耐磨鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耐磨鋼及其制造方法，該方法包括以下步驟：鐵水預(yù)處理；在鐵水的S含量不超過0.015%，鐵水溫度不小于1280℃時，采用轉(zhuǎn)爐初煉鋼水；在鋼水中P含量不超過0.020%時，向鋼包出鋼；在鋼包出鋼過程中，調(diào)整鋼水Si含量為0.15～0.35%，Mn含量為1.10～1.45%，Cr含量為0.30～0.60%；在鋼包精煉爐中控制鋼水Als含量為0.015～0.055%，并調(diào)整C含量為0.26～0.31%；對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理，之后調(diào)整鋼水的Ti含量為0.018～0.050%，B含量為0.0005～0.0035%，Ca含量為0.0020～0.0040%，從而得到具有高強度和高沖擊韌性的耐磨鋼。
【專利說明】耐磨鋼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨鋼及其制造方法，具體地講，本發(fā)明涉及一種挖掘機刀刃用鋼及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機刀刃用鋼工作環(huán)境非常惡劣，刀刃直接與物料發(fā)生激烈碰撞與摩擦。鑒于挖掘機刀刃使用的特殊性，對鋼材強度指標、耐磨性指標要求越來越高?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般采用NM360、NM400等高強耐磨鋼等鋼種作為工程機械挖掘機刀刃用鋼，此類產(chǎn)品由于加入合金較多，成本偏高，而且調(diào)質(zhì)時不同程度地存在焊接開裂、產(chǎn)品板形差等問題。
[0003]公布號為CN1544682A的中國專利文獻公開了一種用料為1E921的挖掘機刀刃用鋼，該挖掘機刀刃用鋼化學成分按重量百分比計包含:0.15~0.20%的C、0.15~0.35%的 S1、0.95 ~1.30% 的 Μη、0.0005 ~0.003% 的 B、不超過 0.035% 的 P、不超過 0.04% 的 S、0.40~0.65%的Cr,0.25~0.35%的Mo。該鋼種雖然強度高、韌性好、耐磨性及可焊接性好，但是由于其含有較高含量的Cr、Mo等昂貴合金元素，使生產(chǎn)成本較高。[0004]公布號為CN1844434A的中國專利文獻公開了一種裝載機挖掘機刀刃用鋼及其生產(chǎn)方法，該挖掘機刀刃用鋼化學成分按重量百分比計包含:0.21~0.25%的C、0.70~
0.90% 的 S1、l.50 ~1.85% 的Μη、0.0005 ~0.0030% 的 B、0.01 ~0.08% 的 T1、不超過0.020%的P、不超過0.015%的S。該鋼種成本較低，但是錳含量偏高，帶狀組織不好控制。
[0005]因此，在現(xiàn)有的挖掘機刀刃用鋼的生產(chǎn)技術(shù)中，應(yīng)采取低合金化路線以降低生產(chǎn)成本。然而現(xiàn)有技術(shù)中通常提高鋼中錳含量來提高鋼的強度和韌性，但具有高錳含量的鋼中帶狀組織不易于控制，降低了鋼的塑性和沖擊韌性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)問題中的一個或多個技術(shù)問題，提供了一種耐磨鋼及其制造方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼按重量百分比計包含0.26~0.31%的C、0.15~0.35%的S1、
1.10 ~L 45% 的 Μη、0.015 ~0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、0.30 ~0.60% 的 Cr、0.0005 ~0.0035% 的 B、0.0020 ~0.0040% 的 Ca、不超過 0.030% 的 P 以及不超過 0.025%的S，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，耐磨鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述耐磨鋼可以為挖掘機刀刃用鋼。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼的制造方法包括以下步驟:Ca)鐵水預(yù)處理；(b)在鐵水的S含量不超過0.015%，鐵水溫度不小于1280°C時，采用轉(zhuǎn)爐初煉鋼水；(c)在鋼水中P含量不超過0.020%時，向鋼包出鋼；(d)在鋼包出鋼過程中，調(diào)整鋼水Si含量為0.15~0.35%，Mn含量為1.10~1.45%, Cr含量為0.30~0.60% ；(e)在鋼包精煉爐中控制鋼水Als含量為
0.015~0.055%,并調(diào)整C含量為0.26~0.31% ；(f)對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理；(g)鋼水經(jīng)循環(huán)真空脫氣處理后，調(diào)整鋼水的Ti含量為0.018~0.050%，B含量為0.0005~0.0035%, Ca含量為0.0020~0.0040%,從而得到耐磨鋼；所述耐磨鋼包含0.26~0.31%的C.0, 15 ~0.35% 的 S1、L 10 ~L 45% 的 Μη、0.015 ~0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、
