CN115110007A - 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法 - Google Patents

一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115110007A
CN115110007A CN202210938231.1A CN202210938231A CN115110007A CN 115110007 A CN115110007 A CN 115110007A CN 202210938231 A CN202210938231 A CN 202210938231A CN 115110007 A CN115110007 A CN 115110007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
less
temperature
carbon
chromium
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.)
Pending
Application number
CN202210938231.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨兆全
雷三祥
李文杰
彭梦都
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Lianfeng Energy Equipment Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Lianfeng Energy Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Lianfeng Energy Equipment Co Ltd filed Critical Jiangsu Lianfeng Energy Equipment Co Ltd
Priority to CN202210938231.1A priority Critical patent/CN115110007A/zh
Publication of CN115110007A publication Critical patent/CN115110007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/026Rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/114Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
    • B22D11/115Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0006Adding metallic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0025Adding carbon material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06Deoxidising, e.g. killing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2261/00Product parameters
    • B21B2261/20Temperature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域,涉及一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法;钢材各成分组成为:C:0.95~1.05%,Mn:0.95~1.1%,Si:0.15~0.35%,Cr:0.30~0.75%,P≤0.02%,S≤0.015%,Ni≤0.2%,Cu≤0.2%,Mo≤0.1%,Al:0.015‑0.03%,Ti:0.015‑0.025%,V≤0.03%,Sn≤0.03%,[O]≤0.0014%,[N]:0.007‑0.01%,[H]≤0.00015%,余量为Fe及杂质;步骤包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、轧制和堆放;本发明可以稳定连续式生产,获表面质量、均匀性和纯净度高的热轧圆钢。

Description

一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法。
背景技术
磨球钢是一种研磨机用耐磨介质,用于粉碎研磨机中的物料,具有硬度高,淬透性强,耐磨性好等特点,广泛应用于矿山、水泥、冶金等行业。依据含碳量的不同,分为中碳和高碳磨球钢。单纯的碳素磨球钢,由于钢球使用环境的特殊性,耐磨性已经不能满足研磨使用要求。为此常在碳素磨球钢的基础上,加入各种合金元素,如锰、铬、钛、铝、钼等,通过微合金化以获取特殊的使用性能。
