高碳耐磨球料用钢及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种高碳耐磨球料用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C?0.67～0.82%、Si?0.45～0.78%、Mn?0.89～1.30%、P≤0.040%、S≤0.040%、V?0.03～0.10%、Cr≤0.20%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。本发明的高碳耐磨球用钢的成本低，钢质均匀、洁净度高、耐磨和耐冲击性能好。本发明还公开了一种高碳耐磨球料用钢的生产方法，包括：转炉冶炼，LF精炼，VD脱气和连铸。本发明的高碳耐磨球用钢的生产工艺简单，能保证高碳耐磨球用钢的成材质量，提高成材率和生产效率，生产成本低。
【专利说明】高碳耐磨球料用钢及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种高碳耐磨球料用钢及其生产方法。【背景技术】
[0002]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，占比达55%，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。
[0003]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】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种高碳耐磨球料用钢，具有较高的耐磨性。
[0005]本发明的技术方案如下:(蓝色字体为根据实施例修改的端点值，以使实施例的端点值构成的范围与该参数的范围一致。)
[0006]一种高碳耐磨球料用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C 0.67~0.82%、Si 0.45 ~0.78%、Mn 0.89 ~1.30%、P ≤ 0.040%、S ≤ 0.040%、V 0.03 ~0.10%、Cr ≤ 0.20%、Ni ≤0.30%、Cu ≤ 0.30%、Mo ≤ 0.15%,其余为 Fe 和杂质。
[0007]进一步，所述高碳耐磨球料用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括:C0.67%、Si 0.78%、Mn 1.25%、P 0.008%、S 0.003%、V 0.045%、Cr 0.15%、Ni 0.05%、Cu0.09%、Mo 0.03% ;或者，C 0.75%、Si 0.58%、Mn 1.10%、P 0.023%、S 0.014%、V 0.046%、Cr0.18%、Ni 0.11%、Cu 0.19%、Mo 0.10% ;或者，C 0.81%、Si 0.45%、Mn 0.89%、P 0.015%、S
0.009%、V 0.040%、Cr 0.20%、Ni 0.17%、Cu 0.23%、Mo 0.09% ;或者，C 0.68%、Si 0.65%、Mn 1.30%, P 0.040%、S 0.020%、V 0.10%, Cr 0.09%, Ni 0.30%、Cu 0.14%,Mo 0.15% ;或者，C 0.82%、Si 0.55%、Mn 0.90%、P 0.030%、S 0.040%、V 0.030%、Cr 0.11%、Ni 0.21%、Cu
0.30%、Mo 0.12%。
[0008]本发明所要解决的另一技术问题是提供一种高碳耐磨球料用钢的生产方法，生产工艺简单，生产成本低。
[0009]本发明的另一技术方案如下:
[0010]一种高碳耐磨球料用钢的生产方法，包括:转炉冶炼，LF精炼，VD脱气和连铸，生产得到的所述高碳耐磨球料用钢的化学成分的质量百分含量包括:c 0.67~0.82%、Si0.45 ~0.78%,Mn 0.89 ~1.30%、P ≤0.040%、S ≤ 0.040%、V 0.03 ~0.10%、Cr ≤0.20%、Ni ≤ 0.30%、Cu ≤ 0.30%、Mo ≤ 0.15%,其余为 Fe 和杂质。
[0011 ] 进一步:所述转炉冶炼的初始铁水的P的质量百分含量≤ 0.13%，S的质量百分含量≤0.050% ;所述转炉冶炼的终点钢水的出钢温度为1605~1635°C，C的质量百分含量为
0.10~0.30%, P的质量百分含量为0.001~0.018%, S的质量百分含量为0.005-0.024%。
[0012]进一步:所述转炉冶炼的冶炼过程中每100吨铁水加入白灰2600_3700kg、白云石860-2760kg、铁皮560-1800kg、萤石50_100kg ;所述转炉冶炼的出钢过程中每100吨铁水加入矽铁400-500kg、无烟煤550-600kg、铝钙钡200kg、矽锰900kg和渣铁3100_3600kg进行脱氧合金化。
