一种电炉冶炼铆螺钢ML20制备方法与流程

一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法
技术领域
1.本发明涉及先进钢铁材料技术领域，具体为一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法。


背景技术：

2.柳螺钢为成型用钢，冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载，广泛用于生产螺钉，销钉，螺母等标准件，冷镦工艺可节省原料，降成本，而且通过冷作硬化提高工件的抗拉强度，改善性能，冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能，钢中s和p等杂质含量减少，对钢材的表面质量要求严格，经常采用优质碳钢，若钢的含碳钢大于0.25％，应进行球化退火热处理，以改善钢的冷镦性能。
3.现今柳螺钢在冶炼的过程中，退火处理的时候用时较长，影响冶炼的效率，柳螺钢在球化处理的时候，原料钢液中含有很多反球化元素，会导致柳螺钢球化不充分，破坏球化处理的效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法，包括以下步骤：
5.s1：将冷拉钢材放入超高功率直流电炉中熔炼形成钢液；
6.s2：在钢液中加入镧和铈，对钢液进行球化处理，用连铸机将钢液浇注成钢坯；
7.s3：将成型的钢坯经过退火热处理；
8.s4：退火时，钢坯温度降低过程中的，往钢坯中加入铝粉。
9.可选的，将冷拉钢材倒入熔炼炉中，加热到1550℃～1600℃，将冷拉钢材熔炼成钢液，在钢液中加入镧和铈，所述镧和铈在钢液中占比分别为：0.0030％～0.0045％的镧和0.0020％～0.0035％的铈。
10.可选的，在钢液温度降到1510℃～1540℃的时候，将球化剂加入钢液中，所述球化剂加入占比在1.5％～2.0％。
11.可选的，在钢液温度降到1510℃～1540℃的时候，将形状为长条形的球化剂加入钢液中，所述球化剂加入占比在1.5％～2.0％，所述球化剂成分包括：镁、硅、钡、硫、烧碱，所述球化剂中成分占比为：镁4.5％～10％、硅35％～45％、钡15％～20％、硫0.0010％～0.0020％、烧碱5％～7.5％，其余为铁和锰。
12.可选的，在对钢坯进行退火的过程中，将成型的钢坯放入退火炉中，加热到750℃～850℃，将钢坯缓慢加热，然后以适应的速度冷却，冷却至60℃～70℃。
13.可选的，所述退火的过程中，在所述钢坯温度降低到660℃～700℃的时候，往钢坯上面加入铝粉，且所述铝粉的质量百分比为0.030％～0.050％。
14.可选的，所述退火的过程中，另外准备一个退火炉，并将退火炉加热到450℃～500℃，等到钢坯温度降到650℃以下的时候，将钢坯倒入准备好的第二个退火炉中，从钢坯底部开始吹氮气，所述氮气的气压为0.3～0.55mpa。
15.可选的，所述退火的过程中，所述钢坯冷却至60℃～70℃，保持温度40～50min。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明通过加入镧和铈，中和钢液中的反球化元素，避免反球化元素影响钢液的球化效果，通过在球化剂中加入烧碱，去除钢液中的硫，避免钢坯形成之后内部气泡过多，影响柳螺钢的质量，同时通过设置两个退火炉，轮流冷却钢材，提高钢材的退火效率，节省时间。
附图说明
18.图1为本发明流程图。
19.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提供一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法，包括以下步骤：
22.s1：将冷拉钢材放入超高功率直流电炉中熔炼形成钢液；
23.s2：在钢液中加入镧和铈，对钢液进行球化处理，用连铸机将钢液浇注成钢坯；
24.s3：将成型的钢坯经过退火热处理；
25.s4：退火时，钢坯温度降低过程中的，往钢坯中加入铝粉。