在经济性的前提下,如何控制合金元素及其含量辅以相应的工艺步骤,来冶炼出具有硬度高、淬透性强、耐磨性好等磨球钢材料,是目前磨球钢亟需克服的技术难题。如通过增加碳含量可以提高硬度,但同时也会导致产生严重的连铸坯偏析和成品脆性;再如通过加入钛、铝等元素来提升钢材性能,容易在钢中产生难以变形的非金属夹杂物。因此,如何再保证经济成本的前提下,进一步提升磨球钢的淬透性、硬度、耐磨性、疲劳等综合性能,是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,该制备方法可以稳定连续式生产,并获得具有良好的表面质量、均匀性和纯净度的热轧圆钢。
为了实现以上目的,本发明首先提供一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢,由下列重量百分比的成分组成:C:0.95~1.05%,Mn:0.95~1.1%,Si:0.15~0.35%,Cr:0.30~0.75%,P≤0.020%,S≤0.015%,Ni≤0.20%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,Al:0.015-0.030%,Ti:0.015-0.025%,V≤0.03%,Sn≤0.03%,[O]≤0.0014%,[N]:0.007-0.01%,[H]≤0.00015%;余量为Fe及不可避免杂质。
本发明还提供一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢制备方法,包括以下步骤:转炉冶炼工序、LF精炼工序、VD真空处理工序、连铸工序、加热轧制工序、堆放工序。具体操作步骤和参数设定如下。
(1)转炉冶炼工序:将铁水和废钢的混合物加入到转炉中冶炼得到钢水,在冶炼过程中依次加入铝饼、增碳剂、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁;待合金完全熔化后加入铝酸钙和石灰进行造渣;滑板挡渣出钢,严禁下渣,出钢目标温度≥1600℃,转炉高拉碳出钢,出钢C≥0.12%、P≤0.015%;
(2)LF精炼工序:基于步骤(1)转炉冶炼后的钢水在LF精炼炉中进行精炼,加入石灰调整炉渣流动性;并以铝豆和碳化硅进行扩散脱氧,白渣保持时间≥20min;精炼渣碱度(CaO/SiO2)控制在3.5-6间,FeO与MnO的含量之和(FeO+MnO)<1.0%;吊包前进行前钙处理,喂纯钙线;
(3)VD真空处理工序:基于步骤(2)的LF精炼后,进行真空脱气,高真空度≤67pa,保持时间≥15min;VD破空后,喂入氮化铬线和钛铁线,并取样定氢,氢含量<1.5ppm,软吹时间≥20min;终渣碱度(CaO/SiO2)控制为3~5,FeO与MnO的含量之和(FeO+MnO)<1.0%;
(4)连铸工序:基于步骤(3)的VD真空处理后,利用连铸机全程保护浇铸,采用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌,连铸进站温度为1490~1505℃,过热度为20~35℃,拉速控为0.90-0.95m/min,保持恒拉速浇注,中包铸余钢水量>3.5吨,得到连铸方坯;所述连铸方坯可坑冷或热送热装轧制;
(5)加热轧制工序:基于步骤(4)连铸得到的连铸方坯装入加热炉加热,预热段温度≤860℃,加热一段温度900~1100℃,加热二段温度1160~1230℃,均热段温度1160~1250℃,总加热时间≥240min,保证铸坯均匀烧透;再经高压水除磷后,控制上冷床温度>800℃,剪切或锯切温度>450℃;得到圆钢;
(6)堆放工序:将步骤(5)得到的轧制得到圆钢收集和打包,控制堆放温度≥350℃,进行避风堆冷。
优选的,步骤(1)中所述转炉冶炼工序中,废钢加入量占钢水总质量为15-20%;以钢水总量计,相关添加物用量如下:增碳剂5-7kg/t、铝饼0.5-1.0kg/t、硅铁1-1.5kg/t、高碳锰铁10-15kg/t、高碳铬铁2.5-12kg/t、铝酸钙5-10kg/t、石灰3-7kg/t;同时在出钢过程中保留2-3吨钢水,防止下渣导致磷含量增高。
优选的,步骤(2)中所述LF精炼工序中,以精炼钢水的总量计,相关添加物用量如下:石灰0-2kg/t,铝豆0.2-0.6kg/t,碳化硅1.5-2.5kg/t;所述吊包前进行前钙处理,喂入0.12-0.22kg/t纯钙线;所述LF精炼过程中,如果钢水各成分未达到规定范围,可通过添加增碳剂、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁进行成分调整,使各成分符合要求(即符合所限定的含氮高碳硅锰铬钛磨球钢各成分的重量百分比)。
优选的,步骤(2)中所述LF精炼工序中,FeO与MnO的含量之和(FeO+MnO)为0.65%~0.8%。
