CN108300934B - 一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属特种钢及其冶炼技术领域，涉及一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法。按质量百分比，所述加硼高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，B 0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法包括电弧炉冶炼、LF炉精炼、连铸处理步骤。本发明方法制备的钢材性能结果如下：抗拉强度Rm≥1450MPa；屈服强度R0.2≥1350MPa，其板材用在烧结锯片母板，产生塑性变形损坏小，提高其寿命，该钢生产成本低。

Description

一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法
技术领域
本发明属特种钢及其冶炼技术领域，涉及一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法。
背景技术
目前，在用钢板烧结锯片等板材时，其加工过程中需加热到一定的温度(750℃左右)，使用环境恶劣，材料要承受强拉伸力及疲劳破坏。目前，如使用的碳素钢钢板，则烧结出的板材易产生塑性变形，使用寿命短；如使用高强度合金钢板则成本高昂。优质碳素结构钢70#钢虽然适用于高温(750℃左右)下的热加工，但其成分中有害元素、夹杂物的含量均较高，机械性能有限。
因此，需要开发出一种高碳、微合金化、有害元素和夹杂物含量低、产品机械性能强、成本相对低的高强度碳素纯净钢，应用于高温下的热加工。
发明内容
本发明提供一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法，按质量百分比，所述加硼高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，B 0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括以下步骤：
电弧炉冶炼步骤：
在所述电弧炉中加入造渣剂和冶炼原料，进行熔化、造渣处理，待钢液中C含量符合钢成分设计要求后升温至第一出钢温度，然后向钢液中加入Mn源、Si源、Cr源、Mo源进行还原处理，除渣、脱氧后出钢得到冶炼钢液；
LF炉精炼步骤：
将所述冶炼钢液送入LF炉进行精炼处理，在所述精炼处理后期调整钢液温度至第二出钢温度，再向所述LF炉中加入Mn源、Si源、V源、B源以使钢液成分符合设计要求，出钢得到精炼钢液；
连铸处理步骤：
将所述精炼钢液进行连续浇铸处理，得到所述加硼高碳纯净钢。
作为优选的实施方式，所述电弧炉冶炼步骤中，所述冶炼原料为工业纯铁、增碳剂；优选地，所述增碳剂的用量为所述工业纯铁质量的1.0-1.2％。
作为优选的实施方式，所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂和所述冶炼原料的质量比为(20-50)：1000。
作为优选的实施方式，所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂为活性生石灰、萤石、膨胀珍珠岩中的一种或几种组合。
作为优选的实施方式，所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂的加入时机包括：先在所述电弧炉炉底中加入第一部分造渣剂，再将所述冶炼原料加入所述电弧炉中；待所述电弧炉中物料熔化后且炉中物料温度升至1600℃以上时，再加入第二部分造渣剂，之后再根据渣粘度向所述电弧炉中加入补充部分的造渣剂；优选地，所述第一部分造渣剂与所述冶炼原料的质量比为(10-20)：1000；所述第二部分造渣剂与所述冶炼原料的质量比为(10-20)：1000；更优选地，所述第一部分造渣剂和第二部分造渣剂为活性生石灰。
作为优选的实施方式，所述电弧炉冶炼步骤中，所述第一出钢温度为1620-1640℃。
作为优选的实施方式，所述LF炉精炼步骤中，所述精炼处理的温度为1600-1640℃，时间为不少于30min，优选为40-50min；所述第二出钢温度为1640-1660℃。
作为优选的实施方式，所述Mn源为电解Mn，所述Si源为Si-Fe合金，所述Cr源为Cr单质，所述Mo源为Mo单质，所述V源为V-Fe合金，所述B源为B-Fe合金；优选地，所述脱氧为采用Al源脱氧，所述Al源优选为Al单质，所述Al单质的用量为0.5-0.8Kg/t钢液。
作为优选的实施方式，所述加硼高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si0.15～0.3％，Mn 0.3～0.6％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.25～0.40％，Mo 0.010-0.025％，V 0.20-0.30％，B 0.002～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为优选的实施方式，所述加硼高碳纯净钢的抗拉强度Rm≥1450MPa，屈服强度R0.2≥1350MPa。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的优质碳素结构钢70#钢基础上，进一步降低有害元素S、P、O、N的含量，降低夹杂物含量，净化钢液，可大大提高钢的机械性能。
2、本发明制备的的产品机械性能比70#钢、高碳纯净钢72A有了大幅度提高，对通过电弧炉冶炼、LF炉精炼、连铸处理、锻造、热轧、冷轧和热处理后得到的钢材进行性能检测，结果如下：抗拉强度Rm≥1450MPa；屈服强度R0.2≥1350MPa，其板材用在烧结锯片母板，产生塑性变形损坏小，提高其寿命，另外该钢生产成本低。
