CN101962734A - 一种球磨机钢球用钢及其制备方法 - Google Patents
一种球磨机钢球用钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101962734A CN101962734A CN 201010294737 CN201010294737A CN101962734A CN 101962734 A CN101962734 A CN 101962734A CN 201010294737 CN201010294737 CN 201010294737 CN 201010294737 A CN201010294737 A CN 201010294737A CN 101962734 A CN101962734 A CN 101962734A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- ball
- ball mill
- preparation
- molten steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 176
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 4
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 27
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 22
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004709 CaSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明涉及一种球磨机钢球用钢及其制备方法，所述钢的组成按重量百分比计为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括冶炼、炉外精炼、连铸和连轧。根据本发明的钢具有高硬度、高强度和高耐磨性的特点并且生产周期短、生产成本低，可以替代高合金耐磨钢用作球磨机钢球。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，更具体地说，涉及一种主要应用于球磨机钢球的钢及其制备方法。
背景技术
球磨机钢球，无疑是全世界粉碎工业目前乃至可预见将来的第一大耐磨材料消耗件，2009年国内仅选矿一个行业即消耗了约200万吨各种材质的钢球，而我国水泥工业2010年预计也将消耗创记录的20万吨。球磨机钢球是球磨机重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大作用，其广泛用于水泥厂、发电厂等。
球磨机钢球在运转过程中，工作条件十分复杂，当运动件高速运转时，钢球与其支撑装置之间主要是以点或线相接触，承受着集中的周期性的交变载荷，其应力变化可由零到最大，再由最大到零，接触面积越小，承受的应力就越大。同时钢球还要承受由于离心力引起的负荷和与其支撑装置之间产生的弹性变形。除此之外，钢球在工作过程还受到润滑油等其它杂质的腐蚀，因此对钢的综合性能有着较高的要求。
已采用一种耐磨性能好、抗冲击能力强、耐腐蚀性强、硬度高的高铬合金铸球作为研磨体，产品回火后硬度(HRC)可达到56以上、冲击值≥3J/cm2以上、单个落球次数10000次以上、耐磨性是普通低铬球的2倍以上，充分显示出传统高铬铸球无与伦比的高耐磨性能。例如，某种高铬钢球，其化学成分为C：2.0～3.0％，Cr：12～17％，Si≤1.0％，Mn：0.5～1.5％，P≤0.10％，S≤0.06％，表面硬度HRC可达56以上。例如，牌号为ZQCr12的高铬淬火球，其化学成分为C：2.0～3.2％，Cr：11～14％，Si≤1.0％，Mn：0.5～2.5％，P≤0.10％，S≤0.10％，冲击值≥3J/cm2。
在现有技术中，采用铸造工艺生产钢球用钢材料，要求化学成分中合金元素高，生产效率低，成本高，质量波动大。迄今没有涉及大规模钢铁工业生产钢材料。
发明内容
针对现有技术中的钢存在的不足，本发明对钢的成分及制备工艺进行了优化设计，从而提供了一种具有高硬度、高强度和高耐磨性的球磨机钢球用钢及其制备方法。该球磨机钢球用钢还可用于对硬度、强度和耐磨性要求较高的领域，部分代替价格昂贵的高合金耐磨钢。
本发明的一方面提供了一种球磨机钢球用钢，其组成按重量百分比计为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选地，所述球磨机钢球用钢的组成中按重量百分比计可以含有：C：0.75～0.82％，Si：0.17～0.30％，Mn：0.75～0.85％，Cr：0.45～0.55％，Al：0.010～0.040％。
本发明另一方面提供了一种球磨机钢球用钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)冶炼钢水；(2)采用炉外精炼工艺处理钢水，将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)采用连铸工艺将经过炉外精炼处理的钢水形成铸坯；(4)预热铸坯，然后进行轧制，得到所述球磨机钢球用钢。
优选地，在所述步骤(2)中，可以将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.80％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.80～0.90％，Cr：0.54～0.60％，Al：0.010～0.040％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.025％，S≤0.020％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法，所述步骤(1)还可包括：在完成冶炼后，对得到的钢水中的Mn和Cr的含量进行调整，以使所述Mn的含量处于0.55％～0.65％的范围内，Cr的含量处于0.25％～0.45％的范围内。
根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法，所述步骤(2)中的炉外精炼工艺可以包括钢包炉精炼、真空脱气及合金化处理以及出钢前采用钙类合金对钢水中的夹杂物进行改性处理。进一步来说，在所述步骤(2)中，进行所述钢包炉精炼时，钢包吹氩流量可以为35～80L/min；进行所述真空脱气处理时，真空脱气装置中的绝对压强可以小于67Pa、保持时间可以为9～12min；合金化处理可以包括喂入铝对钢水进行终脱氧并调整钢水中的铝含量；夹杂物改性处理后，可以进行吹氩处理10分钟以上。这里，所述真空脱气装置中的绝对压强还可以为30～65Pa。
根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法，所述步骤(3)中，连铸时，中间包中的钢水的过热度可以为15～30℃。进一步来说，所述中间包中的钢水的过热度还可以为15～25℃。
根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法，所述步骤(4)中，预热时，均热温度可以为1180～1220℃，预热时间大于或等于2.5h，轧制时，开轧温度可以为1080～1150℃，终轧温度可以为850～1000℃。
与现有技术相比，本发明的技术方案有下列优点：
(1)本发明的球磨机钢球用钢是通过降低有害元素P、S的含量，采用高碳加锰和增加其它合金元素如铬等以及利用铝质材料来增加脱氧和细化晶粒的方法，保证了钢的高硬度、高强度和高耐磨性。
(2)本发明的球磨机钢球用钢具有高的综合性能，主要体现在以下几方面：与其它钢相比，合金元素含量低，利于节约能源，缩短生产周期，降低生产成本，且加入作为复合变质剂的Cr和铝质材料来改善显微组织与碳化物的形态和分布，显著地提高材料的力学性能和位错密度，钢的韧性得到明显改善，耐磨性能显著提高，取得了良好的效果。采用本发明的钢制备的钢球使用寿命达到甚至超过一般耐磨钢材料。
具体实施方式
根据本发明的钢的组成按重量百分比计为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。优选地，所述球磨机钢球用钢的组成中按重量百分比计可以含有：C：0.75～0.82％，Si：0.17～0.30％，Mn：0.75～0.85％，Cr：0.45～0.55％，Al：0.010～0.040％。在本说明书中，涉及到的所有组分的含量均为重量百分比含量。
其中，钢中的C能够通过增加钢中珠光体的含量来提高钢的强度，Si、Mn固溶在钢中同样能大幅度地提高强度，但随着钢中C、Si、Mn组分的增加，钢的韧性和可焊性随之下降。C含量为0.75～0.85％、Si含量为0.17～0.35％、Mn含量为0.70～0.90％，优选地，C含量为0.75～0.82％、Si含量为0.17～0.30％、Mn含量为0.75～0.85％。Cu、Ni和Cr元素可以提高钢的耐大气腐蚀能力，但这些元素也会降低钢的韧性和可焊性，因此Cu含量为不超过0.20％、Ni含量不超过0.20％、Cr含量为0.40～0.60％，优选地，Cr含量为0.45～0.55％。P会提高低温脆性转变温度，不利于钢的低温冲击性能，所以P含量不超过0.030％。除易切削钢外，S是有害元素，越低越好，本发明的钢的S含量不超过0.030％。Al是很强的脱氧元素，如果Al含量过高，则在氩气保护不良的条件下，会使钢液在浇铸时形成大量的Al2O3，使浇铸水口结瘤，影响钢液的可浇性，因此，Al含量为0.010～0.060％，优选地，为0.010～0.040％。
根据本发明的上述钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)冶炼钢水；(2)采用炉外精炼工艺处理钢水，将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，全氧含量O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；(3)采用连铸工艺将经过炉外精炼处理的钢水形成铸坯；(4)预热铸坯，然后进行轧制，得到所述球磨机钢球用钢。
在下文中，将主要以包括超高功率电炉(UHP)、钢包炉精炼法(LF)、真空脱气法(VD)、连铸和连轧等工序的工艺流程来执行根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法。
根据本发明的球磨机钢球用钢的制备方法的一种实施方式可以为：
(1)采用超高功率电炉冶炼钢水，以确保钢水成分按重量百分比计满足C≥0.15％，P≤0.020％，温度满足1600～1700℃。这里，将钢水的碳、磷含量和温度设定在上述范围内，主要是为了后续精炼步骤的便利和顺行，然而本发明不限于此，例如，这里也可以仅通过后续的精炼步骤，将钢水中的碳、磷含量控制在目标范围内；对于带有调温功能的炉外精炼工艺来说，钢水的温度可以不在上述温度范围内。在出钢过程中，对钢水中的Mn和Cr的含量进行调整，以使所述Mn和Cr的含量分别处于0.55％～0.65％和0.25％～0.45％的范围内。
(2)采用钢包精炼(LF)炉和真空脱气(VD)炉进行炉外精炼，以将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。优选地，将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.80％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.80～0.90％，Cr：0.54～0.60％，Al：0.010～0.040％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.025％，S≤0.020％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。其中，钢包炉精炼处理中钢包吹氩的流量可以为35～80L/min。真空脱气处理过程中，真空脱气装置中的绝对压强可以小于67Pa，优选地，真空脱气装置中的绝对压强为30～65Pa，保持时间为9～12min。例如，经过真空脱气的钢水中，氢含量可以小于0.00025％。可通过喂入铝对钢水进行终脱氧并调整钢水中的铝含量满足上述范围。可通过合金化工艺对钢水中的合金元素成分进行调整，使其满足各自的成分范围。出钢前采用钙类合金对钢水中的夹杂物进行改性处理，夹杂物改性处理后，进行吹氩处理(也可称为，氩气软吹处理)10分钟以上。所述钙类合金可以为CaAl合金、CaSi合金以及其它钙类合金。将钙类合金加入钢水中，可以使串簇状Al2O3变为球状的CaO-Al2O3系夹杂物，后者易于从钢水中分离出去，从而能够改善钢水的质量并能够防止钢水在浇铸过程中堵塞水口。夹杂物改性处理后，进行吹氩处理，能够起到使钢中夹杂物上浮和均匀温度的作用。在进行吹氩处理时，如果氩气流量太小，则起不到软吹效果，达不到促使钢中夹杂物上浮和均匀温度的效果，反之，如果氩气流量太大，则会造成钢液面裸露，造成钢水二次氧化，恶化钢水质量，因此氩气流量可以为20～60L/min。
(3)采用连铸工艺浇注铸坯。铸坯可以为方坯或矩形坯，当然也可以为圆坯。控制连铸中间包钢水过热度为15～30℃，如果中包钢水过热度低于15℃，钢水易被夹杂物污染，同时易使水口发生堵塞甚至冻结，迫使浇注中断，如果中包钢水过热度大于30℃，则会加剧钢水的二次氧化和对包衬耐火材料的侵蚀，从而使铸坯中非金属夹杂物增多，恶化铸坯质量，同时还会使坯壳减薄和厚度不均，造成漏钢。优选地，中间包钢水过热度为15～25℃。按常规操作规程来控制浇注速度。例如，对于尺寸规格为260×350mm的大方坯型铸坯，拉坯速度可以为0.50～0.75m/min；对于尺寸规格为150×220mm的小方坯型铸坯，拉坯速度可以为0.90～1.30m/min。这里，如果拉坯速度过低，则会影响生产效率，如果拉坯速度过高，则会造成铸坯的坯壳太薄和厚度不均，同时还会影响铸坯质量，甚至造成漏钢。连铸时，还可采用结晶器和末段组合电磁搅拌工艺，以提高铸坯质量。
(4)预热铸坯，然后进行连轧。为了保证铸坯加热的均匀性，防止奥氏体晶粒粗大化，使钢中碳氮化物充分固溶，从而提高轧材性能，以及为了防止脱碳和粘炉，制定钢坯在加热炉的均热温度为1180～1220℃，加热时间为≥2.5h，连轧工艺中，开轧温度1080～1150℃，终轧温度850～1000℃。完成轧制后，收集产品并缓冷。
虽然在上述实施例中，同时在电炉冶炼出钢时和炉外精炼过程中对合金成分进行调整，但是本领域技术人员应该清楚也可以仅通过在炉外精炼过程中对合金成分进行调整，从而得到本发明的球磨机钢球用钢。
尽管在上述内容中已经将由超高功率电炉(UHP)、钢包炉精炼法(LF)、真空脱气法(VD)、连铸和连轧等工序组成的工艺流程作为本发明的一个实施方式进行了描述，但是本领域技术人员应该理解，本发明的球磨机钢球用钢的制备方法也可以采用除上述工艺流程之外的其他工艺流程来实现。例如，也可以通过诸如转炉、氩氧脱碳法(AOD)、真空循环脱气法(RH)、真空吹氩脱气法(VAD)等工序的组合来实现本发明的方法。
下面通过具体实施例来说明本发明的有益效果。这些实施例均采用上述的由超高功率电炉(UHP)、钢包炉精炼法(LF)、真空脱气法(VD)、连铸和连轧等工序组成的工艺流程来实施。钢坯的尺寸规格为180mm×220mm。在连铸工序中，通过结晶器电磁搅拌和末段电磁搅拌来提高钢坯质量，并且结晶器电磁搅拌的工作电流为300A，频率为3.0HZ，末段电磁搅拌的工作电流为250A，频率为12.0HZ
关于实施例的具体参数见表1、表2、表3和表4。
表1示出了实施例中的钢的化学成分。表2是中间包钢水过热度、浇注速度、铸坯加热温度、时间及终轧温度。表3是钢低倍组织级别，表4是钢材非金属夹杂物检验级别，表3和表4均为通过国家标准检测方法获得的数据。表5为钢材硬度、强度和耐磨性能检验值。
表1钢球用钢实施例化学成分(重量，％)
| 组分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | Al | 其它杂质 |
| 实施例1 | 0.79 | 0.22 | 0.80 | 0.012 | 0.004 | 0.55 | 0.02 | 0.05 | 0.018 | 微量 |
| 实施例2 | 0.79 | 0.24 | 0.83 | 0.009 | 0.003 | 0.57 | 0.02 | 0.04 | 0.028 | 微量 |
| 实施例3 | 0.78 | 0.20 | 0.83 | 0.013 | 0.002 | 0.56 | 0.02 | 0.07 | 0.029 | 微量 |
| 实施例4 | 0.79 | 0.21 | 0.80 | 0.007 | 0.001 | 0.56 | 0.01 | 0.03 | 0.018 | 微量 |
| 实施例5 | 0.77 | 0.20 | 0.82 | 0.008 | 0.001 | 0.56 | 0.02 | 0.04 | 0.018 | 微量 |
| 实施例6 | 0.78 | 0.21 | 0.82 | 0.011 | 0.002 | 0.56 | 0.01 | 0.03 | 0.029 | 微量 |
| 实施例7 | 0.78 | 0.20 | 0.82 | 0.011 | 0.002 | 0.55 | 0.02 | 0.05 | 0.023 | 微量 |
| 实施例8 | 0.78 | 0.20 | 0.81 | 0.008 | 0.002 | 0.56 | 0.01 | 0.03 | 0.030 | 微量 |
| 实施例9 | 0.77 | 0.21 | 0.81 | 0.014 | 0.004 | 0.55 | 0.02 | 0.04 | 0.030 | 微量 |
| 实施例10 | 0.78 | 0.22 | 0.78 | 0.008 | 0.001 | 0.55 | 0.01 | 0.03 | 0.030 | 微量 |
表2中间包钢水过热度、浇注速度、铸坯加热温度、时间及终轧温度
表3钢低倍组织级别/级(按GB/T226检验，GB/T1979评级)
| 低倍缺陷 | 一般疏松 | 中心疏松 | 锭型偏析 | 中心偏析 |
| 级别 | ≤1.5 | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤1.0 |
表4非金属夹杂物检验级别/级(GB/T10561)
注：根据夹杂物的形态和分布，标准图谱分为A、B、C和D四大类。这四大类夹杂物代表最常观察到的夹杂物的类型和形态：其中A为硫化物类，B为氧化铝类，C为硅酸盐类，D为球状、点状氧化物类，且A、B、C和D类夹杂物按其厚度或直径不同又分为细系和粗系两个系列。
表5钢球表面硬度、芯部硬度、冲击韧性和耐磨性能检验值(∮30mm)
综上所述，本发明的钢是通过降低有害元素P、S的含量，采用高碳加锰和增加其它合金元素如铬等以及利用铝质材料来增加脱氧和细化晶粒的方法，保证了钢的高硬度、高强度和高耐磨性。而且，与现有技术的钢相比，本发明的钢具有高的综合性能，并且降低了Cr等合金元素用量，有利于节约能源，缩短了生产周期，降低了生产成本。此外，在本发明的钢中，加入作为复合变质剂的Cr和铝质材料来改善显微组织与碳化物的形态和分布，显著地提高材料的力学性能，钢的韧性得到明显改善，耐磨性能显著提高，基本上可以替代高合金耐磨钢使用，取得了良好的效果。
尽管上面结合实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种变形和修改。
Claims (10)
1.一种球磨机钢球用钢，其特征在于，其组成按重量百分比计为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的球磨机钢球用钢，其特征在于，其组成中按重量百分比计含有：C：0.75～0.82％，Si：0.17～0.30％，Mn：0.75～0.85％，Cr：0.45～0.55％，Al：0.010～0.040％。
3.一种球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)冶炼钢水；
(2)采用炉外精炼工艺处理钢水，将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.85％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.70～0.90％，Cr：0.40～0.60％，Al：0.010～0.060％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质；
(3)采用连铸工艺将经过炉外精炼处理的钢水形成铸坯；
(4)预热铸坯，然后进行轧制，得到所述球磨机钢球用钢。
4.如权利要求3所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，将钢水的成分按重量百分比计控制为：C：0.75～0.80％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.80～0.90％，Cr：0.54～0.60％，Al：0.010～0.040％，Cu≤0.20％，Ni≤0.20％，P≤0.025％，S≤0.020％，O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.如权利要求3所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：在完成冶炼后，对得到的钢水中的Mn和Cr的含量进行调整，以使所述Mn的含量处于0.55％～0.65％的范围内，Cr的含量处于0.25％～0.45％的范围内。
6.如权利要求3所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的炉外精炼工艺包括钢包炉精炼、真空脱气及合金化处理以及出钢前采用钙类合金对钢水中的夹杂物进行改性处理。
7.如权利要求6所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，进行所述钢包炉精炼时，钢包吹氩流量为35～80L/min；进行所述真空脱气处理时，真空脱气装置中的绝对压强小于67Pa、保持时间为9～12min；进行所述合金化处理包括喂入铝对钢水进行终脱氧并调整钢水中的铝含量；夹杂物改性处理后，进行吹氩处理10分钟以上。
8.如权利要求7所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，所述真空脱气装置中的绝对压强为30～65Pa。
9.如权利要求3所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，连铸时，中间包中的钢水的过热度为15～30℃。
10.如权利要求3所述的球磨机钢球用钢的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，预热时，均热温度为1180～1220℃，预热时间大于或等于2.5h，轧制时，开轧温度为1080～1150℃，终轧温度为850～1000℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102947370A CN101962734B (zh) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | 一种球磨机钢球用钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102947370A CN101962734B (zh) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | 一种球磨机钢球用钢及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101962734A true CN101962734A (zh) | 2011-02-02 |
| CN101962734B CN101962734B (zh) | 2012-08-01 |
Family
ID=43515785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102947370A Expired - Fee Related CN101962734B (zh) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | 一种球磨机钢球用钢及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101962734B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104275230A (zh) * | 2014-05-24 | 2015-01-14 | 宁国市南方耐磨材料有限公司 | 一种高硬度涂层耐磨球 |
| CN104762562A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-07-08 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种大直径磨球用钢及其制造方法 |
| CN105132787A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-09 | 山东西王特钢有限公司 | 一种高档矿山研磨球用b2超低碳偏析指数控制方法 |
| CN105420595A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-23 | 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 | 一种马贝奥三体复合相衬板及其制备方法 |
| CN106222552A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 登封市荣泰机械配件有限公司 | 高强耐磨型球磨机钢球用钢及其制备方法 |
| CN106435363A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 河北天理环保科技有限公司 | 轧制高耐磨钢球及其生产方法 |
| CN108315647A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 天津荣程联合钢铁集团有限公司 | 磨球钢材料及其制备方法 |
| CN108342645A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-31 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种过共析磨球用钢及其制备方法 |
| CN110093562A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-06 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种磨球用钢及其制备方法 |
| CN113943885A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-18 | 承德荣茂铸钢有限公司 | 一种矿山专用高耐磨高铬合金铸铁磨球的加工工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86106894A (zh) * | 1985-10-24 | 1987-04-29 | 日本钢管株式会社 | 能够防止失稳断裂扩展的耐磨钢轨 |
| JPH01306542A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-11 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 介在物組成を制御した軸受用鋼 |
| CN1811002A (zh) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 酸性环境用x65管线钢及其制造方法 |
| CN1863935A (zh) * | 2003-10-10 | 2006-11-15 | Ntn株式会社 | 滚动轴承 |
| CN101624675A (zh) * | 2009-07-30 | 2010-01-13 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 履带链轨销轴用45bm钢及其制造方法 |
-
2010
- 2010-09-28 CN CN2010102947370A patent/CN101962734B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86106894A (zh) * | 1985-10-24 | 1987-04-29 | 日本钢管株式会社 | 能够防止失稳断裂扩展的耐磨钢轨 |
| JPH01306542A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-11 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 介在物組成を制御した軸受用鋼 |
| CN1863935A (zh) * | 2003-10-10 | 2006-11-15 | Ntn株式会社 | 滚动轴承 |
| CN1811002A (zh) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | 宝山钢铁股份有限公司 | 酸性环境用x65管线钢及其制造方法 |
| CN101624675A (zh) * | 2009-07-30 | 2010-01-13 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 履带链轨销轴用45bm钢及其制造方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104275230A (zh) * | 2014-05-24 | 2015-01-14 | 宁国市南方耐磨材料有限公司 | 一种高硬度涂层耐磨球 |
| CN104762562A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-07-08 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种大直径磨球用钢及其制造方法 |
| CN105132787A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-09 | 山东西王特钢有限公司 | 一种高档矿山研磨球用b2超低碳偏析指数控制方法 |
| CN105420595A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-23 | 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 | 一种马贝奥三体复合相衬板及其制备方法 |
| CN106222552A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 登封市荣泰机械配件有限公司 | 高强耐磨型球磨机钢球用钢及其制备方法 |
| CN106435363A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 河北天理环保科技有限公司 | 轧制高耐磨钢球及其生产方法 |
| CN108315647A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 天津荣程联合钢铁集团有限公司 | 磨球钢材料及其制备方法 |
| CN108315647B (zh) * | 2018-02-09 | 2020-02-21 | 天津荣程联合钢铁集团有限公司 | 磨球钢材料及其制备方法 |
| CN108342645A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-31 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种过共析磨球用钢及其制备方法 |
| CN110093562A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-06 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种磨球用钢及其制备方法 |
| CN113943885A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-18 | 承德荣茂铸钢有限公司 | 一种矿山专用高耐磨高铬合金铸铁磨球的加工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101962734B (zh) | 2012-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101962734B (zh) | 一种球磨机钢球用钢及其制备方法 | |
| CN109252097B (zh) | 一种高强度胀断连杆的非调质钢及其连铸生产工艺 | |
| CN109338035B (zh) | 一种风力发电机齿轮箱轴承用钢及其生产方法 | |
| CN103014550B (zh) | 高铬多元合金耐磨球及其制造方法 | |
| CN100436633C (zh) | 低碳高合金球磨机衬板钢及其制造方法 | |
| CN102925818B (zh) | 一种抗腐蚀耐髙温轴承钢及其生产工艺 | |
| CN103160729B (zh) | 中碳微合金化工程机械履带链片用钢及其生产工艺 | |
| CN102703817B (zh) | 一种易切削齿轮钢及其生产工艺 | |
| CN101717893B (zh) | 一种55Si2MnVNbN弹簧钢及其生产工艺 | |
| CN104099520B (zh) | 一种高碳低合金锯片钢及其热轧钢板生产方法 | |
| CN103510020B (zh) | 一种弹簧钢盘条及其夹杂物控制方法 | |
| CN102936689B (zh) | 一种耐髙温轴承钢及其生产工艺 | |
| CN107904492A (zh) | 一种低硅高碳铬轴承钢及其热轧生产方法 | |
| CN101760701B (zh) | 一种合金塑料模具钢板及其生产方法 | |
| CN101805869B (zh) | 含硼高铬高速钢轧辊材料及其热处理方法 | |
| CN105970095B (zh) | 一种高强度、高耐磨性、高疲劳寿命的履带用钢及其生产工艺 | |
| CN104294153B (zh) | 一种耐碱性腐蚀锚链钢及生产方法 | |
| CN103993234B (zh) | 一种中碳中铬合金钢耐磨衬板及其制备方法 | |
| CN114672723A (zh) | 一种胀断连杆用46MnVS系列钢及其制造方法 | |
| CN103014480A (zh) | 多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法 | |
| CN103966498A (zh) | 一种高铬白口抗磨铸铁耐磨材料及其制造方法 | |
| CN101717894A (zh) | 一种40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢及其生产工艺 | |
| CN109487155A (zh) | 高压油缸液压杆用非调质钢及其生产方法 | |
| CN103014522A (zh) | 一种新型低成本耐磨高强钢q550d钢板及其生产方法 | |
| CN110964984A (zh) | 一种中、大型汽车轴套用钢sae4160m及其生产工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINAN IRON AND STEEL CO LTD Free format text: FORMER OWNER: LAIWU IRON CO., LTD. Effective date: 20120405 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 271104 Laiwu Steel Technology Center, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, China Applicant after: Laiwu Iron & Steel Co.,Ltd. Address before: 271104, Xinxing Road, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, 21 Applicant before: Laiwu Iron & Steel Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 271104 LAIWU, SHANDONG PROVINCE TO: 250101 LAIWU, SHANDONG PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120405 Address after: 250101 Laiwu Steel Technology Center, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, China Applicant after: JINAN IRON AND STEEL Co.,Ltd. Address before: 271104 Laiwu Steel Technology Center, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, China Applicant before: Laiwu Iron & Steel Co.,Ltd. |
|
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Applicant after: SHANDONG IRON AND STEEL Co.,Ltd. Address before: 250101 Laiwu Steel Technology Center, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, China Applicant before: JINAN IRON AND STEEL Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JINAN IRON AND STEEL CO LTD TO: SHANDONG STEEL CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120801 |