CN103911555B - 耐磨钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐磨钢及其制造方法，该方法包括以下步骤：铁水预处理；在铁水的S含量不超过0.015%，铁水温度不小于1280℃时，采用转炉初炼钢水；在钢水中P含量不超过0.020%时，向钢包出钢；在钢包出钢过程中，调整钢水Si含量为0.15～0.35%，Mn含量为1.10～1.45%，Cr含量为0.30～0.60%；在钢包精炼炉中控制钢水Als含量为0.015～0.055%，并调整C含量为0.26～0.31%；对钢水进行循环真空脱气处理，之后调整钢水的Ti含量为0.018～0.050%，B含量为0.0005～0.0035%，Ca含量为0.0020～0.0040%，从而得到具有高强度和高冲击韧性的耐磨钢。

Description

耐磨钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐磨钢及其制造方法，具体地讲，本发明涉及一种挖掘机刀刃用钢及其制造方法。

背景技术

挖掘机刀刃用钢工作环境非常恶劣，刀刃直接与物料发生激烈碰撞与摩擦。鉴于挖掘机刀刃使用的特殊性，对钢材强度指标、耐磨性指标要求越来越高。现有技术中，一般采用NM360、NM400等高强耐磨钢等钢种作为工程机械挖掘机刀刃用钢，此类产品由于加入合金较多，成本偏高，而且调质时不同程度地存在焊接开裂、产品板形差等问题。

公布号为CN1544682A的中国专利文献公开了一种用料为1E921的挖掘机刀刃用钢，该挖掘机刀刃用钢化学成分按重量百分比计包含：0.15～0.20%的C、0.15～0.35%的Si、0.95～1.30%的Mn、0.0005～0.003%的B、不超过0.035%的P、不超过0.04%的S、0.40～0.65%的Cr、0.25～0.35%的Mo。该钢种虽然强度高、韧性好、耐磨性及可焊接性好，但是由于其含有较高含量的Cr、Mo等昂贵合金元素，使生产成本较高。

公布号为CN1844434A的中国专利文献公开了一种装载机挖掘机刀刃用钢及其生产方法，该挖掘机刀刃用钢化学成分按重量百分比计包含：0.21～0.25%的C、0.70～0.90%的Si、1.50～1.85%的Mn、0.0005～0.0030%的B、0.01～0.08%的Ti、不超过0.020%的P、不超过0.015%的S。该钢种成本较低，但是锰含量偏高，带状组织不好控制。

因此，在现有的挖掘机刀刃用钢的生产技术中，应采取低合金化路线以降低生产成本。然而现有技术中通常提高钢中锰含量来提高钢的强度和韧性，但具有高锰含量的钢中带状组织不易于控制，降低了钢的塑性和冲击韧性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题中的一个或多个技术问题，提供了一种耐磨钢及其制造方法。

根据本发明的耐磨钢按重量百分比计包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的P以及不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。

根据本发明的示例性实施例，所述耐磨钢可以为挖掘机刀刃用钢。

根据本发明的耐磨钢的制造方法包括以下步骤：（a）铁水预处理；（b）在铁水的S含量不超过0.015%，铁水温度不小于1280℃时，采用转炉初炼钢水；（c）在钢水中P含量不超过0.020%时，向钢包出钢；（d）在钢包出钢过程中，调整钢水Si含量为0.15～0.35%，Mn含量为1.10～1.45%，Cr含量为0.30～0.60%；（e）在钢包精炼炉中控制钢水Als含量为0.015～0.055%，并调整C含量为0.26～0.31%；（f）对钢水进行循环真空脱气处理；（g）钢水经循环真空脱气处理后，调整钢水的Ti含量为0.018～0.050%，B含量为0.0005～0.0035%，Ca含量为0.0020～0.0040%，从而得到耐磨钢；所述耐磨钢包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的P以及不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（d）中可采用硅锰来控制钢水的Si含量，可采用铬铁来控制钢水的Cr含量，可采用高锰和硅锰中的至少一种来控制钢水的Mn含量。

根据本发明的示例性实施例，步骤（e）还可包括在LF精炼装置中对钢水的成分进行微调。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（e）中可向钢水喂入铝线来控制钢水的Al含量，可向钢水加入碳来控制钢水的C含量。