26.将冷拉钢材倒入熔炼炉中，加热到1550℃～1600℃，将冷拉钢材熔炼成钢液，在钢液中加入镧和铈，所述镧和铈在钢液中占比分别为：0.0030％～0.0045％的镧和0.0020％～0.0035％的铈，在钢液温度降到1510℃～1540℃的时候，将球化剂加入钢液中，所述球化剂加入占比在1.5％～2.0％，可采用的球化剂有纯镁球化剂、铜镁球化剂、硅镁铁合金球化剂等，本发明选用硅镁铁合金球化剂，含镁量较低，球化反应比较平稳，在钢液温度降到1510℃～1540℃的时候，将形状为长条形的球化剂加入钢液中，所述球化剂加入占比在1.5％～2.0％，所述球化剂成分包括：镁、硅、钡、硫、烧碱，所述球化剂中成分占比为：镁4.5％～10％、硅35％～45％、钡15％～20％、硫0.0010％～0.0020％、烧碱5％～7.5％，其余为铁和锰，球化处理的时候采用包芯线喂丝法，将钢液通过包盖一侧的孔注入包中，该制备方法冶炼出来的钢水的化学成分重量百分比控制如下：锰：0.70～0.95％、碳：0.10～0.24％、磷：0.009～0.015％、硅：0.04～0.07％％、硫0.008～0.012％％、铝：0.019～0.045％、铬：0.005～0.012％、镍：0.05～0.15％、铜：0.5～0.13％％、钼：0.1％～0.7％、钒：0.06～0.11％，通过加入镧和铈，极大的中和的钢液中的铝含量和镍含量，放宽了钢液的临界值，减少其它反球化元素对钢液球化的破坏，避免碳在共晶后期结晶成畸形的枝晶状等石墨，降低柳螺钢的硬度，影响冶炼柳螺钢的质量。
27.在对钢坯进行退火的过程中，将成型的钢坯放入退火炉中，加热到750℃～850℃，将钢坯缓慢加热，然后以适应的速度冷却，冷却至60℃～70℃，所述退火的过程中，在所述钢坯温度降低到660℃～700℃的时候，往钢坯上面加入铝粉，且所述铝粉的质量百分比为0.030％～0.050％，所述退火的过程中，另外准备一个退火炉，并将退火炉加热到450℃～
500℃，等到钢坯温度降到650℃以下的时候，将钢坯倒入准备好的第二个退火炉中，从钢坯底部开始吹氮气，所述氮气的气压为0.3～0.55mpa，所述退火的过程中，所述钢坯冷却至60℃～70℃，保持温度40～50min；利用退火炉之间的温度差加速钢坯的退火，避免降温时间过长影响退火的质量，使钢坯中的化学成分均匀化，经过退火消除网状碳化物，细化晶粒，形成强化析出碳化物，提高钢坯的塑性，便于机加工和冷变形加工，通过加入铝粉，中和氮，促进铁渣的形成，增强钢坯的铸造性，此方法制备出来的柳螺钢的抗拉强度：≥530～620mpa；硬度：260－300hb；延伸率：≥6％－11％；屈服强度：≥400～470mpa，此柳螺钢塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。
28.实施例1
29.将冷拉钢材放入超高功率直流电炉中熔炼形成钢液，在钢液中加入镧和铈，对钢液进行球化处理，用连铸机将钢液浇注成钢坯；
30.在钢液温度降到1540℃的时候，将球化剂合金加入钢液中，球化剂加入占比在1.8％，使铆螺钢中形成细小、圆整、均匀的球状石墨形态，球化剂成分包括：镁、硅、钡、硫、烧碱，球化剂中成分占比为：镁4.7％、硅39％、钡17％、硫0.0015％、烧碱6％，其余为铁和锰，球化处理的时候采用包芯线喂丝法，将钢液通过包盖一侧的孔注入包中，将含有镁4.7％、硅39％、钡17％、硫0.0015％、烧碱6％的球化粉料合金装入包芯线中，包芯线直径为9mm，将装有球化粉料合金的包芯线装入喂丝机中，设置好喂丝机喂丝的速度、长度、模式、时间等参数之后，喂丝机开始将装有球化粉料合金的包芯线通过包盖上预留的喂丝孔持续的插入钢液中，球化处理的过程中，在钢液中加入装入有镧和铈的包芯线，所述镧和铈在钢液中占比分别为：0.0040％的镧和0.0020％的铈，对钢液中的反球化元素进行中和，可以破坏石墨形状时的反球化元素含量见下表，避免反球化元素影响钢液的球化效果，减小厚断面铸件中心的石墨畸变，该制备方法冶炼出来的钢水的化学成分重量百分比控制如下：锰：0.9％、碳：0.20％、磷：0.012％、硅：0.06％、硫0.012％、铝：0.040％、铬：0.01％、镍：0.12％、铜：0.10％、钼：0.5％、钒：0.10％，其余为铁，通过控制镧和铈加入的量，减少钢液中反球化元素的同时，也保留部分反球化元素，将反球化元素含量控制在不影响球化处理的范围，适当的保留镍、钼、铬等金属元素，也可以减小厚断面铸件中心的石墨畸变，使铸件中心石墨形状改善，镍、钼、铬等金属元素也可以提升柳螺钢中碳化物的稳定性，从而提升柳螺钢的强度，同时提升柳螺钢的抗氧化性和韧性。
[0031][0032]
将成型的钢坯经过退火热处理；
[0033]
将钢坯放入退火炉中，加热到750℃，将钢坯缓慢加热，然后以适应的速度冷却，冷
