本发明涉及不锈钢冶炼生产，具体涉及一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法。
背景技术：
1、高碳马氏体不锈钢热处理后拥有较好的耐腐蚀性能的同时还具有极高的强度和硬度，同时兼具耐高温氧化的特点。主要用于制作具有高强度和耐磨要求的精密轴、轴承、直线导轨等传动部件，广泛应用于数控车床、工业机器人等自动化设备及自动化生产线上，尤其适用在酸、碱、盐溶液以及高温等特殊环境中应用。采用高碳马氏体不锈钢制成的手术刀、剃须刀、厨刀等刃具产品还具有锋利、耐腐蚀、高寿命等特点。
2、高碳马氏体不锈钢导热性差、高温强度高且塑性差，为保证产品质量，目前领域内传统工艺采用模铸锭加开坯方式生产制得预轧制坯，再轧制成棒、线及板材产品供下游拉拔、机加工、冷镦等加工方式加工成机械零件。但是模铸方式仍然存在生产工序多、生产周期长、成材率低、生产成本高等问题。而采用连铸方式生产更易出现表面裂纹、表面凹坑、皮下气泡、坯料断裂、坯料弯曲、连铸漏钢等诸多问题，产品合格率和成材率低、成本更高且生产事故率较高，导致连铸工艺难以有效适用高碳马氏体不锈钢的工业生产。因此目前仍然缺乏成熟稳定的高碳马氏体不锈钢的连铸制造工艺。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，采用该方法能够实现高碳马氏体不锈钢连铸坯的稳定生产，坯料合格率高且经轧制棒线材产品成材率高、共晶碳化物尺寸小等特点，该方法填补了国内空白。
2、本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：
3、一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，所述方法包括以下步骤：通过钢水冶炼制得主要元素和低残余元素符合要求的钢液，并通过连续浇注(连铸)方式制得高碳马氏体不锈钢坯，并经热加工成客户所需的棒、线材、盘条等各要求形状的产品高碳马氏体不锈钢；其中，所述钢液中低残余元素要求o≤40ppm、h≤5ppm、s≤30ppm和n≤0.05％。
4、优选的，所述的钢水冶炼包括电路熔炼+炉外精炼，优选的所述炉外精炼方式采用lf炉+vd炉制得成分符合且低残余元素的钢液。更优选的，采用aod+lf炉+vd冶炼。更优选的，考虑到o元素对后续气泡缺陷影响，可以在aod冶炼工序增加具体的有效的脱氧操作“aod炉出钢前添加铝锭或硅钙块进行脱氧”。
5、优选的，所述方法中高碳马氏体不锈钢材料其主要化学元素按质量百分比包括：c:0.60～1.20％；si≤1.00％；mn≤1.00％；cr:12.00～19.00％；ni≤0.6％；mo≤1.5％；其余为fe和不可避免的杂质。
6、优选的，所述方法的连铸过程的开浇方式采用热换开浇。
7、优选的，所述方法的连铸过程中，结晶器振频130～200次/min、振幅2.0～3.0mm、结晶器冷却水流量70～100m3/h、结晶器进出水温差3～8℃；同时采用电磁搅拌，电磁电流400～500a，搅拌频率2.0～3.0hz。更优选的结晶器振频150～180次/min、结晶器振幅2.4～2.5mm、结晶器冷却水流量70～100m3/h、结晶器进出水温差3～8℃、电磁搅拌电流450a、电磁搅拌频率2.5hz。
8、优选的，所述方法的连铸过程中，结晶器采用低熔点、高碱度的保护渣进行覆盖保护，熔点优选1125～1225℃，碱度优选0.77～0.97。
9、优选的，所述方法的连铸过程中，过热度控制20～70℃，拉速0.30～0.80m/min，足辊水流量1.6～2.2m3/h，二冷段水流量1.6～2.2m3/h，更优选拉速等根据过热度采用动态调整。更优选的过热度控制35～55℃，拉速0.65～0.75m/min，足辊水流量1.6～2.0m3/h二冷段水流量1.6～2.0m3/h。
10、优选的，所述根据过热度进行动态调整如下：
11、过热度≤20℃时，拉速≥0.80m/min，足辊水流量≥2.2m3/h，二冷段水流量≥2.2m3/h；
12、过热度20～35℃时，拉速0.80～0.70m/min，足辊水流量2.2～1.9m3/h，二冷段水流量2.2～1.9m3/h；
13、过热度35～50℃时，拉速0.75～0.65m/min，足辊水流量2.0～1.7m3/h，二冷段水流量2.0～1.7m3/h；
14、过热度50～65℃时，拉速0.70～0.60m/min，足辊水流量1.9～1.6m3/h，二冷段水流量1.9～1.6m3/h；
15、过热度≥65℃时，拉速≤0.60m/min，足辊水流量≤1.60m3/h，二冷段水流量≤1.60m3/h。
16、优选的，所述方法的连铸过程后采用延迟切断方式，以减少坯料弯曲，延迟切割长度大于≥10m，更优选≥20m。
17、优选的，所述方法的热加工成型工序采用行业内熟知的常规方案即可。例如经本发明连铸制得的方坯，再经过轧制、退火制得不锈钢棒及盘圆，作为后续零件加工的原材料。更优选的，方坯轧制加热温度1120～1200℃，轧制过程温度1000～1150℃，更优选的，轧制后钢棒及盘圆退火保温温度为850～880℃，保温时间为8～14小时，以不大于25℃/h的冷却速度降低至600℃以下。