3、本发明的化学成分合理配比，共同提高了产品的品质：Cr的添加有效改善钢材的强韧性；少量V的添加能有效控制钢中晶粒的形态和分布，提高钢的力学性能、强度和塑性；B的添加可提高淬透性，可节约大量的贵重合金元素。
4、本发明的配料遵循“精料原则”，即使用工业纯铁、高纯净增碳剂、电解Mn、金属Cr单质、Si-Fe等金属原料入炉，从而减少有害元素的带入，提高钢的纯净度。
5、本发明的高强度碳素纯净钢的各个成分的合理配比、其与制备方法的步骤、参数之间协同作用，共同进一步提高其机械性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。对外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明提供上述高强度碳素纯净钢(即本发明的加硼高碳纯净钢)的制备方法，该方法是以电弧炉、LF炉为主要设备的生产工艺。该制备方法的关键特征为“精料原则”，即使用工业纯铁、高纯净增碳剂、电解Mn、金属Cr单质、Si-Fe等金属原料入炉，从而减少有害元素的带入，提高钢的纯净度。通过冶炼用活性生石灰、萤石造渣或用膨胀珍珠岩聚渣保护熔化冶炼，LF炉温度、成分调整等工艺方法制备出产品。该制备方法包括以下步骤：
步骤一、配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％，即加入增碳剂后，增碳剂中的C占工业纯铁的质量百分比为1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
上述增碳剂中，固定碳的质量百分比大于99％，优选采用符合YB/T 192-2001行业标准的炼钢用增碳剂。因为电弧炉要吹氧助熔和氧化需消耗更多碳，所以电弧炉所需的增碳剂中碳的含量比中频感应炉更高。
步骤二、电弧炉冶炼：
首先，在电弧炉的炉底铺10-20Kg/T铁(即工业纯铁)或者10-20Kg/T冶炼原料的活性生石灰(第一部分造渣剂)，将上述配好的冶炼原料(即步骤一的配料)加入电弧炉中，送电进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1600℃以上(比如1600℃、1605℃、1610℃、1615℃、1620℃、1625℃，优选为1600-1620℃)，再向炉中加入10-20Kg/T冶炼原料的活性生石灰(第二部分造渣剂)；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石(补充部分造渣剂)再次造渣，取样分析，当钢液中C含量符合钢产品中下线标准(即位于0.7％以下)时，将钢液升温到第一出钢温度1620-1640℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
上述加入炉中的第一部分造渣剂、第二部分造渣剂、补充部分造渣剂(视粘度而定是否加入)的总质量，和步骤一的冶炼原料的质量比为(20-50)：1000。
步骤三、LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1600-1640℃进行精炼处理不少于30min，优选为40-50min，在精炼处理后期取样分析并将钢液温度调整至第二出钢温度1620-1660℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金以调整成分，得到调整成分后的精炼钢液。
步骤四、浇注处理：
将上述精炼钢液进行浇注处理，优选为连铸处理，得到加硼高碳纯净钢连铸坯。
本发明的制备方法还可以包括：锻造和轧制步骤、以及热处理步骤，对加硼高碳纯净钢连铸坯进行锻造和轧制处理，热处理后得到成品钢材，其中锻造和轧制工艺、以及热处理可以采用常规工艺，也可以采用本发明实施例中所用工艺。
通过发明制备方法得到的高强度碳素纯净钢，由以下质量百分比的成分组成：C0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，B 0.002～0.100％，余量为Fe及不可避免的杂质。
示例性地，上述C的质量百分比可以为0.67％、0.68％、0.70％、0.72％、0.75％中的任意值或任意二者之间的范围；上述Si的质量百分比可以为0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.37％中的任意值或任意二者之间的范围；上述Mn的质量百分比可以为0.30％、0.40％、0.45％、0.50％、0.60％、0.70％、0.80％中的任意值或任意二者之间的范围；上述P的质量百分比可以为0.003％、0.005％、0.008％、0.010％、0.012％中的任意值或任意二者之间的范围；上述S的质量百分比可以为0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％中的任意值或任意二者之间的范围；上述Cr的质量百分比可以为0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％、0.45％、0.50％中的任意值或任意二者之间的范围；上述Mo的质量百分比可以为0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.25％、0.3％中的任意值或任意二者之间的范围；上述V的质量百分比可以为0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％中的任意值或任意二者之间的范围；上述B的质量百分比可以为0.002％、0.004、％0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.08％、0.1％中的任意值或任意二者之间的范围。
其中，各组分含量优选为：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.3％，Mn 0.3～0.6％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.25～0.40％，Mo 0.010-0.025％，V 0.20-0.30％，B 0.002～0.01％。