却至60℃，在钢坯内部形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体，退火的过程中，冷压钢材冷却至60℃，保持温度40min；使内部形成的粒状珠光体分布均匀，增强钢坯的强度和韧性。
[0034]
退火的过程中，另外准备一个退火炉，并将退火炉加热到450℃，等到钢坯温度降到650℃以下的时候，将钢坯倒入准备好的第二个退火炉中，两个退火炉之间的温度差为180℃，从钢坯底部开始吹氮气，氮气的气压为0.4mpa，利用退火炉之间的温度差加速钢坯的退火，避免降温时间过长影响退火的质量，将钢坯进行热处理，使钢坯中的化学成分均匀化，经过退火消除网状碳化物，细化晶粒，形成强化析出碳化物，提高钢坯的塑性，便于机加工和冷变形加工。
[0035]
退火时，钢坯温度降低过程中的，往钢坯中加入铝粉；
[0036]
退火的过程中，在钢坯温度降低到660℃的时候，往钢坯上面加入铝粉，且铝粉的质量百分比为0.045％，中和氮，促进铁渣的形成，增强钢坯的铸造性，此方法制备出来的柳螺钢的抗拉强度：≥600mpa；硬度：260－300hb；延伸率：≥6％－11％；屈服强度：≥400mpa，此柳螺钢塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。
[0037]
实施例2
[0038]
将冷拉钢材放入超高功率直流电炉中熔炼形成钢液，在钢液中加入镧和铈，对钢液进行球化处理，用连铸机将钢液浇注成钢坯；
[0039]
在钢液温度降到1530℃的时候，将球化剂合金加入钢液中，球化剂加入占比在1.5％，使铆螺钢中形成细小、圆整、均匀的球状石墨形态，球化剂成分包括：镁、硅、钡、硫、烧碱，球化剂中成分占比为：镁4.5％、硅40％、钡20％、硫0.0013％、烧碱7％，其余为铁和锰，球化处理的时候采用包芯线喂丝法，将钢液通过包盖一侧的孔注入包中，将含有镁4.5％、硅40％、钡20％、硫0.0013％、烧碱7％的球化粉料合金装入包芯线中，包芯线直径为13mm，将装有球化粉料合金的包芯线装入喂丝机中，设置好喂丝机喂丝的速度、长度、模式、时间等参数之后，喂丝机开始将装有球化粉料合金的包芯线通过包盖上预留的喂丝孔持续的插入钢液中，球化处理的过程中，在钢液中加入装入有镧和铈的包芯线，所述镧和铈在钢液中占比分别为：0.0030％的镧和0.0025％的铈，对钢液中的反球化元素进行中和，可以破坏石墨形状时的反球化元素含量见下表，避免反球化元素影响钢液的球化效果，减小厚断面铸件中心的石墨畸变，该制备方法冶炼出来的钢水的化学成分重量百分比控制如下：锰：0.75％、碳：0.17％、磷：0.010％、硅：0.05％、硫0.010％、铝：0.020％、铬：0.006％、镍：0.09％、铜：0.6％、钼：0.1％、钒：0.07％，其余为铁，通过增加镧和铈加入的量，极大的中和的钢液中的铝含量和镍含量，放宽了钢液的临界值，减少其它反球化元素对钢液球化的破坏，避免碳在共晶后期结晶成畸形的枝晶状等石墨，降低柳螺钢的硬度，影响冶炼柳螺钢的质量。
[0040][0041]
将成型的钢坯经过退火热处理；
[0042]
将钢坯放入退火炉中，加热到800℃，将钢坯缓慢加热，然后以适应的速度冷却，冷却至65℃，在钢坯内部形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体，退火的过程中，冷压钢材冷却至65℃，保持温度50min；使内部形成的粒状珠光体分布均匀，增强钢坯的强度和韧性。
[0043]
退火的过程中，另外准备一个退火炉，并将退火炉加热到430℃，等到钢坯温度降到650℃以下的时候，将钢坯倒入准备好的第二个退火炉中，两个退火炉之间的温度差为190℃，从钢坯底部开始吹氮气，氮气的气压为0.5mpa，利用退火炉之间的温度差加速钢坯的退火，避免降温时间过长影响退火的质量，将钢坯进行热处理，使钢坯中的化学成分均匀化，经过退火消除网状碳化物，细化晶粒，形成强化析出碳化物，提高钢坯的塑性，便于机加工和冷变形加工。
[0044]
退火时，钢坯温度降低过程中的，往钢坯中加入铝粉；
[0045]
退火的过程中，在钢坯温度降低到700℃的时候，往钢坯上面加入铝粉，且铝粉的质量百分比为0.050％，中和氮，促进铁渣的形成，增强钢坯的铸造性，此方法制备出来的柳螺钢的抗拉强度：≥550mpa；硬度：300－350hb；延伸率：≥4％－7％；屈服强度：≥450mpa，此柳螺钢硬度较强具有较大的抵抗变形的能力，使用中抗变形能力较强。
[0046]
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。