本发明专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法。其特征在于向炼钢炉中加入废钢总量的５％～２０％经过压实的含锡废钢，在钢包炉精炼过程中再加入占钢水总量的５％～１５％的经过压实和烘烤的含锡废钢，压实后含锡废钢块度小于２００×２００ｍｍ，烘烤温度不低于３００℃，在精炼过程中，含锡废钢的加入时间是在钢水脱氧后合金化前加入到钢包中，加入条件是脱氧后的钢水氧活度不高于１５０×１０↑［－６］，加入烘烤后的含锡废钢时，钢包炉中钢水温度要比不加含锡废钢的钢水温度高３０～５０℃。本方法以含锡废钢作为炼钢的锡铁合金，锡的回收率达到９５％以上，合理地利用了二次金属资源，既可降低钢材生产成本，又可解决环境问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法。
技术介绍
废钢是钢铁工业重要的二次铁源，用之炼钢可大大降低钢铁生产的原材料消耗和能耗，增加企业的经济效益。在废钢尤其是轻废钢中，含锡废钢(主要指马口铁薄板的边角料、用过的罐头筒等)占有很大的比例。这部分废钢由低碳钢和镀锡层构成，过去没有得到很好的利用，不仅浪费了资源，而且废钢堆积松散占地很大，造成了严重的环境问题。锡作为钢中的残余元素，人们常常注意其对钢材性能的负面影响，含锡废钢在进入炼钢炉之前，均要脱锡。脱锡可采用硫化法、氯化法及碱浸-电解法等多种工艺。然而，多数脱锡工艺效果不理想，而且涉及较高的设备和操作投资，因而没有得到普遍的应用。如何有效处理和合理利用这些含锡废钢已成为近几十年来全世界冶金工作者研究的重要课题。用锡替代铅改进钢材的易切削性能是近年来钢铁冶金领域的一个活跃的研究方向。含铅钢在易切削钢中占有重要的地位，不仅在产量上仅次于硫系居第二位，而且有良好的机械性能和热处理性，主要用于制造各种重要机械零件。然而，铅是剧毒元素，在炼钢温度(1600℃)下其蒸汽压很高(pPb＝1.17Fe)，易挥发，严重污染环境、危害工作人员的健康。而且，铅密度很大，不溶于铁水，对炉底包底的耐火材料有严重的损害作用。因此，铅的应用受到了越来越严格的限制，欧洲共同体有关条例(The EU-Directive on End of Life Vehicles)已要求停止回收再利用含铅的汽车零件。最新的研究结果表明，锡与铅在改善钢材易切削性能方面具有相同的机理，即令钢材在切削温度(400℃附近)范围内出现脆性谷。锡铅的物理化学性质很相近它们的熔点都很低、在钢水中呈液态，均不如铁活泼，在炼钢时不被氧化，不与钢中的常存元素反应生成化合物。然而，锡的密度比铅小、与铁相近，而且在铁中有一定的溶解度。在炼钢温度下，锡的蒸汽压比铅小得多、不易挥发。更重要的是锡无毒，因而，在易切削钢生产中锡是铅很好的替代元素。以含锡废钢作为炼钢的锡铁合金，合理地利用二次金属资源，既可降低钢材生产成本，又可解决环境问题，国家自然科学基金委和宝山钢铁集团公司将含锡废钢的利用作为研究项目立项(No.50274004)。然而含锡废钢多为轻薄料，易氧化，掌握不好加入时间和加入条件，会极大影响到锡的回收率。
技术实现思路
本专利技术目的是要在保证锡的回收率的前提下解决含锡废钢的合理利用问题。一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法，其特征在于向炼钢炉中加入废钢总量的5％～20％经过压实的含锡废钢，在钢包炉精炼过程中再加入占钢水总量的5％～15％的经过压实和烘烤的含锡废钢，压实后含锡废钢块度小于200×200mm，烘烤温度不低于300℃，在精炼过程中，含锡废钢的加入时间是在钢水脱氧后合金化前加入到钢包中，加入条件是脱氧后的钢水氧活度不高于150×10-6，加入烘烤后的含锡废钢时，钢包炉中钢水温度要比不加含锡废钢的钢水温度高30～50℃，含锡废钢的加入量钢水中锡含量不足时，加入金属锡补足。本方法以含锡废钢作为炼钢的锡铁合金，锡的回收率达到95％以上，合理地利用了二次金属资源，既可降低钢材生产成本，又可解决环境问题。附图说明图1为切削6#易切削钢试样与45钢试样时刀具YT5的磨损曲线。具体实施例方式具体实施例如下1.