[发明专利]高硫合金钢及生产方法

说明书

本发明属于冶金工业领域，涉及高硫合金钢及生产方法。

在钢铁生产中，硫元素一直被认为是有害无素，含硫量超过0.1％的钢铁材料一直被判为废品，没有任何实用价值。为了提高钢的性能，人们一直苦心研究脱硫工艺方法，并纳入世界性钢铁标准加以严格控制。为了获得好的耐磨性能，人们往往采用在钢中加入Ni、Cr、Mo、W、V、Ti和稀土合金的方法，而大量的高硫铁不能使用，大量的硫铁矿资源难以利用。

本发明的目的在于提供一种用高硫铁生产耐磨性高的新钢种的方法，生产出高含硫量、耐磨性高的钢种。

本发明是通过下述方法实现的：生产由铁、碳、硫及合金元素组成的高硫合金钢，其中硫含量为0.5～11％。生产高硫合金钢的方法，以含硫30～32％的硫铁为主要原料，用电弧炉冶炼，先加入废钢和所需合金元素，送电熔化，1600～1650℃时加入硫铁，最后加入脱氧剂脱氧，镇静后出钢，使其含硫量为0.5～11％。

本发明的生产方法生产出高硫合金钢的新钢种，将硫的含量提高到0.5～11％，突破了传统理论划定的“禁区”。钢铁材料中硫含量在0.5～11％时，硫反而变为极其主要和具有广泛实用价值的有益元素和成份，实际在钢中有了固体润滑剂，特别是会使钢的耐磨性得到很大提高，此钢已经过工业性实验，证明是应用于冶金、矿山、军工各种机械工业、汽车、拖拉机、摩托车、自行车行业、家用电器、发动机等一切机械传动设备的最理想的耐磨材料。其含硫量比一般钢平均提高50～100倍，耐磨性能提高10倍以上，其原理是降低了机件的磨擦磨损系数，因而延长了使用寿命。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例一、采用50kg小型实验电弧炉冶炼MoS₂钢。炉料比：普碳废钢40kg，硫铁15～16kg，钼合金3～5kg和适当辅料。先加废钢、钼合金，送电熔化，1600～1650℃时加入硫铁，根据炉况掌握冶炼时间，最后加入Al-Si、Si-Ca合金脱氧，镇静后出钢。

实施例二、冶炼WS₂钢。除将钼合金改为钨合金外，其它料比炉况均同实施例一。

实施例三、MnS钢冶炼。除将钼合金改为锰合金外，其它料比、炉况均同实施例一。

按照类似的方法还可炼出pbs钢、高硫系列钢1～10#。可按用途分为高硫低碳、高硫中碳、高硫高碳三类，还可炼出低碳低合金。中碳中合金，高碳高合金系列合金钢。

以实施例一冶炼出的MoS₂钢为例，在安阳钢铁分司1.2m薄板轧机上试用，原铝铁青铜轴瓦寿命平均5～7天，使用MoS₂钢轴瓦后平均寿命达到34.1天，较原来提高5～7倍以上，使用4年多创经济效益1000万元以上。用于195型柴油机曲轴大瓦上使用鉴定，该瓦国标寿命1500小时，实际寿命800小时，而用MoS₂钢轴承，连续10000小时(中途切断润滑油2小时)后拿下检测，轴和轴瓦磨损公差都是0位，机器功率提高一马力，噪音大大减小，用一个手指轻轻一转即可发动。机床上实验，用公斤搬子上到11公斤力把轴瓦压紧在轴上，普通钢瓦运转不到二分钟就发热焊死，铜瓦3分钟就磨成铜末，本发明的钢瓦运转4小时并把转速从400提高到1200转，直到表面发红仍无任何磨损和焊接咬合现象。用在细纱机上代替铜罗拉滑块，寿命提高5倍以上。

本发明钢种主要将取代钢、铁、铜及其合金的备品备件(备种机器的轴瓦、蜗轮、滑块等)，耐磨铸造产品大部和绝大部现用材质，为提高质量，延长使用寿命开拓新途径，也将使我国储量丰富的硫铁矿资源得以开发和利用。