0.30 ~0.60% 的 Cr、0.0005 ~0.0035% 的 Β、0.0020 ~0.0040% 的 Ca、不超過 0.030% 的 P以及不超過0.025%的S，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，耐磨鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在步驟(d)中可采用硅錳來控制鋼水的Si含量，可采用鉻鐵來控制鋼水的Cr含量，可采用高錳和硅錳中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，步驟(e)還可包括在LF精煉裝置中對鋼水的成分進行微調(diào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在步驟(e)中可向鋼水喂入鋁線來控制鋼水的Al含量，可向鋼水加入碳來控制鋼水的C含量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，步驟(f )可包括在RH真空裝置中對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理，真空脫氣處理時間可不小于12min。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在步驟(g)中可通過向鋼水加入鈦來調(diào)整鋼水的Ti含量，可向鋼水中喂入硼線來調(diào)整鋼水中的B含量，可向鋼水中喂入鈣鐵線來調(diào)整鋼水的Ca含量。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述制造方法還可包括在步驟(g)之后，對RH真空裝置中的鋼水進行吹IS處理，吹IS時間可不小于12min。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述制造方法還可包括在步驟(g)之后對鋼水進行連鑄和板坯軋制，連鑄鑄坯出爐溫度可控制在1150~120(TC，粗軋開軋溫度可控制在1130~1170°C，粗軋終軋溫度可控制在不小于1050°C，粗軋總壓縮比可不小于50%，精軋開軋溫度可控制在950~1050°C。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，制造寬度為2300~3000mm、厚度為10~20mm的耐磨鋼板坯成品的精軋開軋溫度可為990~1050°C，制造寬度為2300~3000mm、厚度為25~40mm的耐磨鋼板還成品的精軋開軋溫度可為950~980°C,制造寬度為2300~3000mm、厚度為45~60mm的耐磨鋼板還成品的精軋開軋溫度可為980~1000°C。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼及其制造方法，生產(chǎn)工藝容易控制，產(chǎn)品具有優(yōu)異的強度和韌性；通過LF精煉和RH精煉控制合金成分，通過合理控制軋制工藝，得到的鋼板淬透性帶窄，板形良好。此外，本發(fā)明的耐磨鋼中合金元素的低含量降低了耐磨鋼的制造成本，低錳含量有利于帶狀組織的控制。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合示例性實施例來對本發(fā)明的耐磨鋼及其制造方法做進一步描述。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼按重量百分比計包含0.26~0.31%的C、0.15~0.35%的S1、
1.10 ~L 45% 的 Μη、0.015 ~0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、0.30 ~0.60% 的 Cr、0.0005 ~0.0035% 的 B、0.0020 ~0.0040% 的 Ca、不超過 0.030% 的以及不超過 0.025% 的S，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，耐磨鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。在本說明書中，涉及到的所有組分的含量均按重量百分比計。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的鋼具有較高的強度、硬度以及沖擊韌性，因此是一種耐磨鋼，故可以用來制作挖掘機的刀刃。
[0022]下面描述根據(jù)本發(fā)明的鋼中包含的元素及其選擇其范圍的理由。
[0023]碳是鋼中不可缺少的提高鋼材強度和硬度的元素之一，由于挖掘機刀刃用鋼需要非常好的強度與硬度來保證挖掘機刀刃的耐磨性能，因此，較高的碳含量是必不可少的。如果鋼中碳含量低于0.26%，則降低了鋼的硬度，達不到要求，從而保證不了挖掘機刀刃的耐磨性能；而碳含量保持在0.30%左右，可使得鋼保持一個較高的硬度，且可焊區(qū)較大。因此，為了保證鋼板具有高的硬度、較好的韌性、優(yōu)良的冷成型性和焊接性能，將碳含量限定在0.26 ~0.31%。