根据本发明的示例性实施例，步骤（f）可包括在RH真空装置中对钢水进行循环真空脱气处理，真空脱气处理时间可不小于12min。

根据本发明的示例性实施例，在步骤（g）中可通过向钢水加入钛来调整钢水的Ti含量，可向钢水中喂入硼线来调整钢水中的B含量，可向钢水中喂入钙铁线来调整钢水的Ca含量。

根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还可包括在步骤（g）之后，对RH真空装置中的钢水进行吹氩处理，吹氩时间可不小于12min。

根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还可包括在步骤（g）之后对钢水进行连铸和板坯轧制，连铸铸坯出炉温度可控制在1150～1200℃，粗轧开轧温度可控制在1130～1170℃，粗轧终轧温度可控制在不小于1050℃，粗轧总压缩比可不小于50%，精轧开轧温度可控制在950～1050℃。

根据本发明的示例性实施例，制造宽度为2300～3000mm、厚度为10～20mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可为990～1050℃，制造宽度为2300～3000mm、厚度为25～40mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可为950～980℃，制造宽度为2300～3000mm、厚度为45～60mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可为980～1000℃。

根据本发明的耐磨钢及其制造方法，生产工艺容易控制，产品具有优异的强度和韧性；通过LF精炼和RH精炼控制合金成分，通过合理控制轧制工艺，得到的钢板淬透性带窄，板形良好。此外，本发明的耐磨钢中合金元素的低含量降低了耐磨钢的制造成本，低锰含量有利于带状组织的控制。

具体实施方式

下面将结合示例性实施例来对本发明的耐磨钢及其制造方法做进一步描述。

根据本发明的耐磨钢按重量百分比计包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的以及不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。在本说明书中，涉及到的所有组分的含量均按重量百分比计。

根据本发明的钢具有较高的强度、硬度以及冲击韧性，因此是一种耐磨钢，故可以用来制作挖掘机的刀刃。

下面描述根据本发明的钢中包含的元素及其选择其范围的理由。

碳是钢中不可缺少的提高钢材强度和硬度的元素之一，由于挖掘机刀刃用钢需要非常好的强度与硬度来保证挖掘机刀刃的耐磨性能，因此，较高的碳含量是必不可少的。如果钢中碳含量低于0.26%，则降低了钢的硬度，达不到要求，从而保证不了挖掘机刀刃的耐磨性能；而碳含量保持在0.30%左右，可使得钢保持一个较高的硬度，且可焊区较大。因此，为了保证钢板具有高的硬度、较好的韧性、优良的冷成型性和焊接性能，将碳含量限定在0.26～0.31%。

硅能溶于铁素体和奥氏体，以固溶强化的形式来提高钢的硬度和强度，固溶强化作用很强。硅可使C曲线右移，提高钢的淬透性。同时，也是钢中的脱氧元素。但如果钢中硅含量过高，则会引起面缩率下降，特别是冲击韧性下降较为明显，同时对钢的焊接性也不利，因此钢中硅含量不应过高，本发明的钢中硅含量被限定为0.15～0.35%。

锰能与铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；锰同时能很好的稳定奥氏体组织，进一步增强钢的淬透性；锰还可使钢在受到冲击而产生变形时，使钢材表面层得到强化而具有高的耐磨性；锰与硫形成熔点较高的MnS，可有效防止FeS的产生所导致的热脆现象。但锰含量太高会使得钢的晶粒容易粗化，也增强了钢的回火脆性敏感性。因此，添加的Mn含量控制在为1.10～1.45%。

钛与氮、氧、碳具有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、氧的有效元素，在含硼钢的冶炼中是必不可少的。钛是强氮化物和强碳化物形成元素，钛的碳、氮化物能有效地钉扎奥氏体晶界，有助于控制奥氏体晶粒的长大，大大改善焊接热影响区的低温韧性。因此，添加的Ti含量控制在为0.018～0.050%。

铬能显著提高耐磨钢的强度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，但同时降低塑性和韧性，因此，添加的Cr含量控制在0.30～0.60%之间。

