CN106636922A - 高强微合金化耐磨球料用钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强微合金化耐磨球料用钢，其化学组分按质量百分数包括C 0.55～0.70％、Si 1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr 0.60～0.90％、V 0.05‑0.15％、Ti 0.05‑0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。本发明还公开了一种高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法，包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制。本发明中，钢的钢质均匀、洁净度高、耐磨性强，而且生产工艺简单，能保证成材质量，提高成材率和生产效率。

Description

高强微合金化耐磨球料用钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种冶金及金属材料技术，具体说，涉及一种高强微合金化耐磨球料用钢及其生产方法。
背景技术
耐磨球作为耐磨铸件行业中的主要产品，其消耗量在耐磨铸件中占据着首位，被广泛应用于冶金矿山、建材水泥、火力发电、磁性材料等行业的物料研磨生产环节。经济的持续快速发展推动我国矿山、建材水泥、电力等行业的不断发展，大型水利工程、高速铁路、大规模保障性安居工程等重大项目的建设使矿山、建材水泥、火力发电等各行业对耐磨球、段的需求量显著增加。高合金钢球虽然耐磨性很好，但是由于高合金球磨用钢大多采用模铸，生产效率低、成本高，根本不能满足市场需求，因此需要生产适应耐磨性优于碳素钢球且合金含量低、适于工业大生产的新型高耐磨钢球。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种高强微合金化耐磨球料用钢及其生产方法，钢的钢质均匀、洁净度高、耐磨性强，而且生产工艺简单，能保证成材质量，提高成材率和生产效率。
技术方案如下：
一种高强微合金化耐磨球料用钢，其化学组分按质量百分数包括C 0.55～0.70％、Si 1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr0.60～0.90％、V 0.05-0.15％、Ti 0.05-0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
一种高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法，包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制，转炉冶炼中铁水要求磷含量小于等于0.140％，硫含量小于等于0.060％；转炉冶炼中，出钢温度1615-1645℃，碳含量0.012-0.021％，磷含量0.012-0.020％；LF精炼中，就位温度1495-1530℃，精炼离位温度1545-1580℃，精炼处理时间40-85min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金和微合金化；连铸生产中过热度控制在18-32℃之间，拉速在0.55-0.65m/min之间；成品钢的化学组分按质量百分数包括C0.55～0.70％、Si1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr0.60～0.90％、V 0.05-0.15％、Ti 0.05-0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
进一步：在转炉冶炼过程中加入白灰、白云石、萤石等造渣辅料，出钢过程中根据成品耐磨球料用钢成分要求加入硅铁、硅锰和铝硅锰进行脱氧合金化；出钢温度平均1630℃，平均碳含量0.016％，平均磷含量0.013％。
进一步：LF精炼的平均就位温度1520℃，平均精炼离位温度1560℃，平均精炼处理时间48min。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明得到的耐磨球用钢生产成本低，通过微合金化使钢的综合性能进一步提高，使得钢质均匀、洁净度高、耐磨性强。而且生产工艺简单，能保证成材质量，提高成材率和生产效率，生产成本低，热轧状态圆钢的硬度在34-40HRC之间。
通过合理的成分配比，能够实现连铸浇注的可行性，降低生产成本减少环境污染，同时提高包钢高端产品的的市场竞争力。
年生产量1000吨左右，经济利润在15万元以上，同时增加球料用钢新品种，增加市场的竞争力。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明为了提高钢球的热处理后的综合性能，在钢中加入一定量的合金进而提高钢的综合性能，提高钢球的寿命。
高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法的总体包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制。
1、转炉生产
为保证产品质量及对成品成分的精确控制，供转炉铁水要求：按质量百分数磷含量小于等于0.140％，硫含量小于等于0.060％。在转炉冶炼过程中加入白灰、白云石、萤石等造渣辅料，出钢过程中根据成品耐磨球料用钢成分要求加入硅铁、硅锰和铝硅锰进行脱氧合金化。
转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如下：
