一種高錳耐磨鋼的冶煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高錳耐磨鋼的冶煉方法，在冶煉過程中將大量合金在中頻爐熔化后與轉(zhuǎn)爐冶煉的粗鋼水混合成Mn13鋼，與在鋼液中直接加固體合金冶煉相比，縮短了冶煉時間，降低成品P、S含量，可以實(shí)現(xiàn)多爐連鑄；由于中頻爐對貴重金屬燒損小，中頻爐溶液倒入深脫氧后的鋼水，提高貴重金屬元素Cr、Mn等的回收率，從而降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種高錳耐磨鋼的冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高錳耐磨鋼的冶煉方法，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高錳耐磨鋼Mnl3具有其它耐磨材料無法比擬的加工硬化特性，在較大沖擊載荷或較大接觸應(yīng)力的作用下，鋼板表層產(chǎn)生加工硬化，表面硬度由HB200迅速提升到HB500以上，從而產(chǎn)生高耐磨的表面層，而鋼板內(nèi)層奧氏體仍保持良好的沖擊韌性。已成為磁懸浮列車、保險柜、防彈車、鑿巖機(jī)器人、新型坦克等先進(jìn)設(shè)備中首選的耐磨材料。
[0003]從2002年Mnl3國內(nèi)研制成功到目前為止，主要依靠電弧爐冶煉，冶煉過程合金在電爐內(nèi)加入，主要金屬元素(Cr、Mn等)回收率低；生產(chǎn)周期長,成本高,產(chǎn)品競爭力低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述不足，本發(fā)明旨在提供一種高錳耐磨鋼的冶煉方法，使高錳耐磨鋼Mnl3縮短冶煉周期，降低成品P、S含量，提高主要金屬元素Cr、Mn等的回收率，從而降低生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明Mnl3的國標(biāo)成分要求為:
C:0.90-1.20%、S1: 0.30-0.80%、Mn: 11.00-14.00%、P ( 0.035%、S ≤ 0.030%,為保證Mnl3的性能，在實(shí)際生產(chǎn)過程中還需加入一定量的Cr、Mo和V元素，其控制范圍為:
Cr:0.60-1.00%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15%
其余為Fe和不可避免物質(zhì)。
[0006]本發(fā)明提供的一種高錳耐磨鋼的冶煉方法，工藝步驟為:轉(zhuǎn)爐+中頻爐冶煉、LF鋼包精煉、RH脫氣、連鑄，其特征在于:具體的操作步驟如下:
①轉(zhuǎn)爐+中頻爐冶煉
脫硫處理，脫硫后的鐵水和生鐵質(zhì)量百分比為:
C:3.8-4.2%、S1:0.30-0.60%、Mn:0.30±0.01%、P:0.070±0.002%、S ≤ 0.005%，其余為Fe和不可避免物質(zhì)；
高爐鐵水經(jīng)脫硫處理后兌入轉(zhuǎn)爐，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的脫硫生鐵，按正常冶煉過程冶煉，冶煉終點(diǎn)前倒出50%以上爐渣，然后加入500kg鐵礦石和1.5噸石灰點(diǎn)吹I分鐘，取樣分析PS 0.005%后出鋼，出鋼過程加入鋁丸和硅鐵，其中鋁丸的加入量為2.5kg/t，硅鐵的加入量為8.lkg/t，轉(zhuǎn)爐出鋼過程擋渣，渣厚< 50mm ;轉(zhuǎn)爐出鋼后成分為:
C:0.10-0.15、S1:0.40-0.60、Mn:0.05-0.15、P ≤ 0.010、S ≤ 0.007、Cr:0.01-0.05、Mo:0.10-0.20、V:0.10-0.20 ；
轉(zhuǎn)爐冶煉時，用中頻爐將高碳鉻鐵和電解金屬錳熔化，其中高碳鉻鐵的加入量為12.3kg/t，高碳鉻鐵的成分為:
C:6.0-7.9%、Si:1.0-1.5%, Cr:58-61%, P:0.020-0.030%,S:0.020-0.030%、其余為 Fe和不可避免物質(zhì)；
其中電解金屬錳的加入量為140 kg/t ;電解金屬錳成分為:Mn:99.7-99.9%，其余為不可避免物質(zhì)；
熔化后的合金熔液與轉(zhuǎn)爐粗鋼水混合，混合后鋼液成分為:
C:0.17-0.24%、S1:0.40-0.60%、Mn:11.5-12.5%、P 大于 0.013%、S 大于 0.010%、Cr:0.65-0.85%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15%
②LF鋼包精煉
熔化后的合金熔液與轉(zhuǎn)爐粗鋼水混合。將混合后的鋼液運(yùn)往LF爐精煉、調(diào)整碳成分、微調(diào)其他成分到完全符合Mnl3標(biāo)準(zhǔn)要求后到RH脫氣；鋼液成分為:
C:0.90-1.20%、S1: 0.30-0.80%、Mn: 11.00-14.00%、P 大于 0.035%、S 大于 0.030%, Cr:
0.60-1.00%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)；
