一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法技术

本发明专利技术属特种钢及其冶炼技术领域，涉及一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法。按质量百分比，所述加锆高碳纯净钢由以下成分组成：C0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，Zr 0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质；制备方法包括以下步骤：真空感应炉冶、冶炼、连铸等。本发明专利技术方法制备的产品的抗拉强度Rm≥1400MPa，屈服强度R0.2≥1300MPa，其板材用在烧结锯片母板，产生塑性变形损坏小，提高其寿命，该钢生产成本低。

Smelting method of zirconium high carbon clean steel vacuum induction furnace

The invention belongs to the special steel and the smelting technical field, and relates to a zirconium high carbon clean steel vacuum induction furnace smelting preparation method. According to the mass percentage, the zirconium high carbon pure steel is made up of the following components: C0.67 to 0.75%, Si 0.15 ~ 0.37%, Mn 0.30 ~ 0.80%, P < 0.012%, S < 0.006%, Cr 0.20 ~ 0.50%, Mo < 0.30%, V < 0.30%, Zr 0.002 ~ 0.100%, the allowance for Fe and unavoidable impurities; the preparation method includes the following Steps: vacuum induction smelting, smelting, continuous casting and so on. The tensile strength of the product prepared by the method is Rm more than 1400MPa, the yield strength is R0.2 more than 1300MPa, and the plate is used in the sintered saw blade plate, and the plastic deformation damage is small and the life of the steel is improved, and the production cost of the steel is low.

