[发明专利]低成本耐磨钢的制备方法

说明书

本发明涉及低成本耐磨钢的制备方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明所要解决的技术问题是现有高钛含量的钢一般采用模注形式生产，生产成本高。本发明提供低成本耐磨钢的制备方法，按照转炉‑LF‑VD‑方坯连铸工艺流程生产，转炉终点控制，转炉出钢、LF、VD分步对钢水进行脱氧合金化，LF加入耐磨钢精炼渣造渣并控制钢包渣成分，浇注过程采用保护渣，以质量分数计钢中钛含量0.1‑0.8％。本发明可实现高Ti含量耐磨钢的顺利浇注，成材率得到了大幅提升，由模注的65％提高到95％以上。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及低成本耐磨钢的制备方法。

背景技术

钛在钢中是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、碳的有效元素。钛在钢中的应用主要以微合金化方式为主，在钢中加入一定量的钛(0.01％～0.03％)可实现细化钢的组织、提高钢的强度、改善钢的塑性和冲击韧性等作用。随着钢中钛含量的提高，产品韧性、加工性能以及耐磨性均大幅度提升，尤其是当钢中Ti≥0.15％时，可获得大量微米级(1～5μm)的TiC(≥80％)和少量的TiN，其产品耐磨性是钛微合金化钢的10倍以上，产品使用寿命显著延长。

由于钛在炼钢和浇铸温度下是非常活泼的金属元素，除了极易被氧化外，还容易与空气和钢水中的氮反应，高钛含量下极易在钢水中形成TiN，常造成水口结瘤堵塞、结晶器形成结鱼冷钢引起漏钢和坯材严重缺陷。因此，目前高钛含量的钢一般采用模注形式生产，从而限制了其产品的应用领域，同时也很难实现规模化和低成本生产。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有高钛含量的钢一般采用模注形式生产，生产成本高。

本发明解决上述问题的技术方案是提供高洁净度耐磨钢的冶炼及连铸方法，步骤包括按照转炉-LF-VD-方坯连铸工艺流程生产，转炉终点控制，转炉出钢、LF、VD分步对钢水进行脱氧合金化，LF加入含有TiO₂的耐磨钢精炼渣造渣并控制钢包渣成分，浇注过程采用高TiO₂含量的保护渣，以质量分数计钢中钛含量0.1-0.8％。

其中，精炼渣的成分为(CaO+BaO)40-60％，SiO₂0.1-8％，Al₂O₃20-35％，F^-1-5％，TiO₂5-30％。此处(CaO+BaO)表示含有CaO、BaO中的至少一种。

其中，保护渣的成分为TiO₂：5％-20％，(CaO+BaO)：30％-50％，SiO₂：9％-13％，Al₂O₃：20％-28％，(NaF+B₂O₃)：10％-25％，Li₂O：3％-8％，C：5％-10％；1300℃下保护渣的粘度0.1～0.3Pa·S，熔点900～1100℃。此处(CaO+BaO)表示含有CaO、BaO中的至少一种，(NaF+B₂O₃)表示含有NaF、B₂O₃中的至少一种。

其中，将精炼终渣(CaO+BaO)/(SiO₂+Al₂O₃)比值控制在1.3-2.6，熔点1220-1350℃。

其中，在LF精炼开始加入耐磨钢精炼渣1-5kg/吨钢，加热5-15min后再次加入精炼渣1-5kg/吨钢，继续对钢水进行加热直到达到目标温度。

其中，连铸从开浇至拉速稳定期间，结晶器液面需采用氩气保护，流量5-30L/min，浇注全程采用保护渣。

其中，转炉入炉[S]≤0.008％；转炉出钢温度1670℃～1690℃、终点碳≥0.05％；出钢过程在线吹氩，出钢时间≥4分钟，下渣厚度控制目标≤80mm，钢包净空高度按300mm～500mm控制。