[发明专利]一种含氮高碳磨球用钢及其低成本冶炼工艺

权利要求书

1.一种含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：所述的磨球用钢的化学成份按重量百分数计为，[C]：1.00~1.10%、[Si]：0.30~0.55%、[Mn]：1.05~1.15%、[P]≤0.025%、[S]≤0.035%、[Cr]：0.65~0.75%、[Al]：0.015~0.030%、[Ti]：0.010~0.025%、[N]：60~100ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；

含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺为电炉冶炼、LF精炼、VD精炼、方坯连铸步骤，具体操作为：

（1）电炉加入炼钢原料进行高拉碳冶炼操作，控制出钢[C]：0.10~0.80%，出钢[P]≤0.017%，出钢1/3时随钢流依次加入脱氧剂、硅锰、硅铁、高碳铬铁、低氮增碳剂和渣料，电炉采用留钢渣操作，严禁下渣，出钢时间为3~5min；

（2）LF精炼采用碳化硅、铝粒进行钢渣界面脱氧，根据渣况适时分批加入适量石灰和萤石，保证炉渣的流动性，控制精炼炉渣目标碱度R为6~9，Al₂O₃含量为28~35%，LF精炼前期取第一样后根据钢水Al含量使用铝线调铝至0.040~0.050%，Mn成份调整时注意氮锰线增锰；

（3）VD真空脱气时确保真空度和保压时间，破空后先喂入钛铁线，然后喂入适量纯钙线，最后视钢中氮含量喂入适量氮锰线，软吹前加稻壳灰，随后进行软吹氩操作，确保软吹时间20~60分钟，软吹后确保合适的吊包温度；

（4）连铸工序采用全程保护浇铸，连铸中包采用整体式涂抹料塞棒中包，使用镁质挡墙和维苏威浸入式水口，采用低过热度、恒拉速控制，过热度控制在20~35℃，拉速控制在0.85±0.05m/min，并采用留钢留渣操作，钢渣余量3~5t；

结晶器采用电磁搅拌，结晶器电磁搅拌参数为300A/2.5Hz，正弦振动参数为振幅±2.5mm，频率65+65V opm；并使用结晶器保护渣，一冷水流量为120±20 m³/h，水温差7.0~9.0℃，二冷采用弱冷配水模式，并配备末端电磁搅拌参数为400A/6Hz和PMO电压为179V。

2.如权利要求1所述的含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：所述的磨球用钢的化学成份按重量百分数计为[C]：1.02~1.10%、[Si]：0.35~0.45%、[Mn]：1.07~1.13%、[P]≤0.020%、[S]≤0.020%、[Cr]：0.67~0.73%、[Al]：0.015~0.028%、[Ti]：0.010~0.020%、[N]：60~100ppm，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：步骤（1）中采用的炼钢原料为废钢和生铁，废钢占所述炼钢原料总重的10%~20%，生铁占所述炼钢原料总重的80%~90%，所述炼钢原料的总装入量105~115t/炉，电炉冶炼时间为35~45min，出钢温度为1600~1660℃；所述渣料的加入量为石灰400kg/炉，护炉剂500kg/炉。

4.如权利要求1所述的含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：步骤（1）所述脱氧剂为铝块，加入量为90~110kg/炉，硅锰加入量为16.5~17.5kg/t、硅铁加入量为0.8~1.2kg/t、高碳铬铁加入量为12.5~13.0kg/t。

5.如权利要求1所述的含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述LF精炼采用碳化硅、铝粒进行钢渣界面脱氧，加入量分别为碳化硅1.5~2.1kg/t、铝粒0.3~0.5kg/t；所述铝线喂入量150~250 m/炉。

6.如权利要求1所述的含氮高碳磨球用钢的冶炼工艺，其特征在于：步骤（3）中所述VD真空脱气时确保真空度≤67Pa，且保压时间≥15分钟；破空先喂入钛铁线65~75 m/炉，然后喂入适量纯钙线100~140 m/炉，最后视钢中氮含量喂入适量氮锰线120~180 m/炉；所述软吹后吊包温度为，开浇炉1514~1544℃，连浇炉1494~1524℃，非正常周转钢包温度提高5℃~10℃。