[0024]硅能溶于鐵素體和奧氏體，以固溶強化的形式來提高鋼的硬度和強度，固溶強化作用很強。硅可使C曲線右移，提高鋼的淬透性。同時，也是鋼中的脫氧元素。但如果鋼中硅含量過高，則會引起面縮率下降，特別是沖擊韌性下降較為明顯，同時對鋼的焊接性也不利，因此鋼中硅含量不應(yīng)過高，本發(fā)明的鋼中硅含量被限定為0.15~0.35%。
[0025]錳能與鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度；錳同時能很好的穩(wěn)定奧氏體組織，進一步增強鋼的淬透性；錳還可使鋼在受到?jīng)_擊而產(chǎn)生變形時，使鋼材表面層得到強化而具有高的耐磨性；錳與硫形成熔點較高的MnS，可有效防止FeS的產(chǎn)生所導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象。但錳含量太高會使得鋼的晶粒容易粗化，也增強了鋼的回火脆性敏感性。因此，添加的Mn含量控制在為1.10~1.45%。
[0026]鈦與氮、氧、碳具有極強的親和力，是一種良好的脫氧去氣劑和固定氮、氧的有效元素，在含硼鋼的冶煉中是必不可少的。鈦是強氮化物和強碳化物形成元素，鈦的碳、氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，有助于控制奧氏體晶粒的長大，大大改善焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。因此，添加的Ti含量控制在為0.018~0.050%。
[0027]鉻能顯著提高耐磨鋼的強度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蝕性，但同時降低塑性和韌性，因此，添加的Cr含量控制在0.30~0.60%之間。
[0028]硼能提高鋼的淬透性，從而可以省去其他較稀有貴重的金屬的加入，降低生產(chǎn)成本。硼元素資源豐富，價格便宜，鋼中添加硼能顯著節(jié)省鎳、鉻、鑰等昂貴的合金元素，有可觀的經(jīng)濟效益。硼鋼的主要優(yōu)點是價格便宜，在保證鋼具有所需淬透性和力學性能的同時，鋼的熱、冷加工性能較好。主要缺點是，淬透性的波動比不含硼元素的鋼大。當有效硼含量為0.0003~0.005%時，其所起的淬透性效果最好，過多的硼會降低淬透性。因此，本發(fā)明的鋼中B含量被限定為0.0005~0.0035%。
[0029]鋼中的鋁分為兩種類型。一種是冶煉時來不及上浮到鋼渣中的脫氧產(chǎn)物A1203中的鋁，由于A1203不能溶于酸中，所以將與氧結(jié)合形成A1203的鋁稱為酸不溶鋁。另一種是可被酸溶解的鋁，主要有單質(zhì)鋁和氮化鋁(AlN)中的鋁，其稱為酸溶鋁，通常用“Als”表示。鋼中酸溶鋁和酸不溶鋁之和稱為全鋁，通常用“Al”或“Alt”表示。一般鋼水經(jīng)過精煉后，Alt中有90%以上的是Als,或者Als含量約等于Alt含量。本發(fā)明所稱的酸溶招指如上所述存在于鋼中可以被酸溶解的鋁(Als)，所涉及的對酸溶鋁的量的表述指上述可以被酸溶解的鋁元素的量。本發(fā)明的鋼中Als含量控制在0.015~0.055%，其用作脫氧劑以保證鈦、硼的收得率外，更主要的作用是在此范圍內(nèi)能使鋼板獲得良好的強度及韌性。
[0030]鈣能細化晶粒，避免長條狀硫化物夾雜的形成，從而改善鋼的各向異性，并且可以促進高熔點的三氧化二鋁與氧化鈣結(jié)合形成低熔點的鋁酸鈣，提高鋼液的澆鑄性能，減輕水口堵塞。但鈣的加入量過多，可形成高熔點的CaS，惡化鋼液的澆鑄性能。因此，本發(fā)明的鋼中Ca含量被限定為0.0020~0.0040%ο
[0031]磷、硫:磷在鋼中容易造成偏析、增加回火脆性以及顯著降低鋼的塑性和韌性，造成“冷脆”，顯著降低鋼的低溫沖擊韌性；硫易與錳結(jié)合生成MnS夾雜，硫與鐵結(jié)合生成的FeS在高溫下容易造成“熱脆”。因此，本發(fā)明要求鋼中P含量不超過0.030%和S含量不超過0.025%，盡量減少磷、硫元素對鋼性能的不利影響。通過對鐵水進行深脫硫預(yù)處理、真空處理等手段，控制磷、硫含量，從而減輕其不利影響。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述鋼按重量百分比計可包含0.27%的C、0.25%的S1、1.20% 的 Mn,0.005% 的 S、0.015% 的 Ρ、0.40% 的 Cr,0.0025% 的 Ca,0.0010% 的 B,0.025%的T1、0.020%的Al S，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0033]下面將描述本發(fā)明的鋼的制造方法。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的鋼的制造方法包括鐵水預(yù)處理、初煉鋼水、LF爐(鋼包精煉爐)精煉鋼水和RH爐真空脫氣(循環(huán)真空脫氣)。