优选的,步骤(3)中所述VD真空处理,VD破空后,喂入1.2-1.5kg/t氮化铬线和0.3-0.5kg/t钛铁线。
优选的,步骤(3)中所述高真空度为35-45pa;所述取样定氢,氢含量为1.1~1.2ppm,软吹时间为28~30min。
优选的,步骤(3)中所述FeO与MnO的含量之和(FeO+MnO)为0.66%~0.78%。
优选的,步骤(4)中所述连铸进站温度为1497~1501℃,连铸中包过热度控制在20-32℃,所述结晶器电磁搅拌频率2Hz,末端电磁搅拌频率10Hz;所述中包铸余钢水量3.6~3.8吨。
优选的,步骤(5)中所述加热轧制工序中,在1180-1200℃的温度区间,保温≥150分钟,以促进碳扩散;所述总加热时间为280~340min;所述除磷压力为20~25MPa;所述上冷床温度850~910℃,锯切或剪切温度为480~510℃。
优选的,步骤(6)中所述堆放温度为350~420℃,避风堆冷以避免应力开裂。
本发明的优点和技术效果:
(1)Si是一种重要的脱氧剂,当Si与Cr同时存在时,可以提高合金的抗氧化性能。控制Si在较低的含量范围内有利于提高冲击韧性,同时为了兼顾考虑材料的高温抗氧化性能和抗高温腐蚀性能,提高钢的高温持久强度和抗蠕变能力,故本发明限定Si:0.15~0.35%,Cr:0.30~0.75%。因此,本发明通过在钢水中加入锰、铬、钛、铝、硅、氮等元素,增强了圆钢的硬度和耐腐蚀性,降低破碎率,保持一定的抗冲击性,同时提高了磨球的耐磨性和使用性。
(2)本发明利用钙处理,提高了含铝、钛元素钢的生产可浇性,降低了生产成本。
(3)本发明利用连铸阶段的结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌,执行低过热度浇铸,降低了碳偏析,提高了铸坯低倍质量。
(4)本发明限定轧钢过程温度和堆冷温度,降低了圆钢弯曲度,减少了残余热应力,避免出现应力开裂,提高了表面质量。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行详细描述,但本发明不局限于这些实施例。
实施例1:
Ф26mm含氮高碳硅锰铬钛圆钢生产:
氮高碳硅锰铬钛圆钢成分含量为:C:0.98%,Mn:1.02%,Si:0.25%,Cr:0.35%,P:0.012%,S:0.004%,Ni:0.015%,Cu:0.02%,Mo:0.005%,Al:0.021%,Ti:0.022%,V:0.005%,Sn:0.001%,[O]:0.0007%,[N]:0.0075%,[H]:0.00012%;余量为Fe及不可避免杂质。
本发明步骤:转炉冶炼工序、LF精炼工序、VD真空处理工序、连铸工序、加热轧制工序、堆放工序,具体步骤如下:
(1)转炉冶炼工序:将铁水和废钢的混合物加入到转炉中冶炼得到钢水,废钢的加入占钢水质量为18%;以钢水质量计,然后依次加入6.4kg/t增碳剂、0.6kg/t铝饼、1.2kg/t硅铁、12.4kg/t高碳锰铁、3kg/t高碳铬铁;待合金完全熔化后加入7.2kg/t铝酸钙和5.4kg/t石灰进行造渣;滑板挡渣出钢,严禁下渣,出钢温度1615℃,转炉高拉碳出钢,出钢C:0.14%、P:0.010%,出钢留2.5吨钢水,防止下渣导致磷含量升高;
(2)LF精炼工序:钢水在LF精炼炉中进行精炼,加入1kg/t石灰调整炉渣流动性,并进行成分调整(1.5kg/t增碳剂、0.9kg/t硅铁、1.5kg/t高碳锰铁、1.8kg/t高碳铬铁),使之达到标准成分要求;然后依次加入0.4kg/t铝豆和2kg/t碳化硅(分两批加入)进行扩散脱氧。前期快速脱氧,氩气流量150NL/min;后期少量多次缓慢脱氧,氩气流量60NL/min,白渣保持时间25min;吊包前进行前钙处理,喂入0.15kg/t纯钙线;精炼渣碱度(CaO/SiO2)为5.5,(FeO)+(MnO)的含量为0.78%;
(3)VD真空处理工序:真空脱气,高真空度47pa,保持时间为16min;VD破空后,喂入1.3kg/t氮化铬线和0.35kg/t钛铁线,并补加铝线和碳化稻壳;取样定氢为1.1ppm,软吹时间30min;VD终渣碱度(CaO/SiO2)为4.5,(FeO)+(MnO)的含量为0.66%。
(4)连铸工序:连铸全程保护浇铸,连铸进站温度1497℃,过热度25℃,以0.95m/min拉速恒拉速浇注;采用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌,结晶器电磁搅拌频率2Hz,末端电磁搅拌频率10Hz,中包铸余钢水量3.7吨,得到220mm*220mm连铸方坯,连铸方坯坑冷或热送热装轧制。
(5)加热轧制工序:将连铸坯装入加热炉加热,预热段温度700℃,加热一段温度1050℃,加热二段温度1200℃,均热段温度1210℃,总加热时间280min,高温段时间150min(即温度范围在1180-1200℃,对应加热二段和均热段),保证铸坯均匀烧透,并促进碳扩散。出加热炉,经高压水除磷后轧制,圆钢上冷床温度910℃,锯切温度480℃。