[0013]进一步，所述LF精炼包括加辅料造渣、加合金微调；每100吨钢水加入的所述辅料包括:白灰500-800kg、萤石60-95kg、矾土 150_200kg、电石IOOkg ;每100吨钢水加入的所述合金包括:锰铁50-300kg、硅铁30-50kg、铝线IOOm ;所述LF精炼的后期每100吨钢水加A 40kg f凡铁。
[0014]进一步:所述LF精炼的就位温度为1479~1495°C，离位温度为1540~1562°C，精炼时间为28~39min。
[0015]进一步:所述VD脱气的全过程软吹氩气，所述VD脱气的软吹时间为10~12min，软吹流量为50~60Nl/min，上台温度为1562~1575°C;所述VD脱气后每100吨钢水的气体含量为O2 ( 50ppm、N2 ( 90ppm、H2 ( 2.5ppm ;所述VD脱气后每100吨钢水喂入硅钙线IOOm进行夹杂物变性；所述VD脱气的深真空时间> 13min。
[0016]进一步:所述连铸的过热度为23~30°C，拉速为2.00~2.10m/min。
[0017]进一步， 生产得到的所述高碳耐磨球料用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括:C 0.67%、Si 0.78%、Mn 1.25%、P 0.008%、S 0.003%、V 0.045%、Cr 0.15%、Ni 0.05%、Cu 0.09%,Mo 0.03%;或者，C 0.75%, Si 0.58%, Mn 1.10%, P 0.023%、S 0.014%、V 0.046%、Cr 0.18%, Ni 0.11%, Cu 0.19%,Mo 0.10% ;或者，C 0.81%, Si 0.45%, Mn 0.89%, P 0.015%、S 0.009%、V 0.040%、Cr 0.20%, Ni 0.17%, Cu 0.23%,Mo 0.09% ;或者，C 0.68%、Si 0.65%、Mn 1.30%, P 0.040%、S 0.020%、V 0.10%, Cr 0.09%, Ni 0.30%、Cu 0.14%, Mo 0.15% ;或者，C 0.82%、Si 0.55%、Mn 0.90%、P 0.030%、S 0.040%、V 0.030%、Cr 0.11%、Ni 0.21%、Cu
0.30%、Mo 0.12%。
[0018]本发明的技术效果如下:
[0019]1、本发明的高碳耐磨球用钢的成本低，钢质均匀、洁净度高、耐磨和耐冲击性能好。
[0020]2、本发明的高碳耐磨球用钢的生产工艺简单，能保证高碳耐磨球用钢的成材质量，提高成材率和生产效率，生产成本低。
【具体实施方式】
[0021]本发明的高碳耐磨球用钢的生产方法的具体流程如下:
[0022]步骤S1:转炉冶炼
[0023]转炉冶炼的初始铁水的P的质量百分含量< 0.13%，S的质量百分含量< 0.050%。转炉冶炼的终点钢水的出钢温度为1605~1635°C，C的质量百分含量为0.10~0.30%, P的质量百分含量为0.001~0.018%，S的质量百分含量为0.005~0.024%。转炉冶炼的冶炼过程中每100吨铁水加入白灰2600-3700kg、白云石860_2760kg、铁皮560_1800kg、萤石50-100kg。转炉冶炼的出钢过程中每100吨铁水加入矽铁400-500kg、无烟煤550_600kg、铝钙钡200kg、矽锰900kg和渣铁3100-3600kg进行脱氧合金化。各实施例的转炉冶炼的相
关工艺参数如表1~表3所示。
[0024]表1各实施例的转炉的出钢温度及终点钢水的成分
[0025]
【权利要求】
1.一种高碳耐磨球料用钢，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C.0.67 ~0.82%、Si 0.45 ~0.78%、Mn 0.89 ~1.30%、P ≤0.040%、S ≤0.040%、V 0.03 ~.0.10%、Cr ( 0.20%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.30%、Mo ( 0.15%,其余为 Fe 和杂质。