18、优选的，所述方法的高碳马氏体不锈钢的成材率不低于95％。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、(1)通过残余有害元素的控制、结晶器参数的调控、过热度、拉速以及冷却速度动态调整等措施解决高碳马氏体不锈钢连铸裂纹、漏钢、中心缩孔等问题，在常规弧形连铸机实现高碳马氏体不锈钢连铸坯的稳定生产，同时采用热换开浇方式降低了连铸生产事故率，进一步提高成材率。
21、(2)通过采用延迟切割方式，避免了高碳马氏体不锈钢连铸坯因高温强度高压矫不直的问题。
22、(3)采用所述方法生产的高碳马氏体不锈钢与现有模铸工序相比减少退火、开坯、切头、修磨等多个工序，提高生产效率的同时成材率提高约23％，预计吨钢节约成本1500元/吨。
23、(4)采用所述方式生产的高碳马氏体不锈钢方坯，轧制的成品线材共晶碳化物尺寸更为细小，组织更均匀，冷加工性能更优。
24、(5)本发明实现了连铸法在高碳马氏体不锈钢制备中的有效应用，打破了现有技术的壁垒，通过对连铸工序上参数的控制，以及参数的合理匹配，最终实现稳定生产可用的、质量较好的连铸坯，坯料合格率高且经轧制棒线材产品成材率高、共晶碳化物尺寸小，填补了高碳马氏体不锈钢制备技术中连铸法的工艺空白。
1.一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过钢水冶炼制得主要元素和低残余元素符合要求的钢液，并通过连铸制得高碳马氏体不锈钢坯，经热加工成高碳马氏体不锈钢；其中，所述钢液中低残余元素要求o≤40ppm、h≤5ppm、s≤30ppm和n≤0.05％。
2.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法中高碳马氏体不锈钢材料其主要化学元素按质量百分比包括：c:0.60～1.20％；si≤1.00％；mn≤1.00％；cr:12.00～19.00％；ni≤0.6％；mo≤1.5％；其余为fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法的连铸过程的开浇方式采用热换开浇。
4.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法的连铸过程中，结晶器振频130～200次/min、振幅2.0～3.0mm、结晶器冷却水流量70～100m3/h、结晶器进出水温差3～8℃；同时采用电磁搅拌，电磁电流400～500a，搅拌频率2.0～3.0hz。
5.根据权利要求4所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，结晶器振频150～180次/min、结晶器振幅2.4～2.5mm、结晶器冷却水流量70～100m3/h、结晶器进出水温差3～8℃、电磁搅拌电流450a、电磁搅拌频率2.5hz。
6.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法的连铸过程中，结晶器采用低熔点、高碱度的保护渣进行覆盖保护，熔点1125～1225℃，碱度0.77～0.97。
7.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法的连铸过程中，过热度控制20～70℃，拉速0.30～0.80m/min，足辊水流量1.6～2.2m3/h，二冷段水流量1.6～2.2m3/h。
8.根据权利要求7所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，过热度控制35～55℃，拉速0.65～0.75m/min，足辊水流量1.6～2.0m3/h二冷段水流量1.6～2.0m3/h。
9.根据权利要求7所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，根据过热度进行动态调整：过热度≤20℃时，拉速≥0.80m/min，足辊水流量≥2.2m3/h，二冷段水流量≥2.2m3/h；过热度20～35℃时，拉速0.80～0.70m/min，足辊水流量2.2～1.9m3/h，二冷段水流量2.2～1.9m3/h；过热度35～50℃时，拉速0.75～0.65m/min，足辊水流量2.0～1.7m3/h，二冷段水流量2.0～1.7m3/h；过热度50～65℃时，拉速0.70～0.60m/min，足辊水流量1.9～1.6m3/h，二冷段水流量1.9～1.6m3/h；过热度≥65℃时，拉速≤0.60m/min，足辊水流量≤1.60m3/h，二冷段水流量≤1.60m3/h。
10.根据权利要求1所述一种组织性能优异的高碳马氏体不锈钢低成本制造方法，其特征在于，所述方法的连铸过程后采用延迟切断方式，延迟切割长度≥6m。
