一种低碳铁素体软磁不锈钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种低碳铁素体软磁不锈钢及其生产方法，所述钢种化学成分及质量百分含量为：C≤0.03%，Si：2.5‑3.5%，Mn≤0.5%，P＜0.03%，S＜0.03%，Cr：13.5‑15.0%，Ni≤0.6%，Mo：0.2‑0.7%，V≤0.15%，Ti≤0.1%，N＜0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明专利技术生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸。产品具有良好的耐蚀性能，极大扩充软磁产品的使用范畴，减少频繁加工对环境的污染。在铁素体不锈钢中进一步降低C含量，提高Si元素含量，改善材料焊接性及软磁性能，用于制作车辆ABS控件及家用电器中的电磁阀部件。

Low carbon ferritic soft magnetic stainless steel and production method thereof

The present invention relates to a low carbon ferrite soft magnetic stainless steel and its production method, the chemical compositions and content: C = 0.03%, Si:2.5 3.5%, Mn = 0.5%, P < 0.03%, S < 0.03%, Cr:13.5 15%, Ni 0.6%, Mo:0.2 0.7%, V = 0.15%, Ti = 0.1%, N < 0.020%, the balance of Fe and inevitable impurities. The production method of the invention comprises hot metal dephosphorization, AOD furnace smelting, LF furnace refining and continuous casting. The products have good corrosion resistance, greatly extend the scope of the use of soft magnetic products, and reduce the frequent processing of environmental pollution. In ferrite stainless steel, C content is further reduced, Si content is increased, and weldability and soft magnetic properties of the material are improved. It is used to make electromagnetic valve parts in vehicle ABS control and household appliances.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶炼
，具体涉及一种低碳铁素体软磁不锈钢及其生产方法。
技术介绍
常用的磁性材料纯铁或硅钢在加工成元器件后，为改善其耐蚀性需进行表层电镀处理，这既增加了成本也会对环境产生污染，因此利用不锈钢良好的耐蚀性，进行软磁不锈钢的研究显得非常必要。专利申请号CN200910116915.8—焊接专用00Cr13Si2MoAl软磁铬不锈合金材料额制备工艺，该工艺加入一定量的Si、Al等元素，不含铅，硫化物类型及氧化铝类型的非金属夹杂物含量要求在1级以下，生产过程为“中频炉—AOD炉精炼—电渣重熔”的三联冶炼工艺，制成200-300kg的钢锭后经锻造矫直拉成条状，产品性能满足客户使用；专利申请号CN200410025650.8—电磁阀用不锈钢芯铁及其制备方法，该工艺在铁素体钢中添加一定量Si元素改善电磁性，采用传统铸造方法生产铸坯，经锻造、热轧(或冷轧)获得所需型材，型材最后以高于800℃温度退火，具有良好的耐蚀、软磁性能。但目前还没有关于一种低碳铁素体软磁不锈钢及其生产方法的研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种低碳铁素体软磁不锈钢，本专利技术还提供了一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法。