③RH脫氣
鋼水到達(dá)RH后，抽真空循環(huán)3分鐘測溫、取樣，在真空度小于IOmbar下循環(huán)時間大于10分鐘，測溫，破空，供連鑄。
[0007]④連鑄
鋼水到連鑄叉臂后鎮(zhèn)靜5- 8分鐘，開澆，對于220_厚度鋼坯，二次冷卻水用量為530L/t鋼，拉還速度為0.8-1.0m/m in。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明由于將冶煉Mnl3所需的大量合金在中頻爐中熔化后與轉(zhuǎn)爐粗煉鋼水混合，縮短了電爐煉鋼時間，提高合金回收率，全線冶煉時間縮短到45min，可以實(shí)現(xiàn)連鑄多爐連澆；Mn、Cr回收率達(dá)到96%，且成品P降到0.020%以下。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0010]實(shí)施例1:
有30噸中頻爐一座，熔化合金滿爐時熔化周期為60min，留鋼50%時，熔化周期為40min ;另有80t轉(zhuǎn)爐3座，冶煉Mnl3時，成分控制如下:
C:0.95-1.15%、S1: 0.40-0.70%、Mn: 11.50-13.50%、P 大于 0.020%、S 大于 0.010%, Cr:
0.60-1.00%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15%
(I)冶煉Mnl3使用的高碳鉻鐵成分為
C: 7.0%、S1:1.0%, Cr:60%、P:0.025%、S:0.020%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)；
電解金屬錳成分為:Mn:99.7%，其余為不可避免物質(zhì)；
按I噸高碳鉻鐵、10噸電解金屬錳的比例裝滿中頻爐熔化；
實(shí)際入中頻爐高碳鉻鐵0.993t、電解金屬錳10.007t。
[0011](2)中頻爐送電20分鐘后轉(zhuǎn)爐裝入脫硫后的鐵水69.8t和脫硫后的生鐵8.lt，開始正常冶煉，脫硫后的鐵水成分為:
C:4.1%、S1:0.45%、Mn:0.29%、P:0.070%、S:0.003%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)；
生鐵的成分為:
C:3.9%、S1: 0.40%、Mn: 0.31%、P:0.071%、S:0.003%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)。
[0012]冶煉終點(diǎn)前倒出50%以上爐渣，然后加入497Kg鐵礦石和1.50噸石灰點(diǎn)吹I分鐘，取樣分析P=0.005%后出鋼，出鋼過程加入鋁丸205kg、硅鐵665 kg、碳粉100kg、鑰鐵和釩鐵，轉(zhuǎn)爐出鋼過程擋渣，渣厚< 50mm ；
轉(zhuǎn)爐出鋼量71.1噸，出鋼后成分為:
C:0.15%、S1:0.60%、Mn:0.06%、P:0.006%、S:0.006%、Cr:0.01%、Mo:0.13%、V:0.12% ； (3)出鋼后將鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)到中頻爐出鋼位，中頻爐混合溶液11.001噸出到轉(zhuǎn)爐鋼包內(nèi)，出鋼過程底吹氬攪拌，出鋼后強(qiáng)攪5分鐘后取樣，成分為:
C:0.23%、S1:0.52%、Mn:11.72%、P:0.006%、S:0.006%、Cr:0.70%、Mo:0.11%、V:0.11% ；
(4)將混合液體轉(zhuǎn)運(yùn)到LF調(diào)整碳成分、調(diào)整溫度，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到RH脫氣，RH處理后的Mnl3成分為:
C:1.02%、S1:0.50%、Mn:11.70%、P:0.006%、S:0.006%、Cr:0.70%、Mo:0.11%、V:0.11% ；
(5)中頻爐出鋼后按I噸高碳鉻鐵、10噸電解金屬錳的比例裝中頻爐11噸，繼續(xù)熔化冶煉下一爐Mnl3。
[0013]實(shí)施例2:
有30噸中頻爐一座，熔化合金滿爐時熔化周期為60min，留鋼50%時，熔化周期為40min ;另有80t轉(zhuǎn)爐3座，冶煉Mnl3時，成分控制如下:
C:0.95-1.15%、S1: 0.40-0.70%、Mn: 11.50-13.50%、P ≤ 0.020%、S ≤ 0.010%, Cr:
0.60-1.00%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15%
(I)冶煉Mnl3使用的高碳鉻鐵成分為
C: 6.8%、S1:1.2%, Cr:59%、P:0.022%、S:0.020%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)；
電解金屬錳成分為:Mn:99.7%，其余為不可避免物質(zhì)；
按I噸高碳鉻鐵、10噸電解金屬錳的比例裝滿中頻爐熔化；
實(shí)際入中頻爐高碳鉻鐵為1.015t、電解金屬錳為10.043t。