(6)堆放工序:将圆钢高温快速收集和打包,堆放温度350℃,避风堆冷以避免应力开裂。
按照交货标准进行检验,各项结果均合格。
表1实施例1检验结果
Figure BDA0003784530730000041
Figure BDA0003784530730000051
实施例2:
Ф50mm含氮高碳硅锰铬钛圆钢生产:
氮高碳硅锰铬钛圆钢成分含量为:C:1.0%,Mn:1.03%,Si:0.26%,Cr:0.51%,P:0.014%,S:0.005%,Ni:0.016%,Cu:0.018%,Mo:0.008%,Al:0.020%,Ti:0.020%,V:0.006%,Sn:0.003%,[O]:0.0008%,[N]:0.0080%,[H]:0.00011%;余量为Fe及不可避免杂质。
本发明步骤:转炉冶炼工序、LF精炼工序、VD真空处理工序、连铸工序、加热轧制工序、堆放工序,具体步骤如下:
(1)转炉冶炼工序:将铁水和废钢的混合物加入到转炉中冶炼得到钢水,废钢的加入占钢水质量为16%,然后依次加入6.6kg/t增碳剂、0.65kg/t铝饼、1.3kg/t硅铁、12.7kg/t高碳锰铁、5.7kg/t高碳铬铁,待合金完全熔化后加入7kg/t铝酸钙和5.5kg/t石灰进行造渣。滑板挡渣出钢,严禁下渣,出钢温度1612℃,转炉高拉碳出钢,出钢C:0.15%、P:0.012%,出钢留2.7吨钢水,防止下渣导致磷高。
(2)LF精炼工序:钢水在LF精炼炉中进行精炼,加入1.4kg/t石灰调整炉渣流动性,并进行成分调整(1.4kg/t增碳剂、0.7kg/t硅铁、1.3kg/t高碳锰铁、2kg/t高碳铬铁),使之达到标准成分要求,然后依次加入0.4kg/t铝豆和2.1kg/t碳化硅(分两批加入)进行扩散脱氧。前期快速脱氧,氩气流量155NL/min;后期少量多次缓慢脱氧,氩气流量66NL/min,白渣保持时间25min。吊包前进行前钙处理,喂入0.18kg/t纯钙线。精炼渣碱度(CaO/SiO2)为5.2,(FeO)+(MnO)的含量为0.79%。
(3)VD真空处理工序:真空脱气,高真空度45pa,保持时间为17min;VD破空后,喂入1.4kg/t氮化铬线和0.3kg/t钛铁线,并补加铝线和碳化稻壳。取样定氢为1.2ppm,软吹时间28min;VD终渣碱度(CaO/SiO2)为4.4,(FeO)+(MnO)的含量为0.78%。
(4)连铸工序:连铸全程保护浇铸,连铸进站温度1501℃,过热度32℃,以0.95m/min拉速恒拉速浇注,结晶器电磁搅拌频率2Hz,末端电磁搅拌频率10Hz,中包铸余钢水量3.6吨,得到220mm*220mm连铸方坯,连铸方坯坑冷或热送热装轧制。
(5)加热轧制工序:将连铸坯装入加热炉加热,预热段温度765℃,加热一段温度1000℃,加热二段温度1205℃,均热段温度1205℃,总加热时间300min,高温段时间170min(即温度范围在1180-1200℃,对应加热二段和均热段),保证铸坯均匀烧透,并促进碳扩散。出加热炉,经高压水除磷后轧制,圆钢上冷床温度890℃,剪切温度500℃。
(6)堆放工序:将圆钢高温快速收集和打包,堆放温度420℃,避风堆冷以避免应力开裂。
按照交货标准进行检验,各项结果均合格。
表2实施例2检验结果
检验项目 检验结果
气体 氧含量8.8ppm;氮含量79ppm
碳偏析指数 0.99
非金属夹杂物 A、B、C、D类≤1.0级
奥氏体晶粒度 7.5级
探伤 超声波探伤合格率100%;表面漏磁探伤合格率99.6%
低倍 中心疏松和一般疏松≤1.0级、中心偏析和锭型偏析0级,其他缺陷无
总脱碳层 0.16~0.22mm
实施例3:
Ф65mm含氮高碳硅锰铬钛圆钢生产:
氮高碳硅锰铬钛圆钢成分含量为:C:1.0%,Mn:1.0%,Si:0.24%,Cr:0.69%,P:0.013%,S:0.004%,Ni:0.016%,Cu:0.013%,Mo:0.007%,Al:0.020%,Ti:0.021%,V:0.007%,Sn:0.003%,[O]:0.0009%,[N]:0.0076%,[H]:0.00013%;余量为Fe及不可避免杂质。
本发明步骤:转炉冶炼工序、LF精炼工序、VD真空处理工序、连铸工序、加热轧制工序、堆放工序,具体如下:
(1)转炉冶炼工序:将铁水和废钢的混合物加入到转炉中冶炼得到钢水,废钢的加入占钢水质量为17%,然后依次加入6.2kg/t增碳剂、0.65kg/t铝饼、1.1kg/t硅铁、10.5kg/t高碳锰铁、10.2kg/t高碳铬铁。待合金完全熔化后加入7.1kg/t铝酸钙和5.6kg/t石灰进行造渣。滑板挡渣出钢,严禁下渣,出钢温度1617℃,转炉高拉碳出钢,出钢C:0.15%、P:0.012%,出钢留2.8吨钢水,防止下渣导致磷高。