本专利技术主要优化铁素体不锈钢成品成分，降低钢中C含量，使产品可用于焊接使用；提高钢中Si含量使其具有良好的电磁性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低碳铁素体软磁不锈钢，所述钢种化学成分及质量百分含量为：C≤0.03%，Si：2.5-3.5%，Mn≤0.5%，P＜0.03%，S＜0.03%，Cr：13.5-15.0%，Ni≤0.6%，Mo：0.2-0.7%，V≤0.15%，Ti≤0.1%，N＜0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本专利技术还提供了一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，所述生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸工序。本专利技术所述铁水脱磷工序，脱磷铁水中主要化学成分及质量百分含量为：C≥3.0%，Si≤0.02%，P≤0.03%，铁水温度＞1250℃。本专利技术所述AOD炉冶炼工序，脱磷铁水按40-50吨装入量计算，出钢量按57-60吨计算，顶枪氧气压力范围为6-17bar，提枪前顶枪吹氧量为55-57.9m3/吨钢，侧枪氧气、氩气压力范围为3-19bar。本专利技术所述AOD炉冶炼工序，冶炼过程中，分别加入铬铁、硅铁、钼铁进行合金化，其中铬铁加入量为281-300kg/吨钢(铬吸收率为96.5%)，硅铁加入量为55-70kg/吨钢(硅综合吸收率为85%)，钼铁加入量为3.5-5kg/吨钢(钼吸收率为99%)，镍板加入量为2-2.5kg/吨钢(镍吸收率为99%)，钢渣碱度R范围为1.7-2.0，过程中进行脱碳保铬，还原期加硅铁进行氧化铬还原及硅元素合金化。本专利技术所述LF炉精炼工序，将AOD钢水兑入LF炉中，加入一定量低碳铬铁、铬铁、镍板和钼铁合金进行成分微调，碱度R范围为2.3-2.6，上机浇铸前，底吹氩气时间应≥12min，使钢中夹杂物充分上浮，上机浇铸温度为1605-1625℃。本专利技术所述连铸工序，钢种液相线温度为1485℃，首炉中包温度控制范围为1520-1535℃，拉速控制1.05-1.15m/min，非首炉中包温度控制范围为1515-1530℃，拉速控制1.05-1.15m/min。本专利技术所述连铸工序，结晶器水量1500-1600L/min，结晶器电磁搅拌电流360-370A，结晶器电磁搅拌频率4.0±0.5Hz。本专利技术所述连铸工序，二冷阶段采用中弱强度冷却，二冷阶段一区每流水量控制在180～200L/min，二区每流水量控制在150～180L/min，三区每流水量控制在100～120L/min。本专利技术所述连铸工序，钢坯矫直后缓冷工艺为，采用厢式加热炉进行退火，开启加热炉最大升温能力，将炉内温度升至500±10℃，将连铸坯放入加热炉中，保温60±5min后，停止保温，将炉门开启5-10cm，当温度降至400±10℃时将炉门开启至15-20cm，当温度降至250±10℃时将炉门全部开启，当温度降至100±10℃以下时，将加热炉台车开出空冷至室温，结束缓冷。本专利技术的设计思路如下：含有较低磷含量的脱磷铁水，通过AOD精炼炉各吹炼阶段混合气体比例的合理设定，进行最大限度的脱碳保铬及升温处理，同时加入较稳定元素进行钢水合金化，还原期加入一定量硅铁进行渣中Cr2O3还原，进一步提高合金收得率，LF炉冶炼过程通过合金元素微调以及温度控制，为后续浇铸钢坯做好准备，连铸过程中因该钢种含较高Si含量，会降低钢坯的韧性和塑性，故二冷阶段需采用弱冷操作，以减轻钢坯内应力，同时钢坯通过矫直段后需进行缓冷处理。钢中减小C、N元素含量可以降低焊接位置Crx(C、N)y比例，提高焊接区域耐蚀性，保证产品良好的焊接性能；提高钢种Si元素含量，可以沉淀析出碳化物，使碳易于石墨化，另一方面，减少碳、氧、氮在铁素体中脱溶引起的磁时效现象，改善产品磁性能。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术主要提供一种低碳软磁不锈钢的生产方法，产品具有良好的耐蚀性能，不需电镀处理即可在恶劣的环境中使用，极大扩充软磁产品的使用范畴，减少频繁加工对环境的污染。2、在铁素体不锈钢中进一步降低C含量，提高Si元素含量，改善材料焊接性及软磁性能，产品用于制作车辆ABS控件及家用电器中的电磁阀部件。附图说明图1实施例1中连铸钢坯低倍组织图；图2实施例1中低碳铁素体软磁不锈钢金相组织图。