[0035]具體地講，首先，高爐鐵水進行鐵水預(yù)處理，當鐵水中S含量控制在不超過0.015%且鐵水溫度不小于1280°C時，將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐進行初煉鋼水。[0036]鐵水預(yù)處理可在KR法鐵水預(yù)處理裝置內(nèi)進行。使用KR法進行鐵水預(yù)脫硫可以提高脫硫效率，降低鐵水中的脫硫劑的加入量以及降低金屬損耗。但本發(fā)明并不限于此，也就是說，鐵水預(yù)處理可以在ATH法或者TDS法的鐵水預(yù)處理裝置內(nèi)進行鐵水預(yù)脫硫。
[0037]初煉鋼水在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，造渣材料分兩批加入，造渣材料加入總量為45~55kg/tiH，頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為18~22kg/t ?，轉(zhuǎn)爐吹煉9.5~10.5min時加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為27~33kg/t?，終渣堿度控制在R=3.0~3.5 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間不低于60s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為2.0~
3.0kgo當鋼水初煉到P含量不超過0.020%時，向鋼包出鋼。
[0038]在出鋼過程中，可向鋼包中加入合成渣和合金化材料，控制鋼水的Si含量為
0.15~0.35%，控制鋼水的Cr含量為0.30~0.60%,控制鋼水的Mn含量為1.10~1.45%。合金化材料可以包括高錳、硅錳和鉻鐵。
[0039]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。具體地講，LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣，采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水Als含量為0.015~0.055%。通過加入碳來調(diào)整鋼水中的C含量，控制鋼水的C含量為0.26~0.31%。出站前頂渣為黃白渣或白渣，黃白渣或白渣保持時間不少于lOmin，終渣堿度控制在2.5以上。
[0040]在轉(zhuǎn)爐向鋼包出鋼時，不可避免地會帶入一定量的轉(zhuǎn)爐渣到鋼包中。轉(zhuǎn)爐渣磷含量高，在LF爐還原氣氛作用下，渣中的一部分磷再次回到鋼液中，而使P元素略有增加。然而，因為在轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水時將P含量控制在0.020%以下，所以盡管P含量略有增加，但不會超過 0.030%。
[0041 ] 之后，對鋼水進行RH真空脫氣處理，RH真空脫氣處理的主要作用在于將鋼中的氫脫除到更低的水平。具體地講，可在RH真空裝置中采用本處理模式對鋼水進行真空處理，真空處理的時間可以不低于12min。[0042]在RH真空脫氣處理后，調(diào)整鋼水的T1、B、Ca的含量，使得鋼水的Ti含量為
0.018~0.050%，B含量為0.0005~0.0035%，Ca含量為0.0020~0.0040%，并可以吹氬對鋼水進行攪拌。例如，將鈦線、硼鐵線、鈣鐵線分別加入RH真空脫氣處理后的鋼液中來調(diào)整鋼液的T1、B、Ca的含量，之后通過吹氬氣對鋼水進行攪拌，吹氬時間不少于12min。
[0043]通過上述方法，得到本發(fā)明的耐磨鋼，其按重量百分比計包含0.26~0.31%的C、
0.15 ~0.35% 的 S1、1.10 ~1.45% 的 Μη、0.015 ~0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、
0.30 ~0.60% 的 Cr、0.0005 ~0.0035% 的 Β、0.0020 ~0.0040% 的 Ca、不超過 0.030% 的 P和不超過0.025%的S，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼的制造方法，在出鋼過程中調(diào)整鋼水的Mn、S1、Cr含量，在后續(xù)的精煉過程中調(diào)整鋼水的Ca、B、Ti含量，在有效地提高了耐磨鋼的耐磨性的同時，降低了價格昂貴的合金元素的加入量以及降低了容易粗化鋼的晶粒的Mn的加入量，從而降低了生產(chǎn)成本。[0045]根據(jù)本發(fā)明的耐磨鋼的制造方法還可以包括連鑄與軋制步驟。連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式(比水量小于0.281/kg)，這樣可以有效避免鋼液的二次氧化。軋制過程可以分為二階段，并可以采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行軋制。連鑄鑄坯出爐溫度可以控制在1150~1200°C，可以設(shè)置粗軋總壓縮比不小于50%，粗軋開軋溫度可以控制在1130~1170°C，粗軋終軋溫度可以控制在不小于1050°C，精軋開軋溫度可以控制在950~1050°C。