一种用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢水及其冶炼方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料技术领域，具体设及一种用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻 件钢钢水及其冶炼方法。
【背景技术】
[0002] 阀体、阀盖是矿浆输送管道系统的重要组成部件，其主要作用是接通和截断矿浆 介质，调整矿浆介质压力和流量，阀体、阀盖长时间处在和管道中矿浆、水及各种腐蚀性介 质接触的恶劣环境中，要求具有良好的耐磨性、耐压性、耐高低溫性及耐蚀性，W保证管道 安全稳定的运行。由于矿浆管道运输的特殊性，要求制造阀体、阀盖的钢铁材料具有高洁净 度、优异的强初性、耐磨性和耐蚀性等性能。
[0003] 目前国内已有报道的用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢，钢中C含量较高 (>0.25wt%)，气体含量和夹杂物相对较高，钢的塑初性相对较差;此外，钢的耐磨性、耐蚀 性有限，制约了阀体、阀盖在矿浆输送管道恶劣环境下长期安全稳定高效的运行。目前国内 尚无设及用于制造管道阀体、阀盖的锻件钢钢水及其冶炼方法的研究报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一目的在于提供一种用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢 水;第二目的在于提供所述的用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢水的冶炼方法。 [000引 本发明的第一目的是运样实现的，所述的用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻 件钢钢水具有下列重量百分比的化学成分：C 0.20~0.23 wt%、Si 0.25~0.35 wt%、Mn 0.80~1.00wt0/0、Cu 0.20~0.30wt0/0、Cr 0.20~0.30wt0/0、V 0.020~0.030wt0/0、S< 0.006wt%、P含0.015wt%、0含0.0010wt%、H含0.0 OOlwt%，其余为化及不可避免的不纯物。
[0006]本发明的第二目的是运样实现的，包括W下步骤： A、 铁水预处理脱硫:将化学成分C 4.3-5.0wt%、Si 0.30-0.50wt%、Mn 0.25-0.50wt%、 P 0.080-0.105wt%、S含0.035wt%，其余为化及不可避免的不纯物的高炉铁水运至KR法铁水 预处理装置进行脱硫处理，揽拌头插入深度控制为2300mm，按14.0~16.0 kg/t钢的量，加入 化0质脱硫剂进行脱硫处理，揽拌时间控制为8分钟;揽拌结束后进行化后渣操作，保证钢包 内铁水面裸露> 4/5，化净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：〔4.3-5.0巧*%、510.30-0.50wt%、Mn 0.25-0.50wt%、P 0.080-0.105wt%、S< 0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不 纯物； B、 钢水冶炼：将化学成分C 4.3-5.0wt%、Si 0.30-0.50wt%、Mn 0.25-0.50wt%、P 0.080-0.105wt%、S含0.008wt%，其余为化及不可避免的不纯物的A步骤的预处理脱硫铁水、 化学成分 C 0.20-0.25wt%、Si 0.30-0.45 wt%、Mn 1.00-1.30wt%、P 0.030-0.045wt〇/〇、S 0.030-0.045wt%，其余为化及不可避免的不纯物的优质废钢及化学成分C 3.2-3.5 wt%、Si 0.35-0.55 wt%、Mn 0.30-0.50 wt%、P 0.070-0.090wt%、S 0.025-0.040wt%，其余为化及 不可避免的不纯物的低憐硫生铁加入LD转炉中，并按1.6~2.化g/t钢的量同时加入化学成 分化99.3wt%，其余为化及不可避免的不纯物的铜板，之后进行常规顶底复合吹炼，分别按 30.0~35.0kg/t钢、20.0~25.0kg/t钢、2.5~4.0kg/t钢的加入量，加入石灰、轻烧白云石、菱 儀球造渣，控制终点碳含量为0.05~0.08wt%，出钢溫度含1650°C ;出钢前向钢包底部加入 活性石灰进行渣洗，加入量为3. Okg/t钢;出钢时采用全程底吹氣工艺，氣气流量控制为25~ 35MVmin; C、 脱氧合金化:将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱 氧合金化顺序:娃巧领^娃铁^高碳儘铁^高碳铭铁^饥氮合金，依次向钢包中加入下列 物质：按2.04旨/1:钢的量，加入下列质量比的娃巧领合金：5152.5￥1%，〔曰11.5￥1%，13曰 13.5wt%，A1 4.2wt%，其余为化及不可避免的不纯物;按2.5~3.8kg/t钢的量，加入下列质量 比的娃铁:Si 73.4wt%，其余为化及不可避免的不纯物;按10.0~12.8kg/t钢的量，加入下列 质量比的高碳儘铁:Μη 75.6wt%，C 6.5wt%，其余为化及不可避免的不纯物;按3.0~5.0kg/ t钢的量，加入下列质量比的高碳铭铁:Cr 56.5wt%，C 7.4wt%，其余为Fe及不可避免的不纯 物；按0.21~0.35kg/t钢的量，加入下列质量比的高氮饥合金:V 77.5wt%，N 18.5 wt%，C 1.