[發明專利]一種電弧爐冶煉高硫合金鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201010135530.9
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN102154534A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 吳基浩;吳德炳
• 申請（專利權）人: 吳海濤
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C7/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

[技術領域]

本發明涉及一種合金及其制備方法，具體地講涉及一種高硫合金鋼及其冶煉方法。

[背景技術]

高硫鋼又稱高硫合金鋼(HS)，高硫合金鋼的研究為硫鐵礦資源的利用提供了條件，改變了硫元素是鋼鐵中大敵的論斷。高硫合金鋼(HS)可以廣泛應用于鋼鐵、機械、礦山、油田、港口、汽車、農用車、結構件等。

專利號為“ZL911086714”的發明專利公開了一種“高硫合金鋼及生產方法”，此種高硫合金鋼“由鐵、碳、硫及合金元素組成”其中硫含量為0.5％～11％該專利技術提供的高硫合金鋼的制備只能用中頻爐冶煉澆注配件機加工，不能鍛造和軋制；且制備出的高硫合金鋼配件抗拉強度及伸長率均較低、韌性差、且質量不穩定，限制了它的使用范圍，同時鑄造出的產品產生氣孔、砂眼、夾碴的現象經常出現，造成大量廢次品，生產效率低，勞動強度大。

[發明內容]

本發明人針對上述缺陷經過長期研究，提供了一種電弧爐冶煉高硫合金鋼，該高硫合金鋼不僅可以鍛造和軋制，且又可以保證其自潤滑性能、耐高溫性能、耐磨損性能，提高了高硫合金鋼配件的強度韌性，擴大了其使用范圍；同時鑄造出的產品幾乎沒有氣孔、砂眼、夾碴的現象產生，節約了成本，提高了生產效率，降低了勞動強度。

本發明的另一個目的在于提供一種電弧爐冶煉高硫合金鋼的制備方法，該方法可以進行大規模的工業生產。

本發明提供的電弧爐冶煉高硫合金鋼，包括組分鐵、碳和硫，除另有說明外，其中按重量百分比計，所述高硫合金鋼含硫為0.5％～2.6％。

本發明提供的的電弧爐冶煉高硫合金鋼的制備方法，包括以下工藝步驟：

1)、向電弧爐中加入廢鋼，送電熔化；

2)、接著分別單獨加入鉻、釩、鉬、錳、鎢、或鈦；

3)、再加入硫含量為30％～32％的硫化鐵，于1650℃～1680℃下，依次加入重量為廢鋼與硫化鐵總量的0.5％～1.2％的硼砂脫氧劑和0.08％～0.4％稀土硅，鎮靜8分鐘～15分鐘后出鋼。

本發明提供的電弧爐冶煉高硫合金鋼，其中按重量百分比計，所述高硫合金鋼含硫優選為：0.8％～2.6％。

本發明提供的電弧爐冶煉高硫合金鋼的制備方法中其中步驟3)優選為：再加入硫含量為30％～32％的硫化鐵，于1650℃～1680℃下，依次加入重量為廢鋼與硫化鐵總量的0.8％的硼砂脫氧劑和0.3％稀土硅，鎮靜10分鐘后出鋼。

本發明的優選方法中：

硫含量在0.8％～2.6％之間，采用電弧爐冶煉，電弧的溫度在2500～3000℃，使高硫合金鋼晶粒細化，硫化物分布均勻，基本消除了網狀或帶狀硫化物，組織細化，為軋制鍛造創造了條件，提高了高硫鋼的生產效率，滿足了各種用戶的要求，能使高硫合金鋼進入大工業生產；于1650～1680℃下，依次加入0.8％的硼砂和0.3％稀土硅，鎮靜10min后出鋼，該種脫氧方法比過去的硅、鋁、錳脫氧更為純凈。

另外，高硫合金鋼分為低、中、高含碳量，其中本發明提供的高硫合金鋼可以根據冶煉鋼種的需要，分別從廢鋼、鐵合金中獲得一部分，如碳量仍達不到所需的含碳量，可分別加入生鐵或增碳劑。

與現有技術相比，本發明制備的高硫合金鋼具有以下優點：

1、晶粒細化，硫化物分布均勻，基本消除了網狀或帶狀硫化物，可達到軋鋼和鍛鋼的最佳狀態，實現了大工業生產的條件；為高硫合金鋼在冶金行業、機械行業、礦山、汽車、拖拉機、發動機等行業做為最理想的耐磨，耐高溫、抗咬合材料得以實現；

2、軋制出的高硫合金鋼的耐磨性、強度和韌性都有很大提高，為高硫合金鋼材料進入齒輪、蝸輪、高強度零件的應用領域開辟了道路；

3、節約了成本，降低了勞動強度；

4、提高了抗粘結(咬合)的性能；

5、其制備方法簡單，工藝優良，可以大面積推廣應用；

6、含硫量0.8％～2.6％，是普通鋼鐵含硫量的8～20倍，為我國儲量豐富，占世界第二位的高硫鐵礦找到了用武之地；

7、電弧爐冶煉出的高硫合金鋼可軋制成不同厚度的鋼板，用于模具制造。由于強度、韌性好，又有自潤滑性能，能使模具壽命提高1～3倍，也可制成滑板，導衛板、滑塊等，使壽命提高4～5倍。

[附圖說明]

圖1是：專利號為“ZL911086714”“高硫合金鋼及生產方法”制備出的高硫合金鋼的金相圖；

圖2為：本發明制備的高硫合金鋼的金相圖

將圖2與圖1金相圖比較可以看出：

圖1中硫化物的分布是大網狀和帶狀；