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，生產(chǎn)寬度為2300~3000mm(例如2500mm)、厚度為10~20mm的耐磨鋼板還成品的精軋開軋溫度可以為990~1050°C，生產(chǎn)寬度為2300~3000mm (例如2500mm)、厚度為25~40mm的耐磨鋼板坯成品的精軋開軋溫度可以為950~980°C，生產(chǎn)寬度為2300~3000mm (例如2500mm)、厚度為45~60mm的耐磨鋼板還成品的精軋開軋溫度可以為980~1000°C。通過控制軋制溫度能夠使鋼坯內(nèi)部微觀組織上形成超細化鐵素體晶粒，通過細晶強化和析出強化的結(jié)合，可以顯著提高軋制成型的鋼坯的強度、耐磨性和低溫沖擊韌性，也可以優(yōu)化鋼坯的板形。
[0046]下面結(jié)合示例對本發(fā)明的耐磨鋼及其制造方法做進一步說明。
[0047]示例 1:
[0048]對出高爐鐵水在KR裝置進行鐵水預(yù)脫硫，鐵水的硫含量為0.010%且鐵水溫度不小于1280°C時，通過頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐將鐵水初煉成鋼水。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，在頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為19kg/t _，轉(zhuǎn)爐吹煉9.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為32kg/t ?，終渣堿度控制在R=3.5 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間為60s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為2.2kg。當鋼水初煉到P含量為0.010%時，向鋼包出鋼。
[0049]在出鋼過程中，向鋼包中加入合成渣和高錳、硅錳和鉻鐵合金，控制鋼水的Si含量為0.24%，控制鋼水的Cr含量為0.35%，控制鋼水的Mn含量為1.20%。
[0050]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣；采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水的Als含量為0.020%。通過加入碳來調(diào)整鋼水的C含量，控制鋼水的C含量為0.26%。出站前頂渣為白渣，白渣保持時間為llmin，終渣堿度控制在3.6。
[0051]之后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為12min，真空處理完畢后，向鋼水中喂鈦線固氮，喂硼鐵線增硼，喂鈣鐵線進行微鈣處理，使鋼液按重量百分比計含有0.026%的T1、0.0008%的B、0.0028%的Ca，之后進行吹氬對鋼水進行攪拌，吹IS時間為13min。
[0052]RH真空處理后的鋼水進行板坯連鑄，連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式。連鑄前取中間包鋼樣分析鋼的化學組分為0.26%的C、0.24%的S1、1.20% 的 Μη、0.0015% 的 S、0.015% 的 P、0.35% 的 Cr、0.0028% 的 Ca、0.0008% 的 B、0.026%的T1、0.020%的Als，其余為Fe及另外的不可避免的雜質(zhì)。
[0053]最后，采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行兩階段軋制。設(shè)置粗軋總壓縮比為55%，粗軋開軋溫度為1135°C，粗軋終軋溫度為1100°C，精軋開軋溫度為1000°C，將溫度為1160°C的連鑄板坯軋制成14mm厚度、2500mm寬度的鋼板。
[0054]示例2:
[0055]對出高爐鐵水在KR裝置內(nèi)進行鐵水預(yù)脫硫，鐵水的硫含量為0.009%且鐵水溫度不小于1280°C時，通過頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐將鐵水初煉成鋼水。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，在頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為20kg/t?，轉(zhuǎn)爐吹煉IOmin后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為30kg/t?，終渣堿度為R=3.2 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間為70s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為2.5kg。當鋼水初煉到P含量不超過0.015%時，向鋼包出鋼。
[0056]在出鋼過程中，向鋼包中加入合成渣和高錳、硅錳和鉻鐵合金，控制鋼水的Si含量為0.32%，控制鋼水的Cr含量為0.45%，控制鋼水的Mn含量為1.25%。