(2)LF精炼工序:钢水在LF精炼炉中进行精炼,加入1.8kg/t石灰调整炉渣流动性,并进行成分调整(1.8kg/t增碳剂、0.85kg/t硅铁、1.9kg/t高碳锰铁、1kg/t高碳铬铁),使之达到所规定的成分要求;然后依次加入0.4kg/t铝豆和1.9kg/t碳化硅(分两批加入)进行扩散脱氧。前期快速脱氧,氩气流量160NL/min;后期少量多次缓慢脱氧,氩气流量65NL/min,白渣保持时间24min。吊包前进行前钙处理,喂入0.21kg/t纯钙线。精炼渣碱度(CaO/SiO2)为4.1,(FeO)+(MnO)为0.67%。
(3)VD真空处理工序:真空脱气,高真空度35pa,保持时间16min。VD破空后,喂入1.2kg/t氮化铬线和0.45kg/t钛铁线,并补加铝线和碳化稻壳。取样定氢为1.1ppm,软吹时间30min。VD终渣碱度(CaO/SiO2)为3.8,(FeO)+(MnO)为0.72%。
(4)连铸工序:连铸全程保护浇铸,连铸进站温度1498℃,过热度25℃,以0.95m/min拉速恒拉速浇注,结晶器电磁搅拌频率2Hz,末端电磁搅拌频率10Hz,中包铸余钢水量3.8吨,得到220mm*220mm连铸方坯,连铸方坯坑冷或热送热装轧制。
(5)加热轧制工序:将连铸坯装入加热炉加热,预热段温度670℃,加热一段温度1030℃,加热二段温度1199℃,均热段温度1203℃,总加热时间340min,高温段时间200min(即温度范围在1180-1200℃,对应加热二段和均热段),保证铸坯均匀烧透,并促进碳扩散。出加热炉,经高压水除磷后轧制,圆钢上冷床温度850℃,剪切温度510℃。
(6)堆放工序:将圆钢高温快速收集和打包,堆放温度400℃,避风堆冷以避免应力开裂。
按照交货标准进行检验,各项结果均合格。
表3实施例3检验结果
Figure BDA0003784530730000071
通过实施例的结果可以看出,本发明通过在钢水中加入锰、铬、钛、铝、硅、氮等元素,增强了圆钢的硬度和耐腐蚀性,降低破碎率,保持一定的抗冲击性,同时提高了磨球的耐磨性和使用性;并通过相应工艺的调整,降低了碳偏析,提高了铸坯低倍质量;同时避免出现应力开裂,提高了表面质量;获得了综合性能优异的圆钢。
说明:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案;因此,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但是本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼工序:将铁水和废钢的混合物加入到转炉中冶炼得到钢水,在冶炼过程中依次加入铝饼、增碳剂、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁;待合金完全熔化后加入铝酸钙和石灰进行造渣;滑板挡渣出钢,严禁下渣,出钢目标温度≥1600℃,转炉高拉碳出钢,出钢C≥0.12%、P≤0.015%;
(2)LF精炼工序:基于步骤(1)转炉冶炼后的钢水在LF精炼炉中进行精炼,加入石灰调整炉渣流动性;并以铝豆和碳化硅进行扩散脱氧,白渣保持时间≥20min;精炼渣碱度控制在3.5-6间,FeO与MnO的含量之和<1.0%;吊包前进行前钙处理,喂纯钙线;
(3)VD真空处理工序:基于步骤(2)的LF精炼后,进行真空脱气,高真空度≤67pa,保持时间≥15min;VD破空后,喂入氮化铬线和钛铁线,并取样定氢,氢含量<1.5ppm,软吹时间≥20min;终渣碱度控制为3~5,FeO与MnO的含量之和<1.0%;
(4)连铸工序:基于步骤(3)的VD真空处理后,利用连铸机全程保护浇铸,采用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌,连铸进站温度为1490~1505℃,过热度为20~35℃,拉速控为0.90-0.95m/min,保持恒拉速浇注,中包铸余钢水量>3.5吨,得到连铸方坯;所述连铸方坯可坑冷或热送热装轧制;
(5)加热轧制工序:基于步骤(4)连铸得到的连铸方坯装入加热炉加热,预热段温度≤860℃,加热一段温度900~1100℃,加热二段温度1160~1230℃,均热段温度1160~1250℃,总加热时间≥240min,保证铸坯均匀烧透;再经高压水除磷后,控制上冷床温度>800℃,剪切或锯切温度>450℃,得到圆钢;
(6)堆放工序:将步骤(5)得到的轧制得到圆钢收集和打包,控制堆放温度≥350℃,进行避风堆冷;
所述含氮高碳硅锰铬钛磨球钢由下列重量百分比的成分组成:
C:0.95~1.05%,Mn:0.95~1.1%,Si:0.15~0.35%,Cr:0.30~0.75%,P≤0.020%,S≤0.015%,Ni≤0.20%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,Al:0.015-0.030%,Ti:0.015-0.025%,V≤0.03%,Sn≤0.03%,[O]≤0.0014%,[N]:0.007-0.01%,[H]≤0.00015%;余量为Fe及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述转炉冶炼工序中,废钢加入量占钢水总质量为15-20%;以钢水总量计,相关添加物用量如下:增碳剂5-7kg/t、铝饼0.5-1.0kg/t、硅铁1-1.5kg/t、高碳锰铁10-15kg/t、高碳铬铁2.5-12kg/t、铝酸钙5-10kg/t、石灰3-7kg/t;同时在出钢过程中保留2-3吨钢水。
3.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述LF精炼工序中,以精炼钢水的总量计,相关添加物用量如下:石灰0-2kg/t,铝豆0.2-0.6kg/t,碳化硅1.5-2.5kg/t;所述吊包前进行前钙处理,喂入0.12-0.22kg/t纯钙线;所述LF精炼过程中,如果钢水各成分未达到规定范围,可通过添加增碳剂、硅铁、高碳锰铁、高碳铬铁进行成分调整,使各成分符合要求。
4.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述LF精炼工序中,所述FeO与MnO的含量之和为0.65%~0.8%。
5.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述VD真空处理,VD破空后,喂入1.2-1.5kg/t氮化铬线和0.3-0.5kg/t钛铁线。
6.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述高真空度为35-45pa;所述取样定氢,氢含量为1.1~1.2ppm,软吹时间为28~30min。
7.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述FeO与MnO的含量之和为0.66%~0.78%。
8.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述连铸进站温度为1497~1501℃,连铸中包过热度控制在20-32℃,所述结晶器电磁搅拌频率2Hz,末端电磁搅拌频率10Hz;连铸中包铸余钢水量为3.6~3.8吨。
9.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(5)中所述加热轧制工序中,在1180-1200℃的温度区间,保温≥150分钟,以促进碳扩散;所述总加热时间为280~340min;所述除磷压力为20~25MPa;所述上冷床温度850~910℃,锯切或剪切温度为480~510℃。
10.根据权利要求1所述的一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法,其特征在于,步骤(6)中所述堆放温度为350~420℃。
CN202210938231.1A 2022-08-05 2022-08-05 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法 Pending CN115110007A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210938231.1A CN115110007A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210938231.1A CN115110007A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115110007A true CN115110007A (zh) 2022-09-27

Family

ID=83333677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210938231.1A Pending CN115110007A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115110007A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117107153A (zh) * 2023-07-27 2023-11-24 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种高淬透性、高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法
CN117107153B (zh) * 2023-07-27 2024-06-11 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种高淬透性、高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102703816A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 中天钢铁集团有限公司 一种高碳低合金耐磨球用钢及其生产工艺
