本发明属于钢生产技术领域，具体涉及一种含硫工程机械用钢的制备方法。
背景技术：
为解决部分钢种切削性能，越来越多特殊用途钢种选择使用s来解决切削性能，工程机械用钢尤为明显，代表牌号为35mnb系列，此类钢种通常为铝深脱氧钢种，冶炼结束后需进行钙处理以球化钢中al2o3夹杂，提高钢水可浇铸性，但钢中加入s后，钙处理时ca与钢水中s结合形成高熔点cas，更容易导致浇铸过程水口堵塞，影响生产顺行，各钢铁企业均在探索含硫含铝钢中冶炼工艺的优化。
一种含硫钢的冶炼方法(专利号201510158044.1)主要介绍一种经电炉—lf—vd—连铸生产模式：其特点生产组织要求复杂，lf处理结束后要进行扒渣处理，扒渣量1/2-2/3，扒渣处理带来两方面不利因素：①生产节奏组织困难，对综合生产协调要求较高，lf出站温度控制难度也较大；②钢铁料消耗增加：扒渣操作会导致部分钢铁料损失。
技术实现要素：
发明目的：本发明目的是提供一种含硫工程机械用钢的制备方法，解决了现有的含硫钢制备方法复杂，综合生产协调要求较高且钢铁料消耗较大的问题。
技术方案：本发明一种含硫工程机械用钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点c质量百分含量≥0.06％或出钢氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；
(2)转炉出钢：钢水出钢前开启转炉底搅，降低钢水氧化性以及钢水的p含量，并在转炉出钢前倒渣；在出钢前期加入增碳剂进行预脱氧，再顺序加入合金、脱氧剂及渣料进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，出钢后期采取双挡方式出钢，若下渣严重，出完钢吊扒渣位进行捞扒渣；
(3)lf炉精炼：控制钢中夹杂物，lf过程渣料百分含量为：cao为55～65％，al2o3为15～25％，终渣碱度控制在4～7，供电冶炼过程采用碳化硅、铝粒、硅铝钙或电石进行复合扩散脱氧，确保tfe和mno总体质量百分含量≤1％；同时在供电冶炼过程，根据取样硫含量按目标值加入一次硫化铁，后续不再补加硫化铁，不足部分由rh补喂硫磺线；
(4)rh真空：根据lf终点s含量，抽真空前补喂硫磺线调整s含量，确保s含量为目标值内；真空度控制在2.5毫巴以下，真空保持时间8～20min，确保钢水中h质量百分含量≤2.0ppm，然后喂铝线1～2min后进行钙化处理，钙化处理后软吹10min以上；
(5)连铸：通过连铸进行浇铸得含硫钢，且控制连铸中包过热度为10～40℃。
进一步，所述步骤(2)中增碳剂为c粉或高纯石墨，合金为硅铁、铬铁和锰铁中的一种或多种，脱氧剂为铝块。
进一步，所述步骤(2)中加入渣料为石灰4～7kg/吨钢，复合精炼渣3～6kg/吨钢，所述复合精炼渣为cao：40～55％，sio2≤10％，al2o3：35～50％，mgo≤8％。
进一步，所述步骤(2)中双挡方式为滑板加挡渣锥或滑板加挡渣球的方式，有效减少转炉出钢下渣。
进一步，所述步骤(4)中采用纯钙棒包芯线进行钙化处理。
进一步，所述含硫工程机械用钢的化学成分及其重量百分比为：c：0.32～0.36％、mn：0.90～1.40％、p：≤0.025％、s：0.005～0.035％、si：0.15～0.35％、cr：0.05～0.30％、ni≤0.20％、cu≤0.20％、mo≤0.08％、b：0.0008～0.0030％、al：0.015～0.040％、ti：0.025～0.050％，余量为fe和不可避免的杂质。
本发明有益效果在于：本发明的含硫钢制备过程简单可控，且通过将扒渣处理放置于转炉出钢阶段，防止将扒渣处理导致部分钢铁料损失的情况发生，rh真空前将s含量控制在目标值内，防止破空后喂入硫铁线，导致硫的回收率低且不稳定，波动幅度大；同时连铸中控制连铸中包过热度，使所得含硫钢质量明显提升,裂纹、中心偏析、疏松等缺陷显著减少。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
本发明制备的含硫工程机械用钢的化学成分及其重量百分比为：c：0.32～0.36％、mn：0.90～1.40％、p：≤0.