出钢温度1615-1645℃，平均1630℃；碳含量0.012-0.021％，平均0.016％；磷含量0.012-0.020％，平均0.013％；
2、LF炉(钢包精炼炉)生产
LF炉精炼就位温度1495-1530℃，平均1520℃；精炼离位温度1545-1580℃，平均1560℃；精炼处理时间40-85min，平均48min；并在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金，和微合金化。
3、连铸生产
连铸生产中过热度控制在18-32℃之间，拉速在0.55-0.65m/min之间；得到的热轧状态圆钢的硬度在34-40HRC。
高强微合金化耐磨球料用钢，其化学组分按质量百分数包括：C 0.55～0.70％、Si1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr0.60～0.90％、V 0.05-0.15％、Ti 0.05-0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和不可避免的杂质。
实施例1
工业生产工艺简述如下：
工业生产了12炉以上，具体的工艺参数控制如下：
转炉生产
转炉冶炼时根据实际情况加入白灰3300-5550kg，白云石2750-4900kg，铁皮1800-2450kg，出钢过程中加入矽铁450-1350kg，矽锰10500-1750kg，高碳铬铁200-1700kg。
转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如表1所示。
表1转炉出钢的成分及温度
出钢温度℃ 拉碳含量％ 出钢磷含量％
最小值 1614 0.12 0.012
最大值 1645 0.21 0.020
平均值 1630 0.16 0.013
LF炉生产
LF炉精炼根据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。加入白灰225-550kg，萤石80-170kg，电石150kg，合金根据精炼就位成分进行微调硅铁110-300kg，硅钙钡150-250kg，高碳铬铁100-1800kg，钒铁110-132kg，钛铁100-130kg钢水温度与处理时间见表2。
表2精炼LF炉温度控制
精炼就位温度℃ 精炼离位温度℃ 精炼处理时间min
最小值 1495 1545 45
最大值 1530 1580 85
平均值 1520 1560 48
3)连铸生产
连铸生产中过热度控制在18-32℃之间，拉速在0.55m/min-0.65m/min之间，钢水的成分(质量百分数)控制如表4所示。
表3成品成分(％)
C Si Mn P S Cr V Ti
最小值 0.54 1.75 0.70 0.015 0.008 0.70 0.058 0.020
最大值 0.58 1.88 0.76 0.020 0.012 0.72 0.062 0.028
平均值 0.56 1.80 0.72 0.015 0.008 0.71 0.059 0.025
4)表面质量
连铸坯入缓冷坑缓冷48小时以上，出坑后检验，连铸坯表表面质量完全满足生产耐磨球料要求。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种高强微合金化耐磨球料用钢，其特征在于：其化学组分按质量百分数包括C0.55～0.70％、Si 1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr0.60～0.90％、V 0.05-0.15％、Ti 0.05-0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
2.一种高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法，包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制，其特征在于：转炉冶炼中铁水要求磷含量小于等于0.140％，硫含量小于等于0.060％；转炉冶炼中，出钢温度1615-1645℃，碳含量0.012-0.021％，磷含量0.012-0.020％；LF精炼中，就位温度1495-1530℃，精炼离位温度1545-1580℃，精炼处理时间40-85min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金和微合金化；连铸生产中过热度控制在18-32℃之间，拉速在0.55-0.65m/min之间；成品钢的化学组分按质量百分数包括C 0.55～0.70％、Si 1.65～1.90％、Mn 0.60～0.80％、P≤0.025％、S≤0.025％、Al≤0.020％、Cr0.60～0.90％、V 0.05-0.15％、Ti 0.05-0.15％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
3.如权利要求2所述高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于：在转炉冶炼过程中加入白灰、白云石、萤石，出钢过程中根据成品耐磨球料用钢成分要求加入硅铁、硅锰和铝硅锰进行脱氧合金化；出钢温度平均1630℃，平均碳含量0.016％，平均磷含量0.013％。
4.如权利要求2所述高强微合金化耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于：LF精炼的平均就位温度1520℃，平均精炼离位温度1560℃，平均精炼处理时间48min。
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