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物;在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕 后，将钢水吊送至LF炉精炼工序； D、 钢水LF炉精炼:将C步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氣气带，开启氣气采用 20~3(ML/min的小氣量吹氣2分钟，然后下电极采用档位7~9档化渣;通电3分钟后，抬电极 观察炉内化渣情况，之后测溫、取样;若渣况较稀，补加石灰4.0~6. Okg/t钢，然后加入电石 0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.5~7.5;之后将钢水溫度加热至1655~1670°C后进行喂线 处理，喂入具有下列质量比的侣巧线；Ca 57.2 wt%、Al 36.5wt%、其余为Fe及不可避免的 不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量为80m;喂线结束采用流量为15~20化/min的小氣气量 对钢水进行软吹氣，软吹时间为2分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位； E、 钢水VD炉真空精炼:将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氣管，开启氣气采用 20~3(ML/min的小氣量吹氣2分钟，之后对钢水定氧定氨，同时测溫取样;取样完毕后，将真 空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至65~80化时，开始进行保真空 脱气处理，同时进行底吹氣处理，根据钢包透气情况氣气流量控制为40~6(ML/min，在真空 度65~80化条件下钢水脱气处理时间控制为15~18分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主 阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氨;之后对钢水进行小氣气量软吹氣处理，氣气流量为 20~3(ML/min，软吹氣时间为2分钟;钢水软吹氣结束后，加入常规大包钢水覆盖剂，加入量 控制为1.0 kg/t钢，即获得用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢水，钢水具有下列 重量百分比的化学成分：C 0.20~0.23 wt%、Si 0.25~0.35 wt%、Mn 0.80~1.00wt%、Cu 0.20~0.30wt〇/〇、Cr 0.20~0.30wt〇/〇、V 0.020~0.030wt〇/〇、S< 0.006wt〇/〇、P<0.015wt〇/〇、0< 0.0010wt%、H< 0.0001wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，其工艺力学性能如表l和表2所 示： 表1钢水生产的锻件钢工艺力学性能
本发明钢中控制相对较低的c含量（含0.23wt%)，改善钢的塑初性;加入微合金元素 V， 提高钢的强初性;加入微合金元素 CrXu，增加钢的硬度值，改善钢的耐磨性和耐蚀性;钢水 洁净度高，钢中气体含量和夹杂物含量低，即钢中氧含量< 0.0 OlOwt%，氨含量< O.OOOlwt%，非金属夹杂物含0.5级。采用本发明提供的钢水生产的锻件钢具有优异的强初 性、耐磨耐蚀性和抗疲劳性能，满足了阀体、阀盖在矿浆输送管道恶劣环境下长期安全稳定 高效的运行。
[0007]本发明钢中加入V、Cr、Cu微合金元素，促进了钢强初性、耐磨耐蚀性的改善;钢水 具有高洁净度，钢中气体含量和夹杂物含量低，氧含量^ 0.00lOwt%，氨含量^ 0.000Iwt%， 非金属夹杂物含0.5级，用其生产的锻件钢具有优异的强初性、耐磨耐蚀性和抗疲劳性能， 满足了阀体、阀盖在矿浆输送管道恶劣环境下长期安全稳定高效的运行。
[000引本发明钢中控制相对较低的C含量（< 0.23wt%)，改善钢的塑初性；加入微合金元 素 V，提高钢的强初性;加入微合金元素化、化，增加钢的硬度值，改善钢的耐磨性和耐蚀性； 采用KR法铁水预处理深脱硫、LD转炉冶炼、LF钢包炉精炼、VD炉真空精炼等工艺技术，促进 了钢水洁净度的显著改善，钢中气体含量及夹杂物低，即钢中氧含量含O.OOlOwt%，氨含量 < O.OOOlwt%，非金属夹杂物< 0.5级，用其生产的锻件钢具有优异的强初性、冲击初性、耐 磨耐蚀性和抗疲劳性能，满足了阀体、阀盖在矿浆输送管道恶劣环境下长期安全稳定高效 的运行。
[0009] 本发明对化学成分控制、KR法铁水预处理、转炉冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、VD炉 真空精炼等多工艺技术集成创新，生产出化、化、V复合微合金化高洁净度钢水，用其生产的 锻件钢具有优异的强初性、耐磨耐蚀性和抗疲劳性能，确保了阀体、阀盖在矿浆输送管道恶 劣环境下长期安全稳定高效的运行。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不W任何方式对本发明加 W限制， 基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0011] 本发明所述的用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢水具有下列重量百分 比的化学成分：C 0.20~0.23 wt%、Si 0.25~0.35 wt%、Mn 0.80~1.00wt%、Cu 0.20~ 0.30wt%、Cr 0.20~0.30wt%、V 0.020~0.030wt%、S < 0.006wt%、P < 0.015wt%、0 < ο. 0010wt%、H ^ ο. OOOlwt%，其余为化及不可避免的不纯物。
[0012] 本发明所述的用于制造矿浆输送管道阀体、阀盖的锻件钢钢水的冶炼方法，包括 w下步骤： A、 铁水预处理脱硫:将化学成分C 4.3-5.Owt%、Si 0.30-0.50wt%、Mn 0.25-0.50wt%、 P 0.080-0.105wt%、S含0.035wt%，其余为化及不可避免的不纯物的高炉铁水运至KR法铁水 预处理装置进行脱硫处理，揽拌头插入深度控制为2300mm，按14.0~16.0 kg/t钢的量，加入 化0质脱硫剂进行脱硫处理，揽拌时间控制为8分钟;揽拌结束后进行化后渣操作，保证钢包 内铁水面裸露> 4/5，化净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：〔4.3-5.0巧*%、510.30-0.50wt%、Mn 0.25-0.50wt%、P 0.080-0.105wt%、S< 0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不 纯物