高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝，是在增加錳、鉻的同時，添加釩氮合金，改變冶煉乳制和拉絲等加工工藝，這屬于不銹鋼冶煉加工領域。
【背景技術】
[0002]目前，全國煤炭開采企業為了解決煤炭產業轉型升級、開拓新的發展路子，大都在開采篩選洗精煤方面采取措施，提高煤的質量、增加煤的品種。為此，大多在煤礦開采后采用不銹鋼礦篩網，進行洗、篩。由于其采用的304不銹鋼礦篩網，耐磨程度不高，篩網破損頻率高，一張篩網的使用壽命僅為7-15天，增加換網時間，提高生產成本。于是，許多煤礦選用304不銹鋼或進口不銹鋼材料來加工礦篩網，生產成本增加更多。
[0003]而無論是304不銹鋼還是310不銹鋼，都需要用鎳作為主要原料，在不銹鋼生產成本中占50%以上，鎳的價格直接影響不銹鋼的價格，進而影響礦篩網乃至煤炭生產的成本。加之鎳屬于國際資源，進口鎳的價格在10萬元/噸至57萬元左右，且非常不穩定。由于目前國內主要采用的304或316不銹鋼材料加工礦篩網，其強度、韌性和無磁、耐磨耐腐性能與礦篩網的性能要求差距較大:強度多520Mpa延伸率多40。急需一種耐腐、耐磨、高強度、無磁性、價格優惠的新材料來代替304或316不銹鋼。
[0004]因此，開發生產一種低鎳或無鎳的、耐磨耐腐性能好的、生產成本低的新型不銹鋼礦篩絲，對于煤礦產業降低生產成本、提高產品質量，是一項緊迫的戰略選擇。
[0005]近年來，國際國內研究開發新型不銹鋼主要采取加錳、加鉻等方法來減少鎳的使用量，晶粒細化達不到要求，材料相變幾率高，因此磁化現象突出，抗腐蝕和耐磨性能差，只能用于一般的建筑裝修材料。
[0006]為了解決這個問題，許多不銹鋼生產企業都嘗試通過加氮方式來改變新型不銹鋼的性能和生產成本，但因為氮是一種氣體，如何使得不銹鋼在冶煉過程中盡可能多的吸收，需要尋找一種有效方法來添加氮，并配套解決的冶煉乳制拉絲工藝，以確保不銹鋼礦篩網的耐磨耐腐程度的提高，從而延長不銹鋼礦篩網的使用壽命，達到降低煤炭生產成本、提高煤炭質量、增加煤炭品種的目的。

【發明內容】

[0007]本發明目的就是提供一種適于規模化生產的高氮不銹鋼礦篩絲的加工工藝，既確保不銹鋼新材料的生產成本降低30%以上，克服鎳供應瓶頸；又避免高氮不銹鋼生產加工過程中出現韌變脆、有磁性等問題。
[0008]實現本發明的目的是通過以下技術方案及加工步驟來實現的:
一種高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝，包括如下步驟:
(1)根據礦篩網對礦篩絲的耐磨耐腐的要求，配置其主要原材料，即以質量百分數計:錳 14-15%、鉻 14-15%、硅 1%、磷 0.003%、硫 0.001%、氮 0.2-0.25%、鎳 1.3-1.5%、鉬 0.02% ；
(2)洗爐、加溫至300-500°C，邊加原材料邊烘料，升溫至1400°C以上，加氮化鉻鐵3公斤/噸、碳化硅75公斤/噸，脫氧融清，取樣進行爐前分析；
(3)待成分合格后，加入釩氮合金20-30公斤/噸，升溫至1600°C讓氮與鉻結合形成陶瓷結構，并凈化細化鋼液；
(4)對鋼水進行攪拌5-10分鐘；
(5)出鋼溫度控制在在1630°C，鋼水倒入鋼模冷卻后，倒入沙坑，進行表面打磨，并進行切頭處理；
(6)在乳制前，對鋼坯進行預熱并對坯料保溫15-20分鐘，待坯料熱透后，將其乳制成5.5mm的盤圓；
(7)根據需要的規格，進行拉絲，拉絲至最后一道時改變退火降溫方式，由水冷改為干冷;
(8)采用扎拉一體機，將原料絲采用I乳I拉工藝形成梯形絲而后進行焊接加工成需要的礦篩網。
[0009]本發明的工作原理是:
(I)增加氮的含量，使之達到0.2-0.25%以上，使原本有害的氮元素變為積極因素，而氮原子再與錳原子結合后，其原子結構就變得與鎳原子結構一樣，替代鎳元素。
[0010](2)氮加入后與錳結合形成氮化錳，形成陶瓷結構，使晶體不易滑移，強度增加，提高耐磨性能。
[0011](3)正確掌握添加劑釩氮合金加入的時間，確保氮的充分結合，并凈化細化鋼液，減少晶體中空穴結構，明顯提尚晶粒初性。
[0012](4)改變拉絲退火方法，控制退火的溫度和速度，改變固溶方式，避免驟冷，以防止材料的變形量。
[0013](5)改變材料再加工方式，采用乳拉一體機，減少再加工的乳拉次數和方法，有效解決材料再加工中的相變和變形量。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(I)冶煉高氮不銹鋼，采用錳加氮和添加釩氮合金，提高氮在鋼液中的含量，實現氮的合金化，減少鎳的用量或無鎳，凈化細化勻化鋼液，確保高氮不銹鋼的耐腐耐磨等性能優于304,316不銹鋼。
[0015](2)用錳加氮替代鎳，實現了氮合金在不銹鋼生產中的直接應用，提高了不銹鋼礦篩絲的強度，無磁性，耐腐、耐磨等性能均超過304和316國標不銹鋼礦篩絲，確保使用期內不產生銹蝕，是國內目前強度最高、使用壽命最長的不銹鋼礦篩絲，其強度多SOOMpa、延伸率彡70，使用壽命由304不銹鋼礦篩絲的15天延長至75天以上。
[0016](3)降低不銹鋼生產和應用成本30%以上，且所有原材料全部可以在國內解決，并實現了廢料的循環使用，擺脫了國際鎳資源的控制瓶頸，能夠適應各種不銹鋼冶煉乳制企業的生產加工。
[0017](4)采取新工藝生產加工的不銹鋼礦篩絲，強度大大超過304和316不銹鋼礦篩絲，售價也比304和316不銹鋼低30%。通過使用壽命對比:304和316不銹鋼礦篩絲織成的篩網只可使用15天，而采用新工藝生產的不銹鋼礦篩絲可使用75天，為304和316不銹鋼礦篩網的5倍。
[0018](5)對于不銹鋼企業和篩網加工企業的轉型升級、產品結構調整具有很好的促進帶動作用。
【具體實施方式】
[0019]本發明礦篩絲不銹鋼的生產流程示意如下:
洗爐(爐襯必須是喊性材料)一加溫一放石灰一溫度達到300-500°C—邊加料邊供料(加錳鐵合金、鉻(V16)、純鐵、硅鐵、少量高碳鉻)一升溫至1400°C以上一加碳化硅、造渣劑、再加石灰、扒渣一加硅鐵、脫氧融清一加稀土、加氮化鉻鐵一取樣進行爐前分析、成分合格后一保溫、加添加劑一升溫至1600以上一攪拌5至10分鐘一出鋼澆注鋼錠一鋼錠加熱1200°C —乳制成5.5mm盤元一分兩次拉絲5道、到3道時退一次火一采用干冷卻方式讓絲冷卻一入庫。
[0020]本發明礦篩絲不銹鋼的工藝步驟如下:
(1)根據礦篩網對礦篩絲的耐磨耐腐的要求，配置其主要原材料，即以質量百分數計:錳 14-15%、鉻 14-15%、硅 1%、磷 0.003%、硫 0.001%、氮 0.2-0.25%、鎳 1.3-1.5%、鉬 0.02% ；
(2)洗爐、加溫至300-500°C，邊加原材料邊烘料，升溫至1400°C以上，加氮化鉻鐵3公斤/噸、碳化硅75公斤/噸，脫氧融清，取樣進行爐前分析；
(3)待成分合格后，加入釩氮合金添加劑20-30公斤/噸，升溫至1600°C讓氮與鉻結合形成陶瓷結構，并凈化細化鋼液；
(4)對鋼水進行攪拌5-10分鐘，提高鋼水晶粒均勻度，減少偏析，凈化鋼液；
(5)出鋼溫度控制在在1630°C，鋼水倒入鋼模冷卻后，倒入沙坑，進行表面打磨，并進行切頭處理；
(6)在乳制前，對鋼坯進行預熱并適當延長坯料保溫15-20分鐘，待坯料熱透后，將其乳制成5.5mm的盤圓，確保盤圓的圓度，不出現橢圓形和耳朵；
