專利名稱：超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶金鑄造業中的高錳鋼冶煉工藝技術領域，特別是涉及一種超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝。
背景技術：
目前國內外廣泛應用的Mnl3、Mnl3Cr2等高錳鋼，以及后發展的Mnl8和Mnl8Cr2 等耐磨高錳鋼。并采用常規的生產工藝進行生產。由于高錳鋼本身材質的屬性決定了易產生成分偏析、晶粒粗大等現象，嚴重影響了高錳鋼材質的所具有的特性，尤其是在厚大斷面的鑄鋼件生產上影響更為嚴重。普遍出現由于韌降低度導致使用脆斷，而且成分不均導致局部不耐磨，難滿足用戶高質量水平的要求。研究出的新工藝來重點解決以上質量問題和提高耐磨性。

發明內容
本發明的目的是提供一種超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝。本發明的目的是通過下述技術方案來實現的按照本發明的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，包括用電弧爐冶煉Mnl3、Mnl3Cr2、 MnlS或Mnl8Cr2超高錳鋼的冶煉工藝、鑄鋼工藝、熱處理工藝，其特征在于1)所述的冶煉工藝為采用電弧爐氧化法冶煉工藝入爐廢鋼熔化18-22%時進行吹氧助熔，并按鋼水重量的2-3%加造渣劑，全熔后化驗鋼水成分，然后扒渣，再進行新造渣，進入還原期，先后加入Cr鐵和Mn鐵，待全熔后進行全分析化驗，跟據化驗結果調整各個元素，全成分合格后，在出鋼前加入造渣劑，當渣子成白渣時出鋼，2)在出鋼前兩分鐘或出鋼后將變質劑引入鋼包內對鋼水進行變質處理，再對完成變質處理后的鋼水進行氬氣凈化處理，3)在所述的鑄鋼工藝中，采用下述造型工藝冒口設在鑄鋼件的最厚部位，冒口設計為側冒口，采用發熱保溫式易割冒口，防止冒口處產生裂紋，4)在所述的鑄鋼工藝中，采用下述打箱工藝為打箱溫度控制在鑄件體溫降至 300°C以下，清砂時用自然空氣冷卻，以免鑄件開裂，5)所述的熱處理工藝包括a)水韌處理采用常溫入爐，升溫速度小于或等于100°C /小時，加熱至650°C保溫2小時，然后升至1180°C保溫，保溫時間為每25毫米鑄鋼件厚度保溫1小時，保溫后1分鐘內出爐，立即水淬40分鐘后出水，b)淬火后立即進行250°C回火保溫8小時熱處理結束。所述的變質劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10—20%，鈉基玻璃粉 15—25%，釩鐵10—20%，鈦鐵5-15%,硼鐵0. 3-0. 7%，余量為石灰石塊，所述的變質劑的加入量鋼水重量的3_4%。所述的氬氣凈化處理為在鋼水注入鋼包內后立即用氬氣從鋼包的底部吹入，氬氣凈化時間為5-10分鐘并達到澆注溫度值即停止吹氬氣。所述的稀土鍶合金為含稀土鍶20-22%重量百分比的、粒度為5mm的稀土鍶合金，所述的硼鐵為含硼量65%重量百分比的硼鐵，所述的石灰石塊為含CaO 82-88%重量百分比、粒度為20-40mm的石灰石塊。所述的氬氣的純度為99. 9%重量百分比、壓力為1. 5MPa的氬氣。所述的變質劑引入鋼包內的方法是變質劑在使用前進行干燥處理，把配好的材料放入干燥窯中進行200°C烘干4小時左右，干燥后裝入直徑為60-100mm、壁厚在2_4mm的鋼管內，鋼管的一端用壁厚在2-4mm的鐵盤板點焊在鋼管上，按加入量制作鋼筒長度，鋼筒另一端敞開并焊一個鐵筋，便于伸入鋼水中，制好后待用，在出鋼前兩分鐘或出鋼后把裝好的變質劑的鋼管插入鋼水深為100-150mm處即可。所述的氬氣凈化處理方法為首先在鋼包底部安裝一個不透鋼水的透氣墊，透氣墊與鋼包底用耐火泥封閉好后，在700°C溫度下進行烘烤至暗紅色為止，在通氬氣之前用耐壓膠管與氬氣瓶連接不漏氣即可進行吹氬氣。所述的透氣墊為陶瓷透氣墊。按照本發明的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，除按標準高錳鋼工藝生產的幾個關鍵工藝環節外，采用了成分變質和鋼水凈化新工藝。采用本發明的新工藝后，其鑄件質量得到明顯改善，機械性能大大提高，避免了使用中發生斷裂，耐磨性得到了提高，使資源性材料得到了充分利用，提高了經濟效益。本發明的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝已在圓錐破碎機的襯板上得到了應用，襯板使用了 100余套。試用結果表明，本發明的超高錳鋼鑄鋼件的優點，一是未發生任何產品質量問題，克服了原來襯板經常出現的襯板下端開裂和局部磨成凹坑等影響使用壽命的問題；二是使用壽命比原來提高了 1.3倍。經濟效果顯著。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。按照本發明的超高錳鋼冶煉新工藝，包括用電弧爐冶煉Mnl3、Mnl3Cr2、Mnl8或 Mnl8Cr2超高錳鋼熔化入爐廢鋼、吹氧助熔、兩次造渣、化驗成分、加入Cr鐵和Mn鐵合金、 全成分合格后出鋼，其特征在于在出鋼前兩分鐘或出鋼后將變質劑引入鋼包內對鋼水進行變質處理，再對完成變質處理后的鋼水進行氬氣凈化處理，所述的變質劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10—20%，鈉基玻璃粉 15—25%，釩鐵10—20%，鈦鐵5—15%,硼鐵0. 3-0. 7%，余量為石灰石塊，所述的變質劑的加入量鋼水重量的3_4%，所述的氬氣凈化處理為在鋼水注入鋼包內后立即用氬氣從鋼包的底部吹入，氬氣凈化時間為5-10分鐘并達到澆注溫度值即停止吹氬氣。所述的稀土鍶合金為含稀土鍶20-22%重量百分比的、粒度為5mm的稀土鍶合
^^ ο所述的硼鐵為含硼量65%重量百分比的硼鐵。所述的石灰石塊為含CaO 82—88%重量百分比、粒度為20_40mm的石灰石塊。所述的氬氣的純度為99. 9%重量百分比、壓力為1. 5MPa的氬氣。
所述的變質劑引入鋼包內的方法是變質劑在使用前進行干燥處理，把配好的材料放入干燥窯中進行200°C烘干4小時，干燥后的變質劑裝入直徑為60-100mm、壁厚在 2-4mm的鋼管內，鋼管的一端用壁厚在2_4mm的鐵盤板點焊在鋼管上，按加入量制作鋼筒長度，鋼筒另一端敞開并焊一個鐵筋，便于伸入鋼水中，制好后待用，在出鋼前兩分鐘或出鋼后把裝好的變質劑的鋼管插入鋼水表面下深為100-150mm處即可。所述的氬氣凈化處理方法為首先在鋼包底部安裝一個不透鋼水的透氣墊，透氣墊與鋼包底用耐火泥封閉好后，在700°C溫度下進行烘烤至暗紅色為止，在通氬氣之前用耐壓膠管與氬氣瓶連接，不漏氣即可吹氬氣。所述的透氣墊為陶瓷透氣墊。本發明的超高錳鋼冶煉新工藝已在鐵礦生產的選礦廠圓錐破碎機的襯板上得到了應用，襯板使用了 100余套，一直未發生任何產品質量問題，克服了原來襯板經常出現的襯板下端開裂和局部磨成凹坑等影響使用壽命的問題；二是使用壽命比原來提高了 1. 3 倍，經濟效果顯著。
權利要求
1.一種超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，包括用電弧爐冶煉Mnl3、Mnl3Cr2、Mnl8或 Mnl8Cr2超高錳鋼的冶煉工藝、鑄鋼工藝、熱處理工藝，其特征在于1)所述的冶煉工藝采用電弧爐氧化法冶煉工藝入爐廢鋼熔化18-22%時進行吹氧助熔，并按鋼水重量的2-3 %加造渣劑，全熔后化驗鋼水成分，然后扒渣，再造新渣，進入還原期，先后加入Cr鐵和Mn鐵，待全熔后進行全分析化驗，根據化驗結果調整各個元素，全成分合格后，在出鋼前加入造渣劑，當渣子成白渣時出鋼，2)在出鋼前兩分鐘或出鋼后將變質劑引入鋼包內對鋼水進行變質處理，再對完成變質處理后的鋼水進行氬氣凈化處理，3)在所述的鑄鋼工藝中，采用下述造型工藝冒口設在鑄鋼件的最厚部位，冒口設計為側冒口，采用發熱保溫式易割冒口，防止冒口處產生裂紋，4)在所述的鑄鋼工藝中，采用下述打箱工藝打箱溫度控制在鑄件體溫在300°C以下， 清砂時用自然空氣冷卻，以免鑄件開裂，5)所述的熱處理工藝包括a)水韌處理采用常溫入爐，升溫速度小于或等于100°C/小時。加熱至650°C保溫2 小時，然后升至1180°C保溫，保溫時間為每25毫米鑄鋼件厚度保溫1小時，保溫后1分鐘內出爐，立即水淬40分鐘后出水，b)淬火后立即進行250°C回火保溫8小時，熱處理結束。
2.根據權利要求1所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的變質劑的配方的重量百分比為稀土鍶合金10—20%，鈉基玻璃粉15—25%，釩鐵10—20%，鈦鐵 5—15%，硼鐵0. 3-0. 7%，余量為石灰石塊，所述的變質劑的加入量鋼水重量的3-4%。
3.根據權利要求1所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的氬氣凈化處理為在鋼水注入鋼包內后立即用氬氣從鋼包的底部吹入，氬氣凈化時間為5-10分鐘并達到澆注溫度值即停止吹氬氣。
4.根據權利要求2所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的稀土鍶合金為含稀土鍶20-22%重量百分比的、粒度為5mm的稀土鍶合金，所述的硼鐵為含硼量65% 重量百分比的硼鐵，所述的石灰石塊為含CaO 82-88%重量百分比、粒度為20_40mm的石灰石塊。
5.根據權利要求3所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的氬氣的純度為99. 9%重量百分比、壓力為1. 5MPa的氬氣。
6.根據權利要求1所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的變質劑引入鋼包內的方法是變質劑在使用前進行干燥處理，把配好的材料放入干燥窯中進行200°C 烘干4小時左右，干燥后裝入直徑為60-100mm、壁厚在2_4mm的鋼管內，鋼管的一端用壁厚在2-4mm的鐵盤板點焊在鋼管上，按加入量制作鋼筒長度，鋼筒另一端敞開并焊一個鐵筋， 便于伸入深為100-150mm處即可。
7.根據權利要求1所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的氬氣凈化處理方法為首先在鋼水包底部安裝一個不透鋼水的透氣墊，透氣墊與鋼水包底用耐火泥封閉好后，在700°C溫度下進行烘烤至暗紅色為止，在通氬氣之前用耐壓膠管與氬氣瓶連接不漏氣即可進行吹氬氣。
8.根據權利要求7所述的超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，其特征在于所述的透氣墊為陶瓷透氣墊。
全文摘要
本發明屬于鋼鐵冶金鑄造業中的高錳鋼冶煉工藝技術領域，特別是涉及一種超高錳鋼鑄鋼件生產新工藝，包括用電弧爐冶煉工藝、鑄鋼工藝、熱處理工藝，冶煉工藝采用氧化法入爐廢鋼熔化18--22％時進行吹氧助熔，二次造渣，加入Cr鐵和Mn鐵，全成分合格后出鋼，對鋼水進行變質處理，再進行氬氣凈化處理，鑄鋼工藝中，冒口設在鑄鋼件的最厚部位，設計為側冒口，采用發熱保溫式冒口，打箱溫度控制在鑄件體溫在300℃以下，清砂時用自然空氣冷卻，以免鑄件開裂熱處理工藝包括水韌處理，淬火后立即進行250℃回火處理。其鑄件質量得到明顯改善，機械性能大大提高，避免了使用中斷裂，耐磨性得到提高。使資源性材料得到充分利用，提高經濟效益。
文檔編號C21C5/54GK102230054SQ201010157329
公開日2011年11月2日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者韓建國 申請人:鞍鋼集團礦業公司