【技术实现步骤摘要】
一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法
本专利技术属特种钢及其冶炼
，涉及一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法。
技术介绍
目前，在用钢板烧结锯片等板材时，其加工过程中需加热到一定的温度(750℃左右)，使用环境恶劣，材料要承受强拉伸力及疲劳破坏。目前，如使用的碳素钢钢板，则烧结出的板材易产生塑性变形，使用寿命短；如使用高强度合金钢板则成本高昂。优质碳素结构钢70#钢虽然适用于高温(750℃左右)下的热加工，但其成分中有害元素、夹杂物的含量均较高，机械性能有限。因此，需要开发出一种高碳、微合金化、有害元素和夹杂物含量低、产品机械性能强、成本相对低的高强度碳素纯净钢，应用于高温下的热加工。
技术实现思路
本专利技术提供一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法，按质量百分比，所述加锆高碳纯净钢由以下成分组成：C0.67～0.75％，Si0.15～0.37％，Mn0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，Zr0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括以下步骤：真空感应炉冶炼步骤：先将冶炼配料在真空感应炉中进行熔化处理，再进行精炼处理，再进行合金化处理，再出钢得到合金钢液；连铸处理步骤：将所述合金钢液进行连续浇铸处理，得到所述加锆高碳纯净钢。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述冶炼原料为工业纯铁、增碳剂、Cr源、Mo源、V源；优选地，所述增碳剂的用量为所述工业纯铁质量的0.7-0.8％。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述熔化处理中，真空度≤20Pa，优选为1-20Pa。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述精炼处理开始进行时的温度为1580-1600℃。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述精炼处理中，真空度≤5Pa，优选为1-5Pa，温度为1580-1640℃，时间为大于等于40min，优选为40-50min。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述合金化处理在氩气气氛下进行，优选地，所述氩气压力为4-6KPa；所述合金化处理中，向所述真空感应炉中依次加入Si源、Zr源、Mn源；优选地，所述Si源为Zr-Fe合金，所述Zr源为Zr-Fe合金，所述Mn源为电解Mn。作为优选的实施方式，所述真空感应炉冶炼步骤中，所述出钢的温度为1540-1560℃。作为优选的实施方式，所述Cr源为Cr单质，所述Mo源为Mo单质，所述V源为V-Fe合金。作为优选的实施方式，所述加锆高碳纯净钢由以下成分组成：C0.67～0.75％，Si0.15～0.3％，Mn0.3～0.6％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr0.25～0.40％，Mo0.010-0.025％，V0.20-0.30％，Zr0.002～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。作为优选的实施方式，所述加锆高碳纯净钢的抗拉强度Rm≥1400MPa，屈服强度R0.2≥1300MPa。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术制备的优质碳素结构钢70#钢基础上，进一步降低有害元素S、P、O、N的含量，降低夹杂物含量，净化钢液，可大大提高钢的机械性能。2、本专利技术制备的的产品机械性能比70#钢、高碳纯净钢72A有了大幅度提高，对通过真空感应炉冶炼、连铸处理、锻造、热轧、冷轧和热处理后得到的钢材进行性能检测，结果如下：抗拉强度Rm≥1400MPa；屈服强度R0.2≥1300MPa，其板材用在烧结锯片母板，产生塑性变形损坏小，提高其寿命，另外该钢生产成本低。3、本专利技术的化学成分合理配比，共同提高了产品的品质：Cr的添加有效改善钢材的强韧性；少量V的添加能有效控制钢中晶粒的形态和分布，提高钢的力学性能、强度和塑性；Zr的添加可提高淬透性。4、本专利技术采用在纯净钢制备领域无人使用的真空感应炉作为主要设备，制备得到各方面机械性能优异的高强度碳素纯净钢，得到的产品稳定性好，合格率高。在现有技术中，为控制生产成本，真空感应炉主要应用于在研发阶段进行的实验中，而基本没有应用于实际生产中。本专利技术却将真空感应炉应用于高强度碳素纯净钢的生产工艺中，所制备的纯净钢产品的质量优异，通过产品得到的利润能够弥补生产成本过高的缺陷。5、本专利技术的高强度碳素纯净钢的各个成分的合理配比、其与制备方法的步骤、参数之间协同作用，共同进一步提高其机械性能。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。对外应理解，在阅读了本专利技术的内容之后，本领域技术人员对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术提供上述加锆高碳纯净钢(即高强度碳素纯净钢)的制备方法，该方法是以真空感应炉为主要设备的生产工艺，通过入炉原料工业纯铁等原料制备得产品。该制备方法包括以下步骤：步骤一、配料：将工业纯铁，增碳剂(C配比0.7～0.8％，即加入增碳剂后，增碳剂中的C占工业纯铁的质量百分比为0.7-0.8％)，Cr条、Mo条、V-Fe合金作为冶炼配料。步骤二：真空感应炉冶炼：将上述冶炼配料送入真空感应炉中，在真空度≤20Pa(优选为1-20Pa)下，送电将配料熔化；当钢液温度达到1580-1600℃(比如1582℃、1590℃、1595℃、1598℃)，真空度≤5Pa(比如4.5Pa、4Pa、3.5Pa、3Pa、2.5Pa、2Pa、1.5Pa、1Pa、0.5Pa，优选为1-5Pa)开始精炼，精炼时间大于等于40min(比如：42min、45min、50min、52min、55min、60min，优选为40-50min)，精炼温度维持在1580-1640℃(比如1582℃、1590℃、1595℃、1598℃、1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1635℃)，得到精炼钢液；精炼结束充入氩气使其炉内压力达到4-6KPa(比如4.2KPa、4.5KPa、5KPa、5.2KPa、5.5KPa、5.8KPa)，然后进行合金化处理：即向炉中依次加入Si铁、Zr-Fe合金、电解Mn；当钢液温度降至1540-1560℃(比如1545℃、1550℃、1555℃、1558℃)时出钢，得到合金钢液。步骤三、连铸处理：将上述合金钢液进行连续浇铸处理，得到加锆高碳纯净钢铸坯；本专利技术的制备方法还可以包括：锻造和轧制步骤、以及热处理步骤，对加锆高碳纯净钢钢坯进行锻造和轧制处理，热处理后得到成品钢材，其中锻造和轧制工艺、以及热处理可以采用常规工艺，也可以采用本专利技术实施例中所用工艺。通过专利技术制备方法得到的高强度碳素纯净钢，由以下质量百分比的成分组成：C0.67～0.75％，Si0.15～0.37％，Mn0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，Zr0.002～0.100％，余量为Fe及不可避免的杂质。示例性地，上述C的质量百分比可以为0.67％、0.68％、0.70％、0.72％、0.75％中的任意值或任意二者之间的范围；上述Si的质量百分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法，其特征在于：按质量百分比，所述加锆高碳纯净钢由以下成分组成：C 0.67～0.75％，Si 0.15～0.37％，Mn 0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr 0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，Zr 0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括以下步骤：真空感应炉冶炼步骤：先将冶炼配料在真空感应炉中进行熔化处理，再进行精炼处理，再进行合金化处理，再出钢得到合金钢液；连铸处理步骤：将所述合金钢液进行连续浇铸处理，得到所述加锆高碳纯净钢。

【技术特征摘要】
1.一种加锆高碳纯净钢真空感应炉冶炼制备方法，其特征在于：按质量百分比，所述加锆高碳纯净钢由以下成分组成：C0.67～0.75％，Si0.15～0.37％，Mn0.30～0.80％，P≤0.012％，S≤0.006％，Cr0.20～0.50％，Mo≤0.30％，V≤0.30％，Zr0.002～0.100％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括以下步骤：真空感应炉冶炼步骤：先将冶炼配料在真空感应炉中进行熔化处理，再进行精炼处理，再进行合金化处理，再出钢得到合金钢液；连铸处理步骤：将所述合金钢液进行连续浇铸处理，得到所述加锆高碳纯净钢。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述真空感应炉冶炼步骤中，所述冶炼原料为工业纯铁、增碳剂、Cr源、Mo源、V源；优选地，所述增碳剂的用量为所述工业纯铁质量的0.7-0.8％。3.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：所述真空感应炉冶炼步骤中，所述熔化处理中，真空度≤20Pa，优选为1-20Pa。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述真空感应炉冶炼步骤中，所述精炼处理开始进行时的温度为1580-1600℃。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述真空感应炉冶炼步骤中，所述精炼处理中，真空度≤5P...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘孝定，罗俊义，王德洪，叶超，王璞，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11