上述化学成分配比之间协同作用，共同提高了产品的品质，钢中各组分的作用及各组分含量的选择理由如下。
C：0.67～0.75％。碳是钢中不可缺少的元素，碳在钢中既扩大γ相区，碳是高强度的碳化物的组成元素，碳在钢中的强化作用是它所形成的碳化物的成分和结构有着密切的关系，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，因此，综合考虑钢的性能，本申请的C含量选为0.67～0.75％。
Si：0.15～0.37％。在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅与钼共同合金化对提高钢的抗高温氧化性有明显的效果。
Mn：0.30～0.80％。在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，本发明中选择锰含量为0.3-0.8％可以保证钢具有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。
Mo：≤0.30％。钼为难熔金属，熔点高(2625℃)。钼固溶到基体金属中能提高固溶体的再结晶温度。钼是缩小γ-Fe相区、扩大α-Fe相区的合金元素，又是强碳化物形成元素。钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性；提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。
Cr 0.20～0.50％。Cr的添加能细化珠光体片间距提高钢淬透性，从而有效改善钢材的强韧性；珠光体转变时铬要以一定比例进入渗碳体和铁素体相中，从而提高强度性能和改变可加工性。
V≤0.30％。少量钒的添加能有效阻碍钢中奥氏体的长大，从而实现晶粒的细化；钒能提高渗碳体的形核驱动力，渗碳体晶粒在不同位置快速、独立地形核，从而使渗碳体分散分布；钒的添加使晶界渗碳体的厚度减小并沿晶界分散分布，并使奥氏体晶粒尺寸减小，从而提高钢的力学性能；钒在钢中产生析出强化，并在高碳钢中细化珠光体片层间距，提高了钢的强度和塑性。
B 0.002～0.100％，B提高淬透性的能力极强；只需极少量硼即可节约大量的贵重合金元素。
本发明的产品性能与现有技术的比较：
1、现有技术中，与本发明化学成分接近钢种有65#、70#、75#、65Mn、70Mn等，其化学成分见表1，表1中的详细信息来源于GB/T699-2015《优质碳素结构钢》。
表1：GB/T 699-2015优质碳素结构钢
Figure BDA0001510049590000061
Figure BDA0001510049590000071
上述结构钢的力学性能见表2。
表2：优质碳素结构钢的力学性能(根据国家标准GB/T 699-2015)
Figure BDA0001510049590000072
3、相比上述几个牌号的钢种，本发明的产品的机械性能明显增强：抗拉强度Rm≥1450MPa，屈服强度R0.2≥1350MPa，伸长率大于6％；其板材用在烧结锯片母板，产生塑性变形损坏小，提高其寿命。
实施例1
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.68 0.65 0.24 0.011 0.006 0.28 0.021 0.08 0.0075
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺15Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1620℃，向炉中加入10-20Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液升温到第一出钢温度1630℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1620℃进行精炼处理45min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1650℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支；
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1508MPa，屈服强度R0.2为1376MPa，伸长率7.2％。
对比例1
本对比例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.68 0.65 0.24 0.011 0.006 0.28 0.021 0.08 0
余量为Fe及不可避免的杂质。
其制备方法的步骤参数除了步骤(3)不加入BFe合金之外，均与实施例1相同。
本实施例得到的带材机械性能为：抗拉强度Rm为1200MPa，屈服强度R0.2为1150MPa，伸长率为10.5％，由此可见，未加入B元素的纯净钢的机械性能下降。
对比例2
本对比例的高强度碳素纯净钢包括以下质量百分比的成分：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.68 0.65 0.24 0.011 0.006 0.28 0.021 0.08 0.3
余量为Fe及不可避免的杂质。
其制备方法的步骤参数除了(3)B-Fe合金用量增加之外，均与实施例1相同。
本实施例得到的带材的机械性能为：抗拉强度Rm为1550MPa，屈服强度R0.2为1400MPa，伸长率为1.5％。带材出现脆裂，由此可见，在纯净钢的制备中控制B元素用量范围很关键，如果B的含量过高，则产品的机械性能下降。
实施例2
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.75 0.80 0.37 0.012 0.006 0.50 0.3 0.3 0.1
