[发明专利]一种高碳硫系易切削钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高碳硫系易切削钢及其生产方法，所述高碳硫系易切削钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.43～0.48%，Mn：0.60～0.90%，Si：0.18～0.30%，S≥0.040%，P≤0.025%，Al：0.012～0.030%，其余为铁和不可避免的杂质；生产方法包括转炉冶炼、一次LF炉精炼、RH炉精炼、二次LF炉精炼、板坯连铸、铸坯供轧工序。本发明通过转炉工艺生产高碳硫系易切削钢，工艺流程的优化保证了含硫易削钢中硫化物夹杂的细小、弥散分布，同时保证了含硫钢的低氧含量、高洁净度和高均匀性，满足了生产高品质高碳硫系易切削钢的要求，保证了最终产品的优良性能，有效地降低了生产成本。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高碳硫系易切削钢及其生产方法。

背景技术

易切削钢主要供车床进行高速切削制作机械零部件用的钢。其特点是硫、磷含量较一般碳素钢高出数倍，由于硫、磷含量的增加，提高了钢的易切削性能，因而大大提高机床的切削速度。随着制造业的快速发展，国内数控车床的使用量逐年上升，易切削钢的使用前景良好。易切削钢可分为硫系、铅系、钙系等类型。近年来随着全球对环保意识的提高，相对环保的硫系易切削钢用量越来越大。

易切削钢是世界三大难以连铸的钢种之一，氧化物、硅酸盐类等夹杂物需在LF精炼前期去除；增S过程控制难度大，硫线吸收不稳定；钢液粘度大，流动性差，连铸水口结瘤严重；铸坯裂纹敏感性高。

目前国内外易切削钢主要采用电弧炉熔炼+二次精炼+连铸工艺进行生产，采用转炉技术相对较少。查阅现有技术中采用转炉工艺制备含硫钢的资料，制得的铸坯表面质量较差，硫收得率相对较低，特别是整支钢锭硫纵向分布不均，直接影响产品的使用性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高碳硫系易切削钢；同时本发明还提供了一种高碳硫系易切削钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高碳硫系易切削钢，所述高碳硫系易切削钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.43～0.48%，Mn：0.60～0.90%，Si：0.18～0.30%，S≥0.040%，P≤0.025%，Al：0.012～0.030%，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明所述高碳硫系易切削钢S含量为0.040～0.070%。

本发明还提供了一种高碳硫系易切削钢的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、一次LF炉精炼、RH炉精炼、二次LF炉精炼、板坯连铸、铸坯供轧工序。

本发明所述转炉冶炼工序，采用高拉碳+渣洗工艺，转炉冶炼终点C≥0.10%。

本发明所述转炉冶炼工序，出钢1/4时开始加料，加料顺序：增碳剂、顶渣、砂铝脱氧剂0.8～1.2kg/t钢、硅锰合金、硅铁合金，出钢完毕加石灰1.6～2.5kg/t钢；所述顶渣为石灰1.6～2.5kg/t钢+预熔型精炼渣4.0～5.0kg/t钢。

本发明所述一次LF炉精炼工序，采用造高碱度渣系，以去除夹杂物，LF进站取成分样，根据第一个样使用喂线机喂入铝线，加铝线段0.4-0.6kg/t钢对顶渣充分脱氧，分两批加入造渣料石灰2.4-3.0kg/t钢，加入萤石1.0-3.0kg/t钢调渣，造白渣，确保精炼终渣碱度2.5～3.0，FeO≤1%；合金化后加入硅钙线0.5-0.8kg/t钢。加入铝线为脱除钢中的氧，加入铝线段为脱除渣中的氧。

本发明所述RH炉精炼工序，RH炉精炼真空度≤133Pa，真空保持时间≥15min，去除夹杂和H等气体。

本发明所述二次LF炉精炼工序，进站喂入硫磺包芯线，吸收率按80%计算，钢水硫含量按中上限控制，加入量为0.35-0.72kg/t钢，喂硫磺包芯线过程中底吹氩气关闭，喂入硫磺包芯线速度按0.34-0.43kg/s控制。