專利名稱：一種電弧爐冶煉高硫合金鋼及其制備方法
一種電弧爐冶煉高硫合金鋼及其制備方法本發(fā)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。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(yīng)用于鋼鐵、機(jī)械、礦山、油田、港口、汽車、農(nóng)用車、結(jié)構(gòu)件等。專利號(hào)為“ZL911086714”的發(fā)明專利公開了一種“高硫合金鋼及生產(chǎn)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(shù)提供的高硫合金鋼的制備只能用中頻爐冶煉澆注配件機(jī)加工，不能鍛造和軋制；且制備出的高硫合金鋼配件抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率均較低、韌性差、且質(zhì)量不穩(wěn)定，限制了它的使用范圍，同時(shí)鑄造出的產(chǎn)品產(chǎn)生氣孔、砂眼、夾碴的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，造成大量廢次品，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。本發(fā)明人針對(duì)上述缺陷經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(rùn)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(qiáng)度韌性，擴(kuò)大了其使用范圍；同時(shí)鑄造出的產(chǎn)品幾乎沒有氣孔、砂眼、夾碴的現(xiàn)象產(chǎn)生，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明的另一個(gè)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(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)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(shuō)明外，其中按重量百分比計(jì)，所述高硫合金鋼含硫?yàn)?. 5% 2. 6%。本發(fā)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(dú)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°C 1680°C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(zhèn)靜8分鐘 15分鐘后出鋼。本發(fā)明提供的電弧爐冶煉高硫合金鋼，其中按重量百分比計(jì)，所述高硫合金鋼含硫優(yōu)選為0. 8% 2.6%。本發(fā)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(yōu)選為再加入硫含量為30% 32%的硫化鐵，于1650°C 1680°C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(zhèn)靜10分鐘后出鋼。本發(fā)明的優(yōu)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°C，使高硫合金鋼晶粒細(xì)化，硫化物分布均勻，基本消除了網(wǎng)狀或帶狀硫化物，組織細(xì)化，為軋制鍛造創(chuàng)造了條件，提高了高硫鋼的生產(chǎn)效率，滿足了各種用戶的要求，能使高硫合金鋼進(jìn)入大工業(yè)生產(chǎn)；于1650 1680°C下，依次加入0.8%的硼砂和0.3%稀土硅，鎮(zhèn)靜IOmin后出鋼，該種脫氧方法比過(guò)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(fā)明提供的高硫合金鋼可以根據(jù)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(dá)不到所需的含碳量，可分別加入生鐵或增碳劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的高硫合金鋼具有以下優(yōu)點(diǎn)1、晶粒細(xì)化，硫化物分布均勻，基本消除了網(wǎng)狀或帶狀硫化物，可達(dá)到軋鋼和鍛鋼的最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)的條件；為高硫合金鋼在冶金行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、礦山、汽車、 拖拉機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等行業(yè)做為最理想的耐磨，耐高溫、抗咬合材料得以實(shí)現(xiàn)；2、軋制出的高硫合金鋼的耐磨性、強(qiáng)度和韌性都有很大提高，為高硫合金鋼材料進(jìn)入齒輪、蝸輪、高強(qiáng)度零件的應(yīng)用領(lǐng)域開辟了道路；3、節(jié)約了成本，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；4、提高了抗粘結(jié)(咬合)的性能；5、其制備方法簡(jiǎn)單，工藝優(yōu)良，可以大面積推廣應(yīng)用；6、含硫量0. 8% 2. 6%，是普通鋼鐵含硫量的8 20倍，為我國(guó)儲(chǔ)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(qiáng)度、韌性好，又有自潤(rùn)滑性能，能使模具壽命提高1 3倍，也可制成滑板，導(dǎo)衛(wèi)板、滑塊等， 使壽命提高4 5倍。

圖1是專利號(hào)為“ZL911086714” “高硫合金鋼及生產(chǎn)方法”制備出的高硫合金鋼的金相圖；圖2為本發(fā)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(wǎng)狀和帶狀；圖2中硫化物的分布是細(xì)小的點(diǎn)狀，分布很均勻，基本完全消除了綢狀和帶狀硫化物，提高了抗粘結(jié)(咬合)的性能。以下將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。[相關(guān)試驗(yàn)]實(shí)施例1至實(shí)施例9制備的電弧爐冶煉高硫合金鋼的機(jī)械性能及將其做成軸承后的使用情況如表1所示
權(quán)利要求
1.一種電弧爐冶煉高硫合金鋼，包括組分鐵、碳和硫，其特征在于，按重量百分比計(jì)，所述高硫合金鋼含硫0. 5% 2. 6%。
2.權(quán)利要求1的電弧爐冶煉高硫合金鋼，其特征在于，按重量百分比計(jì)，所述高硫合金鋼含硫0. 8% 2. 6%。
3.權(quán)利要求1的電弧爐冶煉高硫合金鋼，其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(dú)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°C 1680°C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(zhèn)靜8分鐘 15分鐘后出鋼。
4.權(quán)利要求3的電弧爐冶煉高硫合金鋼的制備方法，其中所述步驟3)中再加入硫含量為30% 32%的硫化鐵，于1650°C 1680°C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(zhèn)靜10分鐘后出鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電弧爐冶煉高硫合金鋼及其制備方法，該鋼包括組分鐵、碳和硫，所述高硫合金鋼含硫?yàn)?.5％～2.6％。其制備方法包括步驟向電弧爐中加入廢鋼，送電熔化；接著分別單獨(dú)加入鉻、釩、鉬、錳、鎢、或鈦；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(zhèn)靜8分鐘～15分鐘后出鋼。采用本發(fā)明提供的高硫合金鋼鑄造出的產(chǎn)品幾乎沒有氣孔、砂眼、夾碴的現(xiàn)象產(chǎn)生，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；其硫化物分布均勻。
文檔編號(hào)C21C7/06GK102154534SQ201010135530
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者吳基浩, 吳德炳 申請(qǐng)人:吳海濤