一种高硫钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硫钢及其制备方法，所述制备方法包括：初炼步骤：将冶炼原料进行初炼处理，得到钢液，之后在出钢过程中按照设计成分向所述钢液中加入合金，得到初炼钢水；精炼步骤：向所述初炼钢水中加入精炼渣料，进行精炼处理，在精炼后期喂入硫线，接着进行吹氩搅拌至均匀，得到精炼钢水；脱气步骤：将所述精炼钢水进行真空脱气处理，得到脱气钢水；浇注步骤：将所述脱气钢水进行浇注处理，得到铸坯；轧制步骤：将所述铸坯进行轧制处理，得到钢材。本发明专利技术将加入硫线时机改为精炼过程中而非初炼过程中，并通过所有的步骤和参数的协同作用，共同实现了制备的高硫钢中S含量在大于等于0.100wt％的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种高硫钢及其制备方法
本专利技术属于高硫钢
，具体涉及一种高硫钢及其制备方法。
技术介绍
在纯净钢冶炼工艺中，硫是一种有害元素，钢中硫含量过高时，会导致热脆性，对钢的热加工造成困难，恶化钢的力学性能。但在一些需要精密切削加工的钢种中，硫却能提高该类钢种的切削性能，减少刀具磨损，降低加工表面粗糙度，提高刀具寿命，通常钢的被切削性随钢中硫含量的增多而增高。由于高硫钢对硫的过程控制中，如完全采用冶炼过程加入硫化铁时，硫的回收率较低(30％，发生反应：S+CaO→CaS+O)，加上硫化铁加入量大，钢水纯净度低，因此，增加生产成本、降低市场竞争力。因此，急需一种成本低、操作简单且增S效率高的高硫钢制备方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足及缺陷，本专利技术的目的在于提供一种高硫钢及其制备方法，该方法可在成本较低的条件下控制高硫钢中的S含量。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：利用初炼炉出钢过程中加入合金成分但不加入含硫合金成分，以及加入合适的渣料，之后脱氧精炼，在精炼过程的后期喂入硫线，确保取样S达到要求，钢水进行钙化处理、真空脱气，提高钢水可浇性目的。初炼炉正常冶炼，初炼炉出钢加入锰铁、硅铁等合金，钢水到达精炼炉进行脱氧、调整成分等，取样分析除硫以外的成分符合标准要求，精炼后期按钢水量计算喂入硫线，精炼炉吹氩气搅拌成分均匀，取样成分符合要求，直到精炼结束。一种高硫钢(的制备方法，包括：初炼步骤：将冶炼原料进行初炼处理，得到钢液，之后在出钢过程中按照设计成分向所述钢液中加入合金，得到初炼钢水；精炼步骤：向所述初炼钢水中加入精炼渣料，进行精炼处理，在精炼后期喂入硫线，接着进行吹氩搅拌至均匀，得到精炼钢水；脱气步骤：将所述精炼钢水进行真空脱气处理，得到脱气钢水；浇注步骤：将所述脱气钢水进行浇注处理，得到高硫钢铸坯。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述高硫钢中S的含量为0.090-0.130wt％；优选地，所述高硫钢为中碳高硫钢。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述合金不包括硫铁合金；更优选地，所述合金包括硅铁合金和锰铁合金。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述出钢过程中，向所述钢液中加入碳粉以调整其中的C含量；优选地，所述初炼钢水中所述C含量为0.10-0.30％；优选地，所述初炼钢水中S含量为0.02-0.04％。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述初炼步骤中，所述冶炼原料为铁水和废钢，所述初炼处理的温度为1600-1700℃(比如1620℃、1640℃、1660℃、1680℃)，优选为1640-1680℃(比如1650℃、1660℃、1670℃)；所述初炼处理的时间为40-100min，优选为60min。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述初炼步骤中，所述初炼处理和所述出钢过程均在吹氩搅拌下进行，以使成分均匀；；更优选地，所述吹氩搅拌中氩气的流量为50-150m3/h，进一步优选地，所述氩气的流量为100m3/h。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼处理包括：对钢液进行脱氧、调整成分使其在取样分析时除硫以外的成分符合成分设计要求，然后在精炼后期按钢水量和S成分设计要求计算喂入硫线使钢液中硫含量达到设计要求，之后对钢液进行钙化处理，直到精炼结束；优选地，精炼过程中始终吹氩气搅拌以使成分均匀，所述氩气的流量为70-100m3/h,优选90m3/h；优选地，喂入硫线后继续吹氩气搅拌3-8min，优选为5min。优选地，所述脱氧是指向钢液中喂铝线和/或碳化硅脱氧，其中精炼用所述铝线的量为0.5-2.0Kg/吨钢，优选为1.0Kg/吨钢、所述碳化硅的量为1.0-2.0Kg/吨钢，优选为1.3Kg/吨钢；优选地，所述钙化处理是指向钢液中喂入硅钙线，优选地，所述硅钙线为100-150m/炉，优选为120m/炉；优选地，所述硅钙线为0.4-0.7Kg/吨钢，优选为0.5Kg/吨钢。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼处理的时间为30-60min，优选为50min。精炼的时间过长会钢水夹杂物会增加。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼处理的温度为1400-1700℃，优选为1550-1580℃；所述精炼处理的时间为30-60min，优选为50min，若温度过高及精炼时间过长，均会出现耐火砖穿包，出现钢包事故，若温度过低精炼时间过短，会造成成分不均匀各钢水夹杂物增加。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼渣料为石灰和预熔渣的混合物，所述预熔渣按质量百分比包括50％Al2O3和50％CaO，其中渣中CaO在精炼前20min左右与钢水S发生反应，直到化学反应平衡。优选地，所述石灰为8-12Kg/t钢，优选为10Kg/t钢，预熔渣为3-7Kg/t钢，优选为5Kg/t钢，若配比过高(即精炼渣料中石灰的比例过高)，钢水夹杂物不容易去除，若配比过低(即精炼渣料中石灰的比例过低)时，精炼过程升温慢在精炼步骤中加入精炼渣料可吸附钢水中的夹杂物。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼渣料与所述初炼钢水的质量比为10-15:1000。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述精炼步骤中，所述精炼处理和搅拌过程均在保护气氛下进行，所述保护气氛为氩气。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述脱气步骤中，所述真空脱气处理的真空度为60-100Pa，优选为85Pa，时间为20-30min，优选为25min。在上述高硫钢的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述浇注步骤中，所述浇注处理的温度为1500-1520℃，优选1515℃，拉速为0.30-0.40m/min优选0.36m/min，若温度过高时，铸坯中心疏松、缩孔达到3级以上，若温度过低，钢水不能浇注。在上述高硫钢的制备方法中，得到的高硫钢铸坯后续可以采用本领常规方法进行变形处理，从而得到所需形状和结构的高硫钢工件，作为一种优选实施方式，所述方法还包括轧制步骤：将所述高硫钢铸坯进行轧制处理，得到所述高硫钢。一种采用上述高硫钢的制备方法得到的高硫钢。本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：1、本专利技术提供一种高硫钢的制备方法，该方法在不增加冶炼成本的条件下，解决高硫钢产品中因硫含量过高的S波动大，需多次调整S，钢水纯净度差问题。本专利技术技术方案专利技术点之一即初炼炉冶炼出钢时，按出钢钢水重量加入合金成分、但不加硫化铁合金，把硫成分控制放在精炼工序。如果在出钢的时候加入硫化铁来控制硫含量，由于硫化铁密度小，影响进入钢水成分均匀时间，加入硫化铁量大了还会影响钢水纯净度低。2、本专利技术在钢水到精炼炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硫钢的制备方法，其特征在于，包括：/n初炼步骤：将冶炼原料进行初炼处理，得到钢液，之后在出钢过程中按照设计成分向所述钢液中加入合金，得到初炼钢水；/n精炼步骤：向所述初炼钢水中加入精炼渣料，进行精炼处理，在精炼后期喂入硫线，接着进行吹氩搅拌至均匀，得到精炼钢水；/n脱气步骤：将所述精炼钢水进行真空脱气处理，得到脱气钢水；/n浇注步骤：将所述脱气钢水进行浇注处理，得到高硫钢铸坯。/n