[0014](2)中頻爐送電20分鐘后轉(zhuǎn)爐裝入脫硫后的鐵水70.4t和脫硫后的生鐵8.lt，開始正常冶煉，脫硫后的鐵水成分為:
C:4.1%、S1:0.47%、Mn:0.29%、P:0.068%、S:0.003%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)；
生鐵的成分為:
C:3.9%、S1: 0.40%、Mn: 0.30%、P:0.072%、S:0.003%，其余為 Fe 和不可避免物質(zhì)。
[0015]冶煉終點(diǎn)前倒出50%以上爐渣，然后加入520kg鐵礦石和1.51噸石灰點(diǎn)吹I分鐘，取樣分析P=0.004%后出鋼，出鋼過程加入鋁丸210kg、硅鐵672 kg、碳粉100kg、鑰鐵和釩鐵，轉(zhuǎn)爐出鋼過程擋渣，渣厚< 50mm ；
轉(zhuǎn)爐出鋼量71.4噸，出鋼后成分為:
C:0.13%、S1:0.60%、Mn:0.05%、P:0.005%、S:0.005%、Cr:0.01%、Mo:0.12%、V:0.11% ；
(3)出鋼后將鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)到中頻爐出鋼位，中頻爐混合溶液10.984噸出到轉(zhuǎn)爐鋼包內(nèi)，出鋼過程底吹氬攪拌，出鋼后強(qiáng)攪5分鐘后取樣，成分為:
C:0.22%、S1:0.54%、Mn:11.70%、P:0.006%、S:0.006%、Cr:0.69%、Mo:0.10%、V:
0.10% ；
(4)將混合液體轉(zhuǎn)運(yùn)到LF調(diào)整碳成分、調(diào)整溫度，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到RH脫氣，RH處理后的Mnl3成分為:
C:1.05%、Si:0.53%、Mn:11.68%、P:0.006%、S:0.006%、Cr:0.70%、Mo:0.11%、V:0.11% ；
(5)中頻爐出鋼后按I 噸高碳鉻鐵、10噸電解金屬錳的比例裝中頻爐11噸，繼續(xù)熔化冶煉下一爐Mnl3。
【權(quán)利要求】
1.一種高錳耐磨鋼的冶煉方法，工藝步驟為:轉(zhuǎn)爐+中頻爐冶煉、LF鋼包精煉、RH脫氣、連鑄，其特征在于:具體的操作步驟如下: ①轉(zhuǎn)爐+中頻爐冶煉 脫硫處理，脫硫后的鐵水和生鐵質(zhì)量百分比為:
C:3.8-4.2%、S1:0.30-0.60%、Mn:0.30±0.01%、P:0.070±0.002%、S ≤ 0.005%，其余為Fe和不可避免物質(zhì)； 高爐鐵水經(jīng)脫硫處理后兌入轉(zhuǎn)爐，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的脫硫生鐵，按正常冶煉過程冶煉，冶煉終點(diǎn)前倒出50%以上爐渣，然后加入500kg鐵礦石和1.5噸石灰點(diǎn)吹I分鐘，取樣分析PS 0.005%后出鋼，出鋼過程加入鋁丸和硅鐵，其中鋁丸的加入量為2.5kg/t，硅鐵的加入量為8.lkg/t，轉(zhuǎn)爐出鋼過程擋渣，渣厚< 50mm ;轉(zhuǎn)爐出鋼后成分為:
C:0.10-0.15、S1:0.40-0.60、Mn:0.05-0.15、P ≤ 0.010、S ≤ 0.007、Cr:0.01-0.05、Mo:0.10-0.20、V:0.10-0.20 ； 轉(zhuǎn)爐冶煉時，用中頻爐將高碳鉻鐵和電解金屬錳熔化，其中高碳鉻鐵的加入量為12.3kg/t，高碳鉻鐵的成分為:
C:6.0-7.9%、Si:1.0-1.5%, Cr:58-61%, P:0.020-0.030%、S:0.020-0.030%、其余為 Fe和不可避免物質(zhì)； 其中電解金屬錳的加入量為140 kg/t ;電解金屬錳成分為:Mn:99.7-99.9%，其余為不可避免物質(zhì)； 熔化后的合金熔液與轉(zhuǎn)爐粗鋼水混合，混合后鋼液成分為:
C:0.17-0.24%、S1:0.40-0.60%、Mn:11.5-12.5%、P ≤ 0.013%、S ≤ 0.010%、Cr:0.65-0.85%、Mo:0.05-0.15%、V:0.05-0.15% ②LF鋼包精煉 熔化后的合金熔液與轉(zhuǎn)爐粗鋼水混合； 將混合后的鋼液運(yùn)往LF爐精煉、調(diào)整碳成分、微調(diào)其他成分到完全符合Mnl3標(biāo)準(zhǔn)要求后到RH脫氣； ③RH脫氣 鋼水到達(dá)RH后，抽真空循環(huán)3分鐘測溫、取樣，在真空度小于IOmbar下循環(huán)時間大于10分鐘，測溫，破空，供連鑄； ④連鑄 鋼水到連鑄叉臂后鎮(zhèn)靜5-8分鐘，開澆，對于220mm厚度鋼坯，二次冷卻水為530L/t鋼，拉還速度為0.8-1.0m/min。
【文檔編號】C21C5/28GK103484599SQ201310363746
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】任選, 張增武 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司