[0057]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣，采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水的Als含量為0.035%。通過加入碳來調(diào)整鋼水的C含量，控制鋼水的C含量為0.27%。出站前頂渣為白渣，白渣保持時間為12min，終渣堿度控制在3.7。
[0058]之后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為12min。真空處理完畢后，向鋼水中喂鈦線固氮，喂硼鐵線增硼，喂鈣鐵線進行微鈣處理，使鋼液含有0.034%的T1、0.0012%的B、0.0020%的Ca，之后進行吹氬對鋼水進行攪拌，吹氬時間為14.5min。
[0059]RH真空處理后的鋼水進行板坯連鑄，連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式。連鑄前取中間包鋼樣分析鋼的化學組分為0.27%的C、0.32%的S1、1.25% 的 Mn,0.013% 的 S、0.009% 的 Ρ、0.45% 的 Cr,0.0020% 的 Ca,0.0012% 的 B,0.034%的T1、0.035%的Als，其余為Fe及另外的不可避免的雜質(zhì)。
[0060]最后，采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行兩階段軋制。設(shè)置粗軋總壓縮比為58%，粗軋開軋溫度為1150°C，粗軋終軋溫度為1100°C，精軋開軋溫度為970°C，將溫度為1185°C的連鑄板坯軋制成25mm厚度、2500mm寬度的鋼板。
[0061]示例3:
[0062]對出高爐鐵水在KR裝置內(nèi)進行鐵水預(yù)脫硫，鐵水硫含量為0.010%且鐵水溫度不小于1280°C時，通過頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐將鐵水初煉成鋼水。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，在頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為18kg/t?，轉(zhuǎn)爐吹煉10.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為33kg/t?，終渣堿度為R=3.0 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間為70s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為
2.6kg。當鋼水初煉到P含量為0.020%時，向鋼包出鋼。
[0063]在出鋼過程中，可向鋼包中加入合成渣和高錳、硅錳和鉻鐵合金，控制鋼水的Si含量為0.15%，控制鋼水的Cr含量為0.30%，控制鋼水的Mn含量為1.10%。
[0064]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣，采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水的Als含量為0.015%。通過加入碳來調(diào)整鋼水的C含量，控制鋼水的C含量為0.28%。出站前頂渣為白渣，白渣保持時間為13min，終渣堿度控制在4.0。
[0065]之后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為12min，真空處理完畢后，向鋼水中喂鈦線固氮，喂硼鐵線增硼，喂鈣鐵線進行微鈣處理，使鋼液按重量百分比計含有0.018%的T1、0.0026%的B、0.0028%的Ca，之后進行吹氬對鋼水進行攪拌，吹IS時間為12min。
[0066]RH真空處理后的鋼水進行板坯連鑄，連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式。連鑄前取中間包鋼樣分析鋼的化學組分為0.28%的C、0.15%的S1、1.10% 的 Mn,0.025% 的 S、0.011% 的 Ρ、0.30% 的 Cr,0.0028% 的 Ca,0.0026% 的 B,0.018%的T1、0.015%的Als，其余為Fe及另外的不可避免的雜質(zhì)。
[0067]最后，采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行兩階段軋制。設(shè)置粗軋總壓縮比為60%，粗軋開軋溫度為1140°C，粗軋終軋溫度為1100°C，精軋開軋溫度為995°C，將出爐溫度為1180°C的連鑄板坯軋制成35mm厚度、2500mm寬度的鋼板。
[0068]示例 4:
[0069]對出高爐鐵水在KR裝置進行鐵水預(yù)脫硫，鐵水中硫含量為0.012%且鐵水溫度不小于1280°C時，通過頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐將鐵水初煉成鋼水。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，在頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為21kg/t?，轉(zhuǎn)爐吹煉10.5min后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為28kg/t ?，終渣堿度控制在R=3.2 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間為70s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為2.8kg。當鋼水初煉到P含量為0.018%時，向鋼包出鋼。
[0070]在出鋼過程中，向鋼包中加入合成渣和高錳、硅錳和鉻鐵合金，控制鋼水的Si含量為0.20%，控制鋼水的Cr含量為0.50%，控制鋼水的Mn含量為1.35%。
[0071]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣，采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水的Als含量為0.047%。通過加入碳來調(diào)整鋼水的C含量，控制鋼水中的C含量為0.30%。出站前頂渣為白渣，白渣保持時間為12min，終渣堿度控制在4.1。
[0072]之后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為8min，真空處理完畢后，向鋼水中喂鈦線固氮，喂硼鐵線增硼，喂鈣鐵線進行微鈣處理，使鋼液含有0.042%的T1、0.0020%的B、0.0033%的Ca，之后進行吹氬對鋼水進行攪拌，吹氬時間為13min。
[0073]RH真空處理 后的鋼水進行板坯連鑄，連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式。連鑄前取中間包鋼樣分析鋼的化學組分為0.30%的C、0.20%的S1、1.35% 的 Mn,0.010% 的 S、0.024% 的 Ρ、0.50% 的 Cr,0.0033% 的 Ca,0.0020% 的 B,0.042%的T1、0.047%的Als，其余為Fe及另外的不可避免的雜質(zhì)。
[0074]最后，采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行兩階段軋制。設(shè)置粗軋總壓縮比為61%，粗軋開軋溫度為1140°C，粗軋終軋溫度為1090°C，精軋開軋溫度為1000°C，將出爐溫度為1180°C的連鑄板坯軋制成50mm厚度、2500mm寬度的鋼板。
[0075]示例5:
[0076]對出高爐鐵水在KR裝置進行鐵水預(yù)脫硫，鐵水硫含量為0.010%且鐵水溫度不小于1280°C時，通過頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐將鐵水初煉成鋼水。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，在頂槍下槍時加入第一批造渣材料，第一批造渣材料加入量為22kg/t?，轉(zhuǎn)爐吹煉IOmin后加入第二批造渣材料，第二批造渣材料加入量為29kg/t?，終渣堿度控制在R=3.5 ;氧槍制度采用高拉吹補，終點壓槍時間為70s。脫氧制度采用鋁錳鈦合金脫氧，冶煉每噸鋼的鋁錳鈦合金的加入量為
3.0kgo當鋼水初煉到P含量為0.010%時，向鋼包出鋼。
[0077]在出鋼過程中，可向鋼包中加入合成渣和高錳、硅錳和鉻鐵合金，控制鋼水的Si含量為0.35%，控制鋼水的Cr含量為0.58%，控制鋼水的Mn含量為1.45%。[0078]然后，對鋼包中的鋼水進行LF精煉處理。LF精煉過程采用全程底吹氬氣攪拌，根據(jù)實際情況加入石灰進行造渣，采用鋁粒脫氧劑對鋼水進行脫氧處理，并采用喂鋁線對鋼水進行終脫氧，控制鋼水的Als含量為0.050%。通過加入碳來調(diào)整鋼水的C含量，控制鋼水的C含量為0.31%。出站前頂渣為白渣，白渣保持時間為llmin，終渣堿度控制在3.8。
[0079]之后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為13min，真空處理完畢后，向鋼水中喂鈦線固氮，喂硼鐵線增硼，喂鈣鐵線進行微鈣處理，使鋼液按重量百分比計含有0.048%的T1、0.0035%的B、0.0040%的Ca，之后進行吹氬對鋼水進行攪拌，吹IS時間為llmin。
[0080]RH真空處理后的鋼水進行板坯連鑄，連鑄過程中采用中碳保護渣進行全程保護澆注，冷卻制度采用弱冷模式。連鑄前取中間包鋼樣分析鋼的化學組分為0.31%的C、0.35%的S1、1.45% 的 Mn,0.020% 的 S、0.013% 的 Ρ、0.58% 的 Cr,0.0040% 的 Ca,0.0035% 的 B,0.048%的T1、0.050%的Als，其余為Fe及另外的不可避免的雜質(zhì)。
[0081]最后，采用四輥可逆式軋機對連鑄板坯進行兩階段軋制。設(shè)置粗軋總壓縮比為60%，粗軋開軋溫度為1145°C，粗軋終軋溫度為1100°C，精軋開軋溫度為990°C，將溫度為1160°C的連鑄板坯軋制成60_厚度、2500_寬度的鋼板。
[0082]以上示例I~5的鋼板性能列于表1中，其中性能測試方法采用國際通用方法。
[0083]表1:示例I~5中鋼板性能測定
[0084]
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨鋼的制造方法，包括以下步驟: (a)鐵水預(yù)處理； (b)在鐵水的S含量不超過0.015%，鐵水溫度不小于1280°C時，采用轉(zhuǎn)爐初煉鋼水； (c)在鋼水中P含量不超過0.020%時，向鋼包出鋼； Cd)在鋼包出鋼過程中，調(diào)整鋼水Si含量為0.15~0.35%，Mn含量為1.10~1.45%，Cr含量為0.30~0.60% ； Ce)在鋼包精煉爐中控制鋼水Als含量為0.015~0.055%,并調(diào)整C含量為0.26~.0.31% ； Cf)對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理； (g)鋼水經(jīng)循環(huán)真空脫氣處理后，調(diào)整鋼水的Ti含量為0.018~0.050%，B含量為.0.0005~0.0035%, Ca含量為0.0020~0.0040%,從而得到耐磨鋼； 所述耐磨鋼包含0.26~0.31%的C、0.15~0.35%的S1、1.10~1.45%的Mn,0.015~.0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、0.30 ~0.60% 的 Cr、0.0005 ~0.0035% 的 Β、.0.0020 ~.0.0040%的Ca、不超過0.030%的P以及不超過0.025%的S，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，耐磨鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
2.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，在步驟(d)中采用硅錳來控制鋼水的Si含量，采用鉻鐵來控制鋼水的Cr含量，采用高錳和硅錳中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。
3.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，步驟(e)還包括在LF精煉裝置中對鋼水的成分進行微調(diào)。
4.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，在步驟(e)中向鋼水喂入鋁線來控制鋼水的Al含量，向鋼水加入碳來控制鋼水的C含量。
5.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，步驟(f)包括在RH真空裝置中對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理，真空脫氣處理時間不小于12min。
6.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，在步驟(g)中通過向鋼水加入鈦來調(diào)整鋼水的Ti含量，向鋼水中喂入硼線來調(diào)整鋼水中的B含量，向鋼水中喂入鈣鐵線來調(diào)整鋼水的Ca含量。
7.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(g)之后,對RH真空裝置中的鋼水進行吹気處理,吹気時間不小于12min。
8.如權(quán)利要求1所述的耐磨鋼的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(g)之后對鋼水進行連鑄和板坯軋制，連鑄鑄坯出爐溫度控制在1150~1200°C，粗軋開軋溫度控制在1130~1170°C，粗軋終軋溫度控制在不小于1050°C，粗軋總壓縮比不小于50%，精軋開軋溫度控制在950~1050°C。
9.如權(quán)利要求8所述的耐磨鋼的制造方法，其中，制造寬度為2300~3000mm、厚度為10~20mm的耐磨鋼板坯成品的精軋開軋溫度為990~1050°C，制造寬度為2300~3000mm、厚度為25~40mm的耐磨鋼板坯成品的精軋開軋溫度為950~980°C，制造寬度為2300~3000mm、厚度為45~60mm的耐磨鋼板坯成品的精軋開軋溫度為980~1000°C。
10.一種耐磨鋼，所述耐磨鋼按重量百分比計包含0.26~0.31%的C、0.15~0.35%的S1、L 10 ~L 45% 的 Μη、0.015 ~0.055% 的 Als、0.018 ~0.050% 的 T1、0.30 ~0.60% 的Cr,0.0005 ~0.0035% 的 B、0.0020 ~0.0040% 的 Ca、不超過 0.030% 的 P 以及不超過 0.025%的S，余量為Fe和不可 避免的雜質(zhì)，其中Als表示酸溶鋁。
【文檔編號】C21C7/10GK103911555SQ201410117117
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】王建景, 杜顯彬, 吳德發(fā), 周平, 李燦明, 楊建勛, 張長宏, 張佩, 李艷, 高立福, 吳會亮 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司