2.如权利要求1所述的高碳耐磨球料用钢，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括:C 0.67%、Si 0.78%、Mn 1.25%、P 0.008%、S 0.003%、V 0.045%、Cr 0.15%、Ni.0.05%、Cu 0.09%、Mo 0.03% ;或者，C 0.75%、Si 0.58%、Mn 1.10%、P 0.023%、S 0.014%、V.0.046%、Cr 0.18%、Ni 0.11%、Cu 0.19%、Mo 0.10% ;或者，C 0.81%、Si 0.45%、Mn 0.89%、P.0.015%, S 0.009%、V 0.040%、Cr 0.20%, Ni 0.17%、Cu 0.23%,Mo 0.09% ;或者，C 0.68%, Si.0.65%,Mn 1.30%,P 0.040%,S 0.020%,V 0.10%,Cr 0.09%,Ni 0.30%,Cu 0.14%、Mo 0.15% ；或者，C 0.82%, Si 0.55%, Mn 0.90%, P 0.030%、S 0.040%、V 0.030%、Cr 0.11%, Ni 0.21%,Cu 0.30%、Mo 0.12%。
3.一种高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于，包括:转炉冶炼，LF精炼，VD脱气和连铸，生产得到的所述高碳耐磨球料用钢的化学成分的质量百分含量包括:C 0.67~.0.82%、Si 0.45 ~0.78%、Mn 0.89 ~1.30%、P ≤0.040%、S ≤0.040%、V 0.03 ~0.10%、Cr ( 0.20%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.30%、Mo ( 0.15%,其余为 Fe 和杂质。
4.如权利要求3所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于:所述转炉冶炼的初始铁水的P的质量百分含量≤0.13%，S的质量百分含量≤0.050% ;所述转炉冶炼的终点钢水的出钢温度为1605~1635°C，C的质量百分含量为0.10~0.30%, P的质量百分含量为0.001~0.018%, S的质量百分含量为0.005-0.024%。
5.如权利要求4所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于:所述转炉冶炼的冶炼过程中每100吨铁水加入白灰2600-3700kg、白云石860_2760kg、铁皮560_1800kg、萤石50-100kg ;所述转炉冶炼的出钢过程中每100吨铁水加入矽铁400-500kg、无烟煤.550-600kg、铝钙钡200kg、矽锰900kg和渣铁3100_3600kg进行脱氧合金化。
6.如权利要求3所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于，所述LF精炼包括加辅料造渣、加合金微调；每100吨钢水加入的所述辅料包括:白灰500-800kg、萤石.60-95kg、矾土 150-200kg、电石IOOkg ;每100吨钢水加入的所述合金包括:锰铁50_300kg、硅铁30-50kg、铝线IOOm ;所述LF精炼的后期每100吨钢水加入40kg钒铁。
7.如权利要求6所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于:所述LF精炼的就位温度为1479~1495°C，离位温度为1540~1562°C，精炼时间为28~39min。
8.如权利要求3所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于:所述VD脱气的全过程软吹氩气，所述VD脱气的软吹时间为10~12min，软吹流量为50~60Nl/min，上台温度为1562~1575°C ;所述VD脱气后每100吨钢水的气体含量为O2 ( 50ppm、N2 ( 90ppm、H2 ( 2.5ppm ;所述VD脱气后每100吨钢水喂入硅钙线IOOm进行夹杂物变性；所述VD脱气的深真空时间≥13min。
9.如权利要求3所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于:所述连铸的过热度为23~30°C，拉速为2.00~2.10m/min。
10.如权利要求3~9任一项所述的高碳耐磨球料用钢的生产方法，其特征在于，生产得到的所述高碳耐磨球料用钢的化学成分的质量百分含量包括:c 0.67%、Si 0.78%、Mn.1.25%、P 0.008%、S 0.003%、V 0.045%、Cr 0.15%、Ni 0.05%、Cu 0.09%、Mo 0.03% ;或者，
【文档编号】C22C38/24GK103627955SQ201310602804
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】周彦, 宋海, 祁建军, 宋俊涛, 薛虎东 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司