.5-7.5，Cr：13.0-14.0，Mo：1.2-1.4，N：0.10-0.30，Al：0.10-0.20，Cu：0.2-0.4，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）将不同低品位的镍铬生铁兑入电炉，进行吹炼，脱硅、脱碳后得到不锈钢母液；使用高碳铬铁把电炉的不锈钢母液中的Ni配到位；

2）将步骤1）的不锈钢母液加入在AOD炉中，保持入炉前不锈钢母液的温度为1580-1600℃，在AOD炉中吹氧冶炼成粗品奥氏体不锈钢；

3）加入石灰脱碳吹氧，将碳含量调整到成品要求的水平；

4）最后到LF炉，在LF炉进行成分微调及温度调整，调整出钢温度为1610-1630℃，得到成品。

本发明不锈钢中的合金元素的主要作用如下：

采用合理的锰含量，发挥锰在奥氏体不锈钢中扩大奥氏体区以及强烈的稳定奥氏体组织作用，当钢碳含量一定时，随着锰含量的增加，钢的组织逐渐由珠光体变为马氏体并进一步转为奥氏体型，因此锰有利于奥氏体的形成，以提高奥氏体不锈钢的性能；同时锰能显著提高氮在奥氏体钢中的溶解度，氮是强烈形成奥氏体元素，主要节镍元素之一，在钢中能起到固溶强化作用提高奥氏体不锈钢的强度，同时氮能提高钢的耐腐蚀性能，特别是耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能等；锰、氮的复合加入能代替稀缺的战略资源镍，从而达到节镍降低成本的效果。当然过高的锰含量，会促使奥氏体晶粒粗化，使不锈钢出现回火脆性；因此本发明通过反复研究和试验分析各种合金元素对不锈钢成本及性能的影响，合理确定锰在上述不锈钢中的含量比例，在保证并提高不锈钢性能的基础上，实现低镍和降低成本。

又由于在本发明的不锈钢中添加了铝，铝作为脱氧剂，在不锈钢中可细化晶粒，提高冲击韧性；铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。

本发明不锈钢中添加适当的Cu，进一步提高不锈钢的耐蚀性，使其适用于食品工业的应用。