【技术特征摘要】
1.一种高硫钢的制备方法，其特征在于，包括：
初炼步骤：将冶炼原料进行初炼处理，得到钢液，之后在出钢过程中按照设计成分向所述钢液中加入合金，得到初炼钢水；
精炼步骤：向所述初炼钢水中加入精炼渣料，进行精炼处理，在精炼后期喂入硫线，接着进行吹氩搅拌至均匀，得到精炼钢水；
脱气步骤：将所述精炼钢水进行真空脱气处理，得到脱气钢水；
浇注步骤：将所述脱气钢水进行浇注处理，得到高硫钢铸坯。


2.根据权利要求1所述的高硫钢的制备方法，其特征在于，所述高硫钢中S的含量为0.090-0.13wt％；优选地，所述高硫钢为中碳高硫钢。


3.根据权利要求1所述的高硫钢的制备方法，其特征在于，所述合金不包括硫铁合金；更优选地，所述合金包括硅铁合金和锰铁合金；
优选地，在所述出钢过程中，向所述钢液中加入碳粉以调整其中的C含量；优选地，所述初炼钢水中所述C含量为0.10-0.30％；
优选地，所述初炼钢水中S含量为0.02-0.04％。


4.根据权利要求1所述的高硫钢的制备方法，其特征在于，在所述初炼步骤中，所述冶炼原料为铁水和废钢，所述初炼处理的温度为1600-1700℃，所述初炼处理的时间为40-100min；
优选地，在所述初炼步骤中，所述初炼处理和所述出钢过程均在吹氩搅拌下进行；更优选地，所述吹氩搅拌中氩气的流量为50-150m3/h，进一步优选地，所述氩气的流量为100m3/h。


5.根据权利要求1所述的高硫钢的制备方法，其特征在于，在所述精炼步骤中，所述精炼处理包括：对钢液进行脱氧、调整成分使其在取样分析时除硫以外的成分符合成分设计要求，然后在精炼后期按钢水量和S成分设计要求计算喂入硫线使钢液中硫含量达到设计要求，之后对钢液进行钙化处理，直到精炼结束；
优选地，精炼过程中始终吹氩气搅拌以使成分均匀，所述氩气的流量为70-100m3/h,优选90m3/h；
优选地，喂入硫线后继续吹氩气搅拌3-8min，优选为5min...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭先锦，黎福华，潘先明，李刚，向华均，王虎，费新刚，刘月云，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42