在容量30吨电炉中加入占废钢总量的20％经过压实的含锡废钢，出钢后倒入钢包炉中，钢水温度约1600℃，经过精炼脱氧，加入块度为100×100mm、烘烤温度约为300℃的含锡废钢。加入含锡废钢时钢水氧活度为100×10-6，含锡废钢的加入量为1.5吨。2.在容量30吨电炉中加入占废钢总量的15％经过压实的含锡废钢，出钢后倒入钢包炉中，钢水温度约1630℃，经过精炼脱氧，加入块度为150×150mm、烘烤温度约为350℃的含锡废钢。加入含锡废钢时钢水氧活度为100×10-6，含锡废钢的加入量为2.0吨。3.在容量30吨电炉中加入占废钢总量的5％经过压实的含锡废钢，出钢后倒入钢包炉中，钢水温度约1630℃，经过精炼脱氧，加入块度为200×200mm、烘烤温度为350℃的含锡废钢。加入含锡废钢时钢水氧活度为50×10-6，含锡废钢的加入量为3.0吨，加入4.5kg金属锡。按上述方法制出的轧材主要成份的质量分数如下C0.15～0.25；Si0.15～0.40；Mn0.08～1.20；P0.03～0.05；S0.09～0.15。试制的含锡钢在无级调速C6140车床上通过易切削性能的测试，并与正火态的45钢进行了对比。测试的结果表明，该种含锡钢易切削性能优异。实验中切削过程平稳，切屑主要呈C形，排除顺畅，切屑呈黄色；加工表面粗糙度较低；钢材对刀具(YT5硬质合金机夹式可转位外圆车刀)的磨损很小、刀具的耐用度很高。图1所示为在不使用切削液的条件下，车削该种含锡易切削钢(6#试样)与45钢试样时获得的刀具磨损曲线。权利要求1.一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法，其特征在于向炼钢炉中加入废钢总量的5％～20％经过压实的含锡废钢，在钢包炉精炼过程中再加入再加入占钢水总量的5％～15％的经过压实和烘烤的含锡废钢，压实后含锡废钢块度小于200×200mm，烘烤温度不低于300℃，在精炼过程中，含锡废钢的加入时间是在钢水脱氧后合金化前加入到钢包中，加入条件是脱氧后的钢水氧活度不高于150×10-6，，加入烘烤后的含锡废钢时，钢包炉中钢水温度要比不加含锡废钢的钢水温度高30～50℃，钢水中锡含量不足时，加入金属锡补足。全文摘要本专利技术属于金属材料领域，特别涉及一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法。其特征在于向炼钢炉中加入废钢总量的5％～20％经过压实的含锡废钢，在钢包炉精炼过程中再加入占钢水总量的5％～15％的经过压实和烘烤的含锡废钢，压实后含锡废钢块度小于200×200mm，烘烤温度不低于300℃，在精炼过程中，含锡废钢的加入时间是在钢水脱氧后合金化前加入到钢包中，加入条件是脱氧后的钢水氧活度不高于150×10文档编号C22C33/04GK1786241SQ20051012646公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月12日 优先权日2005年12月12日专利技术者李联生, 朱荣, 董杰, 徐峰, 薛立秋, 张颖 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用含锡废钢生产易切削钢的方法，其特征在于向炼钢炉中加入废钢总量的５％～２０％经过压实的含锡废钢，在钢包炉精炼过程中再加入再加入占钢水总量的５％～１５％的经过压实和烘烤的含锡废钢，压实后含锡废钢块度小于２００×２００ｍｍ，烘烤温度不低于３００℃，在精炼过程中，含锡废钢的加入时间是在钢水脱氧后合金化前加入到钢包中，加入条件是脱氧后的钢水氧活度不高于１５０×１０↑［－６］，加入烘烤后的含锡废钢时，钢包炉中钢水温度要比不加含锡废钢的钢水温度高３０～５０℃，钢水中锡含量不足时，加入金属锡补足。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李联生，朱荣，董杰，徐峰，薛立秋，张颖，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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