具体实施方式实施例1低碳铁素体软磁不锈钢化学成分及生产方法如下:低碳铁素体软磁不锈钢化学成分及质量百分含量：C：0.02%，Si：2.7%，Mn：0.35%，P：0.018%，S：0.01%，Cr：13.9%，Ni：0.2%，Mo：0.25%，V：0.08%，Ti：0.10%，N：0.019%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。低碳铁素体软磁不锈钢生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、退火、酸洗工序，具体步骤如下：1)铁水脱磷工序：铁水脱磷处理，脱磷铁水中主要化学成分及质量百分含量为：C：3.2%，Si：0.015%，P：0.015%，铁水温度1260℃。2)AOD炉冶炼工序：将脱磷铁水兑入AOD炉中，脱磷铁水按43吨装入量计算，出钢量按57.1吨计算，顶枪氧气压力范围为15bar，提枪前顶枪吹氧量为57.1m3/吨钢，侧枪氧气、氩气压力范围为17bar。AOD炉冶炼过程中，分别加入铬铁、硅铁、钼铁等合金进行合金化，其中铬铁加入量为285kgkg/吨钢，硅铁加入量为58kg/吨钢，钼铁加入量约3.9kg/吨钢，镍板加入量为2.1kg/吨钢，钢渣碱度R范围为1.8，过程中进行脱碳保铬，还原期加硅铁进行氧化铬还原及硅元素合金化。3)LF炉精炼工序：将AOD钢水兑入LF炉中，加入一定量低碳铬铁、铬铁、镍板和钼铁等合金进行成分微调，上机浇铸前底吹氩气时间13min，使钢中夹杂物充分上浮，碱度R为2.35，上机浇铸温度为1615℃。4)连铸工序：钢种液相线温度为1485℃，中包温度控制范围为1522-1528℃，拉速控制1.1m/min。结晶器水量1585L/min，结晶器电磁搅拌电流370本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳铁素体软磁不锈钢，其特征在于，所述钢种化学成分及质量百分含量为：C≤0.03%，Si：2.5‑3.5%，Mn≤0.5%，P＜0.03%，S＜0.03%，Cr：13.5‑15.0%，Ni≤0.6%，Mo：0.2‑0.7%，V≤0.15%，Ti≤0.1%，N＜0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种低碳铁素体软磁不锈钢，其特征在于，所述钢种化学成分及质量百分含量为：C≤0.03%，Si：2.5-3.5%，Mn≤0.5%，P＜0.03%，S＜0.03%，Cr：13.5-15.0%，Ni≤0.6%，Mo：0.2-0.7%，V≤0.15%，Ti≤0.1%，N＜0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.基于权利要求1所述的一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，所述生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸工序。3.根据权利要求1所述的一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，其特征在于，所述铁水脱磷工序，脱磷铁水中主要化学成分及质量百分含量为：C≥3.0%，Si≤0.02%，P≤0.03%，铁水温度＞1250℃。4.根据权利要求1所述的一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，其特征在于，所述AOD炉冶炼工序，顶枪氧气压力范围为6-17bar，提枪前顶枪吹氧量约55-57.9m3/吨钢，侧枪氧气、氩气压力范围为3-19bar。5.根据权利要求1所述的一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，其特征在于，所述AOD炉冶炼工序，冶炼过程中，分别加入铬铁、硅铁、钼铁进行合金化，其中铬铁加入量为281-300kg/吨钢，硅铁加入量为55-70kg/吨钢，钼铁加入量为3.5-5kg/吨钢，镍板加入量为2-2.5kg/吨钢，钢渣碱度R范围为1.7-2.0，过程中进行脱碳保铬，还原期加硅铁进行氧化铬还原及硅元素合金化。6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种低碳铁素体软磁不锈钢的生产方法，其特征在于，所述LF炉精炼工序，将AOD钢水兑入LF炉中，加入一定量低碳铬铁、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟昀，宋云霞，郭键，白李国，姜方，王利伟，张荣兴，曹洪波，王笑丹，冯文甫，郭志斌，姚万利，马祥锋，李广斌，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13