[發明專利]一種含稀土超高純凈度的超高錳鋼冶煉方法

在審

• 申請號: 202110012663.5
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112831715A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 楊光;廖相巍;賈吉祥;康磊;唐雪峰;柴明亮;高冰
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C38/02;C22C38/22;C22C38/36;C22C38/38;C21C7/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發明涉及一種含稀土超高純凈度的超高錳鋼冶煉方法，超高錳鋼的化學成分按重量百分比計為C：1.0％～1.9％，Mn:26％～28％，Si:0.6％～1.0％，Cr:3.0％～4.0％，Mo：0.4％～0.6％，O≤0.0006％，S≤0.0035％，P≤0.025％，RE：0.03％～0.09％。本發明采用真空感應爐冶煉超高錳鋼，在冶煉過程中加入稀土合金,并控制鋼中的O、S及P含量，有效提高超高錳鋼的純凈度。

技術領域

本發明涉及高性能新材料和冶金技術領域，尤其涉及一種含稀土超高純凈度的超高錳鋼冶煉方法。

背景技術

高錳鋼作為耐磨材料被廣泛應用于冶金、礦山、煤炭等機械設備中，對于高錳鋼生產技術的研究也基本成熟。但隨著現代工業的發展，傳統的高錳鋼已經無法滿足日益嚴苛的工業需求，相比之下，超高錳鋼的初始硬度相對較高，且鑄件不會出現早期斷裂問題，因此超高錳鋼的使用壽命長、性價比高。

超高錳鋼鋼液的純凈度是決定其鑄錠質量的主要因素，鋼中的雜質元素及其危害如下：

(1)O的危害：鋼中O會使鋼在凝固過程中析出大量氧化物，氧化物會富集于奧氏體晶界，成為鋼在使用或加工過程中的開裂點，從而降低鋼的塑性、沖擊韌性等加工性能。O含量增加還會使降低材料的耐腐蝕性能，高溫條件下O還會導致鋼的熱脆現象。

(2)S的危害：S會使鋼的熱加工性能變差，造成“熱脆”現象，尤其當O含量較高時，S和O的協同作用會加劇熱脆的發生。S作為鑄錠中偏析最為嚴重的元素，會增加連鑄坯的內裂紋傾向。

(3)P的危害：鋼中的P含量過高會使鋼發生“冷脆”，降低塑韌性以及抗熱裂紋性能等。

公開號為CN 105648353 A的中國專利申請公開了“一種耐磨耐沖擊高錳鋼及其制備方法”，其在高錳鋼原有成分基礎上添加了W，Cu，RE等合金元素，采用高溫電熔爐進行熔煉，并添加了精煉劑。該方法添加合金元素過多，并且所加入的精煉劑含KCl、Na₂CO₃等15種組分，精煉劑可能會卷入鋼液，不可避免的影響鋼液質量。公告號為CN 105779889 B的中國發明專利公開了“一種含鎢鈦高錳鋼及其制備方法”，其選用W，Ti等昂貴合金化元素，且脫P效果欠佳，同時并未明確記載冶煉過程的具體步驟。

因此，提高超高錳鋼冶煉水平，進一步提升冶金質量是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種含稀土超高純凈度的超高錳鋼冶煉方法，采用真空感應爐冶煉超高錳鋼，在冶煉過程中加入稀土合金,并控制鋼中的O、S及P含量，有效提高超高錳鋼的純凈度。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種含稀土超高純凈度的超高錳鋼冶煉方法，超高錳鋼的化學成分按重量百分比計為C：1.0％～1.9％，Mn:26％～28％，Si:0.6％～1.0％，Cr:3.0％～4.0％，Mo：0.4％～0.6％，O≤0.0006％，S≤0.0035％，P≤0.025％，RE：0.03％～0.09％；所述超高錳鋼在真空感應爐中冶煉，冶煉過程如下：

1)冶煉原料包括純鐵、C、Cr、SiBa、Mn、Mo及稀土合金；冶煉時先加入純鐵、Cr、Mo、占原料C總量65％～75％的C；冶煉過程中再依次加入SiBa、剩余C、Mn、稀土合金；

2)啟動真空泵，給電升溫，保持真空度≤5Pa；

3)開始熔化后，真空感應爐內通入氬氣；熔清后，加入SiBa合金；

4)7～10min后，加入剩余C；

5)再次啟動真空泵，將真空度降至1Pa以內；

6)再次通入氬氣，加入Mn；