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CN106834959A - 高硬度耐磨球料用钢及其生产方法 - Google Patents

高硬度耐磨球料用钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硬度耐磨球料用钢，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％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、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硬度耐磨球料用钢的生产方法。本发明中，耐磨球用钢生产成本低，钢质均匀、洁净度高、耐磨等综合性能好。

Description

高硬度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，涉及一种高硬度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硬度耐磨球料用钢及其生产方法，耐磨球用钢生产成本低，钢质均匀、洁净度高、耐磨等综合性能好。
技术方案如下：
一种高硬度耐磨球料用钢，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％、Cr 0.60～0.90％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
一种高硬度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，供转炉铁水磷含量小于等于0.140％，硫含量小于等于0.060％；转炉终点钢水的出钢温度1620-1638℃，碳含量0.011-0.019％，磷含量0.011-0.022％；LF精炼的就位温度1504-1525℃，精炼离位温度1555-1585℃，精炼处理时间39-85min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金；连铸生产中，过热度控制在22-30℃之间，拉速在0.65m/min之间；成品钢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％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、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，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；转炉终点钢水的平均出钢温度1628℃，平均碳含量0.014％，平均磷含量0.015％。
进一步：LF精炼的平均就位温度1517℃，平均精炼离位温度1562℃，平均精炼处理时间63min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明中，耐磨球用钢生产成本低，钢质均匀、洁净度高、耐磨等综合性能好；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。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，同时提高高端耐磨球料产品的的市场竞争力。
预计试验阶段，年生产量在1000吨左右。经济利润在10万元以上，同时增加高端耐磨球料用钢新品种，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。
高硬度耐磨球料用钢的生产方法，总的技术方案包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF(钢包精炼炉)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1620-1638℃，平均1628℃；碳含量0.011-0.019％，平均0.014％；磷含量0.011-0.022％，平均0.015％。
2、LF炉生产
LF炉精炼就位温度1504-1525℃，平均1517℃；精炼离位温度1555-1585℃，平均1562℃；精炼处理时间39-85min，平均63min；并在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金。
3、连铸生产
连铸生产中过热度控制在22-30℃之间，拉速在0.65m/min之间。
热轧状态圆钢的硬度在32-38HRC。
高硬度耐磨球料用钢，其化学组分按质量百分数为：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％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、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：
(1)转炉生产
转炉冶炼时根据实际情况加入白灰3400-5800kg，白云石2850-4800kg，铁皮2000-2500kg，出钢过程中加入矽铁500-1500kg，矽锰1000-1800kg，高碳铬铁100-1900kg。
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
(2)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250-500kg，萤石60-180kg，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，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 1504 1555 39
最大值 1525 1585 85
平均值 1517 1562 63
(3)连铸生产
连铸生产中过热度控制在22-30℃之间，拉速在0.60m/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
最小值 0.55 1.78 0.72 0.017 0.004 0.69
最大值 0.59 1.90 0.75 0.024 0.011 0.71
平均值 0.58 1.82 0.73 0.017 0.007 0.70
(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)

1.一种高硬度耐磨球料用钢，其特征在于：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％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、As≤0.020％、Sn≤0.020％、Sb≤0.004％、Pb≤0.0025％，其它为Fe和杂质。
2.一种高硬度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，供转炉铁水磷含量小于等于0.140％，硫含量小于等于0.060％；转炉终点钢水的出钢温度1620-1638℃，碳含量0.011-0.019％，磷含量0.011-0.022％；LF精炼的就位温度1504-1525℃，精炼离位温度1555-1585℃，精炼处理时间39-85min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金；连铸生产中，过热度控制在22-30℃之间，拉速在0.65m/min之间；成品钢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％、Ni≤0.03％、Mo≤0.02％、Cu≤0.025％、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所述高硬度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；转炉终点钢水的平均出钢温度1628℃，平均碳含量0.014％，平均磷含量0.015％。
4.如权利要求2所述高硬度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1517℃，平均精炼离位温度1562℃，平均精炼处理时间63min，在精炼后期按耐磨球料用钢成分要求加入合金。
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