硼能提高钢的淬透性，从而可以省去其他较稀有贵重的金属的加入，降低生产成本。硼元素资源丰富，价格便宜，钢中添加硼能显著节省镍、铬、钼等昂贵的合金元素，有可观的经济效益。硼钢的主要优点是价格便宜，在保证钢具有所需淬透性和力学性能的同时，钢的热、冷加工性能较好。主要缺点是，淬透性的波动比不含硼元素的钢大。当有效硼含量为0.0003～0.005%时，其所起的淬透性效果最好，过多的硼会降低淬透性。因此，本发明的钢中B含量被限定为0.0005～0.0035%。

钢中的铝分为两种类型。一种是冶炼时来不及上浮到钢渣中的脱氧产物Al2O3中的铝，由于Al2O3不能溶于酸中，所以将与氧结合形成Al2O3的铝称为酸不溶铝。另一种是可被酸溶解的铝，主要有单质铝和氮化铝（AlN）中的铝，其称为酸溶铝，通常用“Als”表示。钢中酸溶铝和酸不溶铝之和称为全铝，通常用“Al”或“Alt”表示。一般钢水经过精炼后，Alt中有90%以上的是Als，或者Als含量约等于Alt含量。本发明所称的酸溶铝指如上所述存在于钢中可以被酸溶解的铝（Als），所涉及的对酸溶铝的量的表述指上述可以被酸溶解的铝元素的量。本发明的钢中Als含量控制在0.015～0.055%，其用作脱氧剂以保证钛、硼的收得率外，更主要的作用是在此范围内能使钢板获得良好的强度及韧性。

钙能细化晶粒，避免长条状硫化物夹杂的形成，从而改善钢的各向异性，并且可以促进高熔点的三氧化二铝与氧化钙结合形成低熔点的铝酸钙，提高钢液的浇铸性能，减轻水口堵塞。但钙的加入量过多，可形成高熔点的CaS，恶化钢液的浇铸性能。因此，本发明的钢中Ca含量被限定为0.0020～0.0040%。

磷、硫：磷在钢中容易造成偏析、增加回火脆性以及显著降低钢的塑性和韧性，造成“冷脆”，显著降低钢的低温冲击韧性；硫易与锰结合生成MnS夹杂，硫与铁结合生成的FeS在高温下容易造成“热脆”。因此，本发明要求钢中P含量不超过0.030%和S含量不超过0.025%，尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响。通过对铁水进行深脱硫预处理、真空处理等手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。

根据本发明的示例性实施例，所述钢按重量百分比计可包含0.27%的C、0.25%的Si、1.20%的Mn、0.005%的S、0.015%的P、0.40%的Cr、0.0025%的Ca、0.0010%的B、0.025%的Ti、0.020%的Als，其余为Fe及不可避免的杂质。

下面将描述本发明的钢的制造方法。

根据本发明的钢的制造方法包括铁水预处理、初炼钢水、LF炉（钢包精炼炉）精炼钢水和RH炉真空脱气（循环真空脱气）。

具体地讲，首先，高炉铁水进行铁水预处理，当铁水中S含量控制在不超过0.015%且铁水温度不小于1280℃时，将铁水兑入转炉进行初炼钢水。

铁水预处理可在KR法铁水预处理装置内进行。使用KR法进行铁水预脱硫可以提高脱硫效率，降低铁水中的脱硫剂的加入量以及降低金属损耗。但本发明并不限于此，也就是说，铁水预处理可以在ATH法或者TDS法的铁水预处理装置内进行铁水预脱硫。

初炼钢水在顶底复吹转炉内进行。在转炉炼钢过程中，造渣材料分两批加入，造渣材料加入总量为45～55kg/t_钢，顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为18～22kg/t_钢，转炉吹炼9.5～10.5min时加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为27～33kg/t_钢，终渣碱度控制在R=3.0～3.5；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间不低于60s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为2.0～3.0kg。当钢水初炼到P含量不超过0.020%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，可向钢包中加入合成渣和合金化材料，控制钢水的Si含量为0.15～0.35%，控制钢水的Cr含量为0.30～0.60%，控制钢水的Mn含量为1.10～1.45%。合金化材料可以包括高锰、硅锰和铬铁。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。具体地讲，LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣，采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水Als含量为0.015～0.055%。通过加入碳来调整钢水中的C含量，控制钢水的C含量为0.26～0.31%。出站前顶渣为黄白渣或白渣，黄白渣或白渣保持时间不少于10min，终渣碱度控制在2.5以上。

在转炉向钢包出钢时，不可避免地会带入一定量的转炉渣到钢包中。转炉渣磷含量高，在LF炉还原气氛作用下，渣中的一部分磷再次回到钢液中，而使P元素略有增加。然而，因为在转炉冶炼钢水时将P含量控制在0.020%以下，所以尽管P含量略有增加，但不会超过0.030%。

之后，对钢水进行RH真空脱气处理，RH真空脱气处理的主要作用在于将钢中的氢脱除到更低的水平。具体地讲，可在RH真空装置中采用本处理模式对钢水进行真空处理，真空处理的时间可以不低于12min。

在RH真空脱气处理后，调整钢水的Ti、B、Ca的含量，使得钢水的Ti含量为0.018～0.050%，B含量为0.0005～0.0035%，Ca含量为0.0020～0.0040%，并可以吹氩对钢水进行搅拌。例如，将钛线、硼铁线、钙铁线分别加入RH真空脱气处理后的钢液中来调整钢液的Ti、B、Ca的含量，之后通过吹氩气对钢水进行搅拌，吹氩时间不少于12min。

通过上述方法，得到本发明的耐磨钢，其按重量百分比计包含0.26～0.31%的C、0.15～0.35%的Si、1.10～1.45%的Mn、0.015～0.055%的Als、0.018～0.050%的Ti、0.30～0.60%的Cr、0.0005～0.0035%的B、0.0020～0.0040%的Ca、不超过0.030%的P和不超过0.025%的S，余量为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的耐磨钢的制造方法，在出钢过程中调整钢水的Mn、Si、Cr含量，在后续的精炼过程中调整钢水的Ca、B、Ti含量，在有效地提高了耐磨钢的耐磨性的同时，降低了价格昂贵的合金元素的加入量以及降低了容易粗化钢的晶粒的Mn的加入量，从而降低了生产成本。

根据本发明的耐磨钢的制造方法还可以包括连铸与轧制步骤。连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式（比水量小于0.28l/kg），这样可以有效避免钢液的二次氧化。轧制过程可以分为二阶段，并可以采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行轧制。连铸铸坯出炉温度可以控制在1150～1200℃，可以设置粗轧总压缩比不小于50%，粗轧开轧温度可以控制在1130～1170℃，粗轧终轧温度可以控制在不小于1050℃，精轧开轧温度可以控制在950～1050℃。根据本发明的示例性实施例，生产宽度为2300～3000mm（例如2500mm）、厚度为10～20mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可以为990～1050℃，生产宽度为2300～3000mm（例如2500mm）、厚度为25～40mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可以为950～980℃，生产宽度为2300～3000mm（例如2500mm）、厚度为45～60mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度可以为980～1000℃。通过控制轧制温度能够使钢坯内部微观组织上形成超细化铁素体晶粒，通过细晶强化和析出强化的结合，可以显著提高轧制成型的钢坯的强度、耐磨性和低温冲击韧性，也可以优化钢坯的板形。

下面结合示例对本发明的耐磨钢及其制造方法做进一步说明。

示例1：

对出高炉铁水在KR装置进行铁水预脱硫，铁水的硫含量为0.010%且铁水温度不小于1280℃时，通过顶底复吹转炉将铁水初炼成钢水。在转炉炼钢过程中，在顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为19kg/t_钢，转炉吹炼9.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为32kg/t_钢，终渣碱度控制在R=3.5；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间为60s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为2.2kg。当钢水初炼到P含量为0.010%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，向钢包中加入合成渣和高锰、硅锰和铬铁合金，控制钢水的Si含量为0.24%，控制钢水的Cr含量为0.35%，控制钢水的Mn含量为1.20%。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣；采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水的Als含量为0.020%。通过加入碳来调整钢水的C含量，控制钢水的C含量为0.26%。出站前顶渣为白渣，白渣保持时间为11min，终渣碱度控制在3.6。

之后，将LF炉处理后的钢水转移到RH真空装置。真空装置纯处理时间为12min，真空处理完毕后，向钢水中喂钛线固氮，喂硼铁线增硼，喂钙铁线进行微钙处理，使钢液按重量百分比计含有0.026%的Ti、0.0008%的B、0.0028%的Ca，之后进行吹氩对钢水进行搅拌，吹氩时间为13min。

RH真空处理后的钢水进行板坯连铸，连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式。连铸前取中间包钢样分析钢的化学组分为0.26%的C、0.24%的Si、1.20%的Mn、0.0015%的S、0.015%的P、0.35%的Cr、0.0028%的Ca、0.0008%的B、0.026%的Ti、0.020%的Als，其余为Fe及另外的不可避免的杂质。

最后，采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行两阶段轧制。设置粗轧总压缩比为55%，粗轧开轧温度为1135℃，粗轧终轧温度为1100℃，精轧开轧温度为1000℃，将温度为1160℃的连铸板坯轧制成14mm厚度、2500mm宽度的钢板。

示例2：

对出高炉铁水在KR装置内进行铁水预脱硫，铁水的硫含量为0.009%且铁水温度不小于1280℃时，通过顶底复吹转炉将铁水初炼成钢水。在转炉炼钢过程中，在顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为20kg/t_钢，转炉吹炼10min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为30kg/t_钢，终渣碱度为R=3.2；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间为70s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为2.5kg。当钢水初炼到P含量不超过0.015%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，向钢包中加入合成渣和高锰、硅锰和铬铁合金，控制钢水的Si含量为0.32%，控制钢水的Cr含量为0.45%，控制钢水的Mn含量为1.25%。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣，采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水的Als含量为0.035%。通过加入碳来调整钢水的C含量，控制钢水的C含量为0.27%。出站前顶渣为白渣，白渣保持时间为12min，终渣碱度控制在3.7。

之后，将LF炉处理后的钢水转移到RH真空装置。真空装置纯处理时间为12min。真空处理完毕后，向钢水中喂钛线固氮，喂硼铁线增硼，喂钙铁线进行微钙处理，使钢液含有0.034%的Ti、0.0012%的B、0.0020%的Ca，之后进行吹氩对钢水进行搅拌，吹氩时间为14.5min。

RH真空处理后的钢水进行板坯连铸，连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式。连铸前取中间包钢样分析钢的化学组分为0.27%的C、0.32%的Si、1.25%的Mn、0.013%的S、0.009%的P、0.45%的Cr、0.0020%的Ca、0.0012%的B、0.034%的Ti、0.035%的Als，其余为Fe及另外的不可避免的杂质。

最后，采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行两阶段轧制。设置粗轧总压缩比为58%，粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为1100℃，精轧开轧温度为970℃，将温度为1185℃的连铸板坯轧制成25mm厚度、2500mm宽度的钢板。

示例3：

对出高炉铁水在KR装置内进行铁水预脱硫，铁水硫含量为0.010%且铁水温度不小于1280℃时，通过顶底复吹转炉将铁水初炼成钢水。在转炉炼钢过程中，在顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为18kg/t_钢，转炉吹炼10.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为33kg/t_钢，终渣碱度为R=3.0；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间为70s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为2.6kg。当钢水初炼到P含量为0.020%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，可向钢包中加入合成渣和高锰、硅锰和铬铁合金，控制钢水的Si含量为0.15%，控制钢水的Cr含量为0.30%，控制钢水的Mn含量为1.10%。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣，采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水的Als含量为0.015%。通过加入碳来调整钢水的C含量，控制钢水的C含量为0.28%。出站前顶渣为白渣，白渣保持时间为13min，终渣碱度控制在4.0。

之后，将LF炉处理后的钢水转移到RH真空装置。真空装置纯处理时间为12min，真空处理完毕后，向钢水中喂钛线固氮，喂硼铁线增硼，喂钙铁线进行微钙处理，使钢液按重量百分比计含有0.018%的Ti、0.0026%的B、0.0028%的Ca，之后进行吹氩对钢水进行搅拌，吹氩时间为12min。

RH真空处理后的钢水进行板坯连铸，连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式。连铸前取中间包钢样分析钢的化学组分为0.28%的C、0.15%的Si、1.10%的Mn、0.025%的S、0.011%的P、0.30%的Cr、0.0028%的Ca、0.0026%的B、0.018%的Ti、0.015%的Als，其余为Fe及另外的不可避免的杂质。

最后，采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行两阶段轧制。设置粗轧总压缩比为60%，粗轧开轧温度为1140℃，粗轧终轧温度为1100℃，精轧开轧温度为995℃，将出炉温度为1180℃的连铸板坯轧制成35mm厚度、2500mm宽度的钢板。

示例4：

对出高炉铁水在KR装置进行铁水预脱硫，铁水中硫含量为0.012%且铁水温度不小于1280℃时，通过顶底复吹转炉将铁水初炼成钢水。在转炉炼钢过程中，在顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为21kg/t_钢，转炉吹炼10.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为28kg/t_钢，终渣碱度控制在R=3.2；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间为70s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为2.8kg。当钢水初炼到P含量为0.018%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，向钢包中加入合成渣和高锰、硅锰和铬铁合金，控制钢水的Si含量为0.20%，控制钢水的Cr含量为0.50%，控制钢水的Mn含量为1.35%。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣，采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水的Als含量为0.047%。通过加入碳来调整钢水的C含量，控制钢水中的C含量为0.30%。出站前顶渣为白渣，白渣保持时间为12min，终渣碱度控制在4.1。

之后，将LF炉处理后的钢水转移到RH真空装置。真空装置纯处理时间为8min，真空处理完毕后，向钢水中喂钛线固氮，喂硼铁线增硼，喂钙铁线进行微钙处理，使钢液含有0.042%的Ti、0.0020%的B、0.0033%的Ca，之后进行吹氩对钢水进行搅拌，吹氩时间为13min。

RH真空处理后的钢水进行板坯连铸，连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式。连铸前取中间包钢样分析钢的化学组分为0.30%的C、0.20%的Si、1.35%的Mn、0.010%的S、0.024%的P、0.50%的Cr、0.0033%的Ca、0.0020%的B、0.042%的Ti、0.047%的Als，其余为Fe及另外的不可避免的杂质。

最后，采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行两阶段轧制。设置粗轧总压缩比为61%，粗轧开轧温度为1140℃，粗轧终轧温度为1090℃，精轧开轧温度为1000℃，将出炉温度为1180℃的连铸板坯轧制成50mm厚度、2500mm宽度的钢板。

示例5：

对出高炉铁水在KR装置进行铁水预脱硫，铁水硫含量为0.010%且铁水温度不小于1280℃时，通过顶底复吹转炉将铁水初炼成钢水。在转炉炼钢过程中，在顶枪下枪时加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量为22kg/t_钢，转炉吹炼10min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量为29kg/t_钢，终渣碱度控制在R=3.5；氧枪制度采用高拉吹补，终点压枪时间为70s。脱氧制度采用铝锰钛合金脱氧，冶炼每吨钢的铝锰钛合金的加入量为3.0kg。当钢水初炼到P含量为0.010%时，向钢包出钢。

在出钢过程中，可向钢包中加入合成渣和高锰、硅锰和铬铁合金，控制钢水的Si含量为0.35%，控制钢水的Cr含量为0.58%，控制钢水的Mn含量为1.45%。

然后，对钢包中的钢水进行LF精炼处理。LF精炼过程采用全程底吹氩气搅拌，根据实际情况加入石灰进行造渣，采用铝粒脱氧剂对钢水进行脱氧处理，并采用喂铝线对钢水进行终脱氧，控制钢水的Als含量为0.050%。通过加入碳来调整钢水的C含量，控制钢水的C含量为0.31%。出站前顶渣为白渣，白渣保持时间为11min，终渣碱度控制在3.8。