(7)根據需要的規格，進行拉絲，拉絲至最后一道時改變退火降溫的處理方法減少材料再次加工的變形量；
(8)采用扎拉一體機，將原料絲的加工工藝由3乳縮減為I乳I拉成梯形絲，而后進行焊接加工成需要的礦篩網，其中改變盤圓絲乳拉工藝，能夠有效解決高強度的原料絲再加工中容易產生的脆性、斷裂等問題。
[0021]實施例1:LJ301高氮不銹鋼礦篩絲的生產加工方法
(1)按照錳蘭15、鉻蘭15、氮0.2、碳蘭0.12、硅蘭1、磷0.003、硫0.001、鎳1.5的配比，進入中頻爐冶煉；
(2)待成分合格后，加入釩氮合金添加劑20公斤/噸，升溫至1600°C讓氮與鉻結合形成陶瓷結構，并凈化細化鋼液；
(3)對鋼水進行攪拌10分鐘，提高鋼水晶粒均勻度，減少偏析，凈化鋼液；
(4)提高出鋼溫度由1550°C提高到1630°C，將鋼水倒入鋼模冷卻；
(5)將鋼錠倒出，對鋼錠表面進行打磨處理并切頭，避免乳制出現束孔，使線材出現中裂縫；
(6)將鋼錠胚料進行保溫20分鐘，在溫度均勻的前提下，熱透胚料，將胚料乳制成5.5mm的盤圓；
(7)將盤圓進行拉絲，為防止材料脆性化，拉絲至最后一道時改變退火降溫方式，由水冷改為干冷，減少材料再次加工的變形量；
(8)將原料絲經過I乳I拉加工成梯形絲后進行焊接成網。由于篩網現有加工工藝使得原料絲在多次乳拉的過程中強度增加、發生脆性、斷裂現象嚴重；為此采用扎拉一體機，將篩網廠原料絲的加工工藝由3乳2拉縮減為I乳I拉，有效解決了高強度的原料絲再加工中容易產生的脆性、斷裂等問題。
【主權項】
1.一種高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝，其特征在于，包括如下步驟: (1)根據礦篩網對礦篩絲的耐磨耐腐的要求，準備原材料，以質量百分數計:錳14-15%、鉻 14-15%、硅 1%、磷 0.003%、硫 0.001%、氮 0.2-0.25%、鎳 1.3-1.5%、鉬 0.02% ； (2)洗爐、加溫至300-500°C，邊加原材料邊烘料，升溫至1400°C以上，加氮化鉻鐵3公斤/噸、碳化硅75公斤/噸，脫氧融清，取樣進行爐前分析； (3)待成分合格后，加入釩氮合金20-30公斤/噸，升溫至1600°C讓氮與鉻結合形成陶瓷結構，并凈化細化鋼液； (4)對鋼水進行攪拌5-10分鐘； (5)出鋼溫度控制在在1630°C，鋼水倒入鋼模冷卻后，倒入沙坑，進行表面打磨，并進行切頭處理； (6)在乳制前，對鋼坯進行預熱并對坯料保溫15-20分鐘，待坯料熱透后，將其乳制成5.5mm的盤圓； (7)根據需要的規格，進行拉絲，拉絲至最后一道時改變退火降溫方式，由水冷改為干冷; (8)采用扎拉一體機，將原料絲采用I乳I拉工藝形成梯形絲而后進行焊接加工成需要的礦篩網。2.如權利要求1所述的高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝，其特征在于，所述的釩氮合金中的銀含量不低于10%。
【專利摘要】本發明公開了一種高氮耐磨不銹鋼礦篩絲加工工藝，本發明采用錳加氮和添加釩氮合金，提高氮在鋼液中的含量，實現氮的合金化，減少鎳的用量或無鎳，凈化細化勻化鋼液；用錳加氮替代鎳，實現了氮合金在不銹鋼生產中的直接應用，提高了不銹鋼礦篩絲的強度，無磁性，耐腐、耐磨等；同時降低不銹鋼生產和應用成本30%以上。
【IPC分類】C21D8/06, C22C38/58, C22C33/04
【公開號】CN105200339
【申請號】CN201510593445
【發明人】朱振發, 郭義賢, 劉龍扣, 馬洪明, 康志君
【申請人】江蘇省利金新材科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月18日