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺10Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1600℃，向炉中加入10Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液升温到第一出钢温度，1620℃再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1600℃进行精炼处理40min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1620℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支。
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1450MPa，屈服强度R0.2为1350MPa，伸长率7.0％。
实施例3
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.67 0.3 0.15 0.012 0.006 0.20 0.1 0.1 0.002
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺20Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1640℃，向炉中加入20Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液升温到第一出钢温度1640℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1640℃进行精炼处理50min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1660℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支。
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1480MPa，屈服强度R0.2为1370MPa，伸长率7.1％。
实施例4
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.72 0.45 0.18 0.012 0.006 0.45 0.2 0.3 0.01
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺18Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1620℃，向炉中加入20Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液调整到第一出钢温度1610℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1635℃进行精炼处理55min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1650℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支。
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1500MPa，屈服强度R0.2为1360MPa，伸长率6.5％。
实施例5
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.70 0.75 0.30 0.012 0.006 0.25 0.3 0.25 0.05
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺12Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1610℃，向炉中加入18Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液升温到第一出钢温度1620℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：
将上述冶炼钢液送入LF炉于1620℃进行精炼处理55min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1635℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支。
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1460MPa，屈服强度R0.2为1365MPa，伸长率6.8％。
实施例6
本实施例使用3T电弧炉冶炼，3T钢包精炼炉(LF炉)。
本实施例的高强度碳素纯净钢由以下质量百分比的成分组成：
C Mn Si P S Cr Mo V B
0.72 0.50 0.28 0.012 0.006 0.3 0.15 0.2 0.03
余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：
将工业纯铁、增碳剂(C配比1.0-1.2％)作为电弧炉冶炼的原料。
(2)电弧炉冶炼：
a)熔化：在电弧炉的炉底铺17Kg/T铁或冶炼原料的活性生石灰，再将上述配好的冶炼原料加入电弧炉中，送电达到进行熔化，吹氧助熔至炉中物料变红。
b)造渣：待炉中物料化清后，将炉中的物料升温至1625℃，向炉中加入15Kg/T冶炼原料的活性生石灰；之后，根据现场渣粘度情况向炉中加入适量的萤石再次造渣。
c)第一次出钢：当钢液中C含量达到0.7％时将钢液升温到第一出钢温度1625℃，再向炉中加入电解Mn、SiFe合金、金属Cr、Mo条进行还原，并清除该还原反应得到的渣；再向炉中加入0.5-0.8Kg/t钢液的铝块脱氧，出钢得到冶炼钢液。
(3)LF炉精炼：将上述冶炼钢液送入LF炉于1610℃进行精炼处理42min，在精炼后期取样分析，调温至第二出钢温度1640℃，再向所述LF炉中加入电解Mn、SiFe合金、VFe合金、BFe合金等以调整钢液成分使其符合钢成分设计要求，出钢得到调整成分后的精炼钢液。
(4)连铸处理：将精炼钢液进行连续浇铸，装入量3.15T，浇注480圆锭4支。
(5)锻造和轧制：
将上述连铸坯于锻造温度900～1150℃下进行锻造，锻造成厚90mm，宽度为305mm的毛坯，空冷到常温；然后进行热轧处理，其中热轧温度为1150℃，轧制成厚4.0mm，宽305mm的带钢，保温棉保温到常温；再冷轧成厚1.5mm，宽305mm的带钢；830℃等温油淬火；得到加硼高碳纯净钢带材。
本实施例得到的带材机械性能明显增强：抗拉强度Rm为1500MPa，屈服强度R0.2为1372MPa，伸长率7.0％。

Claims (13)

1.一种烧结锯片母板用加硼高碳纯净钢电弧炉冶炼制备方法，其特征在于：按质量百分比，所述加硼高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr大于等于0.20且小于0.50％，Mo 0.010～0.30％，V0.05～0.30％，B 0.0075～0.1％，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述制备方法包括以下步骤：
电弧炉冶炼步骤：
在所述电弧炉中加入造渣剂和冶炼原料，进行熔化、造渣处理，待钢液中C含量符合钢成分设计要求后升温至第一出钢温度，然后向钢液中加入Mn源、Si源、Cr源、Mo源进行还原处理，除渣、脱氧后出钢得到冶炼钢液；
LF炉精炼步骤：
将所述冶炼钢液送入LF炉进行精炼处理，在所述精炼处理后期调整钢液温度至第二出钢温度，再向所述LF炉中加入Mn源、Si源、V源、B源以使钢液成分符合设计要求，出钢得到精炼钢液；所述精炼处理的温度为1600-1640℃，时间为不少于30min；所述第二出钢温度为1640-1660℃；
连铸处理步骤：
将所述精炼钢液进行连续浇铸处理，得到所述加硼高碳纯净钢；
其中，所述Mn源为电解Mn，所述Si源为Si-Fe合金，所述Cr源为Cr单质，所述Mo源为Mo单质，所述V源为V-Fe合金，所述B源为B-Fe合金。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
所述电弧炉冶炼步骤中，所述冶炼原料为工业纯铁、增碳剂。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：
所述增碳剂的用量为所述工业纯铁质量的1.0-1.2％。
4.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：
所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂和所述冶炼原料的质量比为(20-50)：1000。
5.根据权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于：
所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂为活性生石灰、萤石、膨胀珍珠岩中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于：
所述电弧炉冶炼步骤中，所述造渣剂的加入时机包括：
先在所述电弧炉炉底中加入第一部分造渣剂，再将所述冶炼原料加入所述电弧炉中；待所述电弧炉中物料熔化后且炉中物料温度升至1600℃以上时，再加入第二部分造渣剂，之后再根据渣粘度向所述电弧炉中加入补充部分的造渣剂。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述第一部分造渣剂与所述冶炼原料的质量比为(10-20)：1000；所述第二部分造渣剂与所述冶炼原料的质量比为(10-20)：1000。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于：
所述第一部分造渣剂和第二部分造渣剂为活性生石灰。
9.根据权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于：
所述电弧炉冶炼步骤中，所述第一出钢温度为1620-1640℃。
10.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
所述精炼处理的时间为40-50min。
11.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：
所述脱氧为采用Al源脱氧。
12.根据权利要求11所述制备方法，其特征在于：
所述Al源为Al单质，所述Al单质的用量为0.5-0.8Kg/t钢液。
13.根据权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于：所述加硼高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.3％，Mn 0.3～0.6％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr0.25～0.40％，Mo 0.010-0.025％，V 0.20-0.30％，B 0.0075～0.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。
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铸钢车轮材料耐磨性实验研究;米国发等;《热加工工艺》;20081231;第37卷(第19期);第1.1节，表1 *

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