[發明專利]一種高質量含硫中碳合金鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110690881.4
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113403450B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王海達;陳列;董貴文
• 申請（專利權）人: 建龍北滿特殊鋼有限責任公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06;C21C7/064;C21C7/10;C21C7/00;C22C33/04;C22C38/00;C22C38/60
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 姜俊婕

本發明涉及冶金生產鋼絲線控制領域，公開了一種高質量含硫中碳合金鋼及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)初煉爐冶煉，初煉爐配料包括80?85％的鐵水、15?20％的廢鋼；出鋼含量中C≥0.10％、出鋼溫度為1620～1640℃；(2)精煉位，到位鋼水進行一次送電升溫，判定鋼中成分；精煉后鋼種中硫的含量≤0.005％；(3)真空VD/RH；(4)連鑄。本發明解決了冶金生產鋼絲線中含硫鋼結瘤的問題；并且具有操作簡單的優點。

技術領域

本發明屬于冶金生產鋼絲線控制領域，尤其涉及一種高質量含硫中碳合金鋼及其制備方法。

背景技術

硫元素是鋼中的有害元素，使鋼產生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，同時還降低鋼的腐蝕性。但隨著機械加工業的發展，切削加工高速、精密、自動化程度不斷提高，對鋼材的可切削性能提出了更高的要求。含硫鋼因其良好的可切削性能，已得到廣泛使用。一般硫含量控制在0.025％以上。國內含硫鋼一般集中在特殊鋼企業，由于鋼種的特性，生產難度較大，工藝技術尚不完善，只有少數企業能夠做到穩定生產。

含硫鋼生產難度較大主要體現在一方面，硫元素與鋼中的Ca發生反應，生產CaS、Al₂O₃夾雜物，兩者夾雜物是造成水口結瘤的主要原因，此類鋼種的可澆性變差，生產難度增加。另一方面，硫與鋼中的Mn元素發生反應，生產MnS低熔點物質，鑄坯在凝固過程中，主要受熱應力、組織應力與機械應力的作用。其中熱應力是連鑄坯表面與內部溫度不均勻、收縮不一致而產生的應力，主要是在二次冷卻區之前及二次冷卻區。鑄坯一般在結晶器內產生裂紋源，通過二次冷卻，低熔點物質的析出，使裂紋形成二次擴展。由于方坯角部為二維傳熱皮下裂紋多數產生在近角部位置。在相同的工藝參數下，含硫中碳鋼發生皮下裂紋缺陷比例要比普通中碳鋼皮下裂紋發生比例高出20％以上，出現含硫鋼結瘤的問題。

發明內容

為解決現有技術中冶金生產鋼絲線中含硫鋼結瘤的問題，本發明提供了高質量含硫中碳合金鋼及其制備方法。

本發明的技術方案：一種高質量含硫中碳合金鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)初煉爐冶煉，初煉爐配料包括質量百分數為80-85％的鐵水、質量百分數為15-20％的廢鋼；出鋼含量中C的質量百分數≥0.10％、出鋼溫度為1620～1640℃；

(2)精煉位，到位鋼水進行一次送電升溫，當鋼水溫度大于液相線溫度40-50℃時，停止送電，進行測量取樣，判定鋼中成分；加入石灰100-300kg，螢石0-100kg，碳化硅70-80kg，碳粉30-50kg；二次送電加入碳化硅40-50kg、碳粉20-30kg、Al粒20～30kg；精煉后鋼種中硫的含量≤0.005％；

(3)真空VD/RH：控制真空度≤67Pa，保持時間≥20min；破真空后根據真空前Al及真空過程鋁損，按目標的質量百分數0.025％-0.030％一次喂入鋁線，按開澆爐次150m/爐、連澆爐次120m/爐喂入硅鈣線，間隔時間≥8分鐘后喂入硫線達到成分內控，取樣鋼種成分達到內控要求后，開始計算軟吹時間≥30min；

(4)連鑄：生產前對中間包進行烘烤，沖擊區中間包烘烤溫度≥1200℃；澆注區域溫度≥1050℃；對中包水口進行烘烤≥950℃；開澆前對中間包內進行吹氬氣操作≥5min；操作結束后對中間包內的取樣口使用石棉粘進行封堵，澆注，出鋼。

所述步驟(2)中確定鋼種中硫的含量≤0.005％后，控制白渣時間≥20min，軟吹時間≥20min。

所述步驟(3)中真空后將硫元素補加至內控；并開始計算軟吹時間，軟吹時間≥30min。

所述步驟(1)中，鐵水的成分為P的質量百分數≤0.12％、Si的質量百分數0.30％-0.65％、S的質量百分數≤0.045％。