CN110592475A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 江苏联峰实业有限公司 一种大规格高碳硅锰钢及其制造方法
CN112553528A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 中天钢铁集团有限公司 一种含氮高碳磨球用钢及其低成本冶炼工艺
CN114769314A (zh) * 2022-03-29 2022-07-22 江苏永钢集团有限公司 一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102703816A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 中天钢铁集团有限公司 一种高碳低合金耐磨球用钢及其生产工艺
CN110592475A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 江苏联峰实业有限公司 一种大规格高碳硅锰钢及其制造方法
CN112553528A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 中天钢铁集团有限公司 一种含氮高碳磨球用钢及其低成本冶炼工艺
CN114769314A (zh) * 2022-03-29 2022-07-22 江苏永钢集团有限公司 一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117107153A (zh) * 2023-07-27 2023-11-24 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种高淬透性、高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法
CN117107153B (zh) * 2023-07-27 2024-06-11 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种高淬透性、高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112853211B (zh) 一种乘用车万向节叉冷锻用钢及其制造方法
CN107604250B (zh) 一种重型卡车变速器齿轮用21MnCrMoS钢及其制造方法
CN114574770B (zh) 一种高强度耐疲劳的60Si2MnA弹簧钢制备方法
CN106756511A (zh) 一种双金属锯条背材用d6a热轧宽带钢及其生产方法
CN110004371B (zh) 一种耐磨钢及冶炼方法
WO2012079415A1 (zh) 一种铁路机车车轴用钢及其制造方法
CN111575587A (zh) 一种钒铬微合金化生产hrb600高强热轧带肋钢筋的方法
CN113881901B (zh) 一种齿轮钢生产方法
CN114959415A (zh) 一种微合金化风电变速箱齿轮钢的制造方法
CN113718161B (zh) 一种防止20Ni2MoA齿轮钢加工开裂的控制方法
CN114293101A (zh) 一种经济型高等级焊丝钢h04e及其制备方法
CN111893382B (zh) 一种食品用链条不锈钢及其制备方法
CN111304532B (zh) 一种耐热奥氏体不锈钢及其制备方法
CN112962023A (zh) 窄淬透性齿轮钢及其制造方法
CN117026092A (zh) 一种高强弹簧钢及其制备方法
CN111471936A (zh) 一种改进型农机刃具用钢及其生产方法
CN113136526B (zh) 一种桥梁用大规格钢拉杆用钢35CrNiMo及其生产方法
CN113151744B (zh) 一种工程机械回转支承用钢s48c及其生产方法
CN103031488B (zh) 一种热轧钢制造方法及热轧钢
CN115110007A (zh) 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法
CN109778073B (zh) 一种易切削汽车同步器用钢及其制备方法
CN115896624B (zh) 一种氮化钢31CrMoV9退火材及其生产方法
CN116694992A (zh) 搅拌罐用高强轻量化耐磨钢及其制造方法
CN116694996A (zh) 一种fas3420rh齿轮钢及其生产方法
CN117265394A (zh) 一种超高纯净度、高均匀性铁路货车用渗碳轴承钢及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination