[發明專利]低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產方法

有效

• 申請號: 201610759920.0
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106282773B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 李博斌;張福利;李程;董廷亮;高宇;竇磊
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/16;C22C38/18;C22C38/60;C22C33/04
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強

技術領域

本發明涉及一種光譜標準樣用鋼，尤其是一種低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產方法。

背景技術

硫是鋼中含量偏低的元素之一，也是鋼材中重點檢測的元素。隨著今年來低硫鋼、超低硫鋼冶煉技術的發展，要求準確測量鋼中的硫。但因受低硫鋼標樣匱乏，超低硫鋼中S含量的準確測量一直是人們探索的課題。

由于S在鋼中的固溶度極小，在鋼液凝固過程中S易在晶界發生偏聚，生成MnS、FeS、(Mn,Fe)S等夾雜物，在鋼材后續加工過程中MnS易變性，生成長條形MnS夾雜。對于標樣鋼，S元素的偏析以及在后續加工中硫化物的變形，都將對標樣的均勻性造成嚴重的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種S元素均勻性好的低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：在真空感應爐裝料、抽真空后加熱熔化，然后加入稀土Ce對鋼液進行稀土處理；處理后的鋼液將合金含量調整到要求范圍內，進行澆鑄；澆鑄的鋼錠鋼錠脫模、加熱、鍛造，即可得到所述的標樣用鋼。

本發明所述稀土Ce加入至鋼液中Ce含量為0.0030wt%～0.010wt%。

本發明所述澆鑄使用直徑100mm～200mm的鑄鐵模，澆鑄溫度為鋼液液相線以上40℃～60℃。

本發明所述鍛造采用熱鍛，鍛后規格為直徑30mm～50mm棒材。

本發明原理為：為了提高標樣中S的均勻性，考慮對鋼中的硫化物形態進行控制，使其能在鋼中彌散分步，而且硫化物夾雜在后續加工中不易變形。稀土可控制鋼中氧化物、硫化物的形態。在Al脫氧鋼中加入稀土，會形成高熔點的在晶內任意分布的球形夾雜，取代沿晶界分布的第二類硫化物。當鋼中加入適量稀土，稀土硫化物可以完全取代MnS，稀土化合物在熱加工變形時，仍保持細小球形或紡錘性，較均勻地分布在鋼材中。

本發明采用稀土元素對鋼中硫化物變性的機理，利用稀土Ce對鋼液進行處理，使鋼中硫在鋼液凝固過程中以高熔點的稀土硫化物形式析出；鋼液澆鑄采用直徑小、冷速大的鑄鐵模，控制合適的澆鑄溫度，減小凝固過程中的宏觀偏析，使鋼錠中硫化物達到彌散分布的效果，而且稀土硫化物熔點高，在后續鍛造加工過程中不易變形，從而提高標樣用鋼S元素的均勻性。本發明對于生產S≤0.008wt%的低硫鋼、超低硫鋼的標樣用鋼效果尤為顯著。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明采用稀土處理使鑄錠中的硫化物達到彌散分布的效果，而且高熔點的稀土硫化物在鍛造熱加工中不易變性，極大的提高了低硫鋼光譜標樣中S元素的均勻性，提高了光譜分析低硫鋼、超低硫鋼中S含量的分析精度。本發明采用直徑小、冷速快的鑄鐵模，較低的過熱度澆鑄改善了標樣用鋼所用合金元素的宏觀偏析缺陷；鋼錠脫模后不用進行專門的熱處理工藝，直接加熱鍛造成材，節省了熱處理工序，節約成本。本發明適用于硫含量小于0.008wt%的低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產；可以顯著提高標樣用鋼中硫元素的均勻性，標樣鋼均勻性檢測硫元素相對標準偏差SD%≤2.5%。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：本低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產方法采用下述具體工藝。

設備采用500kg真空爐，錠模規格為φ200mm×550mm，材質為鑄鐵，冶煉標樣用鋼成分見表1。真空爐裝料480kg，抽真空后供電加熱熔化，熔化后加入稀土Ce進行處理，鋼液中[Ce]=0.01wt%；進行合金化將鋼液中除硫元素以外其他合金元素含量調整到目標要求，再加入硫精礦調整鋼液硫含量；鋼液溫度達到1570℃（過熱度為60℃）進行澆鑄，使用直徑150mm的鑄鐵模；鋼錠冷卻后脫模、加熱、進行熱鍛，鍛后規格為直徑50mm圓棒，取成品樣進行均勻性檢測的標準偏差和相對標準偏差見表1。

實施例2：本低硫鋼光譜分析標樣用鋼的生產方法采用下述具體工藝。

設備采用200kg真空爐，錠模規格為φ160mm×500mm，材質為鑄鐵，冶煉標樣用鋼成分見表2。真空爐裝料185kg，抽真空后供電加熱熔化，熔化后加入稀土Ce進行處理，鋼液中[Ce]=0.005wt%；進行合金化將鋼液中除硫元素以外其他合金元素含量調整到目標要求，再加入硫鐵調整鋼液硫含量；鋼液溫度達到1540℃（過熱度為40℃）進行澆鑄，使用直徑200mm的鑄鐵模；鋼錠冷卻后脫模、加熱、進行熱鍛，鍛后規格為直徑40mm圓棒，取成品樣進行均勻性檢測的標準偏差和相對標準偏差見表2。