之后，将LF炉处理后的钢水转移到RH真空装置。真空装置纯处理时间为13min，真空处理完毕后，向钢水中喂钛线固氮，喂硼铁线增硼，喂钙铁线进行微钙处理，使钢液按重量百分比计含有0.048%的Ti、0.0035%的B、0.0040%的Ca，之后进行吹氩对钢水进行搅拌，吹氩时间为11min。

RH真空处理后的钢水进行板坯连铸，连铸过程中采用中碳保护渣进行全程保护浇注，冷却制度采用弱冷模式。连铸前取中间包钢样分析钢的化学组分为0.31%的C、0.35%的Si、1.45%的Mn、0.020%的S、0.013%的P、0.58%的Cr、0.0040%的Ca、0.0035%的B、0.048%的Ti、0.050%的Als，其余为Fe及另外的不可避免的杂质。

最后，采用四辊可逆式轧机对连铸板坯进行两阶段轧制。设置粗轧总压缩比为60%，粗轧开轧温度为1145℃，粗轧终轧温度为1100℃，精轧开轧温度为990℃，将温度为1160℃的连铸板坯轧制成60mm厚度、2500mm宽度的钢板。

以上示例1～5的钢板性能列于表1中，其中性能测试方法采用国际通用方法。

表1：示例1～5中钢板性能测定

由表1可见，根据示例1～5制造的钢板具有良好的强度和硬度，因此是一种耐磨钢，故可以用来制作挖掘机的刀刃。

Claims (8)

1.一种耐磨钢的制造方法，包括以下步骤：

(a)铁水预处理；

(b)在铁水的S含量不超过0.015％，铁水温度不小于1280℃时，采用转炉初炼钢水；

(c)在钢水中P含量不超过0.020％时，向钢包出钢；

(d)在钢包出钢过程中，调整钢水Si含量为0.32～0.35％，Mn含量为1.10～1.25％，Cr含量为0.35～0.60％；

(e)在钢包精炼炉中控制钢水Als含量为0.047～0.055％，并调整C含量为0.26～0.31％；

(f)对钢水进行循环真空脱气处理；

(g)钢水经循环真空脱气处理后，调整钢水的Ti含量为0.018～0.050％，B含量为0.0005～0.0008％，Ca含量为0.0020～0.0040％；

(h)对钢水进行连铸和板坯轧制，连铸铸坯出炉温度控制在1150～1200℃，粗轧开轧温度控制在1130～1170℃，粗轧终轧温度控制在不小于1050℃，粗轧总压缩比不小于50％，精轧开轧温度控制在950～1050℃，从而得到耐磨钢；

所述耐磨钢包含0.26～0.31％的C、0.32～0.35％的Si、1.10～1.25％的Mn、0.047～0.055％的Als、0.018～0.050％的Ti、0.35～0.60％的Cr、0.0005～0.0008％的B、0.0020～0.0040％的Ca、不超过0.030％的P以及不超过0.025％的S，余量为Fe和不可避免的杂质，耐磨钢中各元素的含量均为重量百分比含量。

2.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，在步骤(d)中采用硅锰来控制钢水的Si含量，采用铬铁来控制钢水的Cr含量，采用高锰和硅锰中的至少一种来控制钢水的Mn含量。

3.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，步骤(e)还包括在LF精炼装置中对钢水的成分进行微调。

4.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，在步骤(e)中向钢水喂入铝线来控制钢水的Al含量，向钢水加入碳来控制钢水的C含量。

5.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，步骤(f)包括在RH真空装置中对钢水进行循环真空脱气处理，真空脱气处理时间不小于12min。

6.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，在步骤(g)中通过向钢水加入钛来调整钢水的Ti含量，向钢水中喂入硼线来调整钢水中的B含量，向钢水中喂入钙铁线来调整钢水的Ca含量。

7.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，所述制造方法还包括在步骤(g)之后，对RH真空装置中的钢水进行吹氩处理，吹氩时间不小于12min。

8.如权利要求1所述的耐磨钢的制造方法，其中，制造宽度为2300～3000mm、厚度为10～20mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度为990～1050℃，制造宽度为2300～3000mm、厚度为25～40mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度为950～980℃，制造宽度为2300～3000mm、厚度为45～60mm的耐磨钢板坯成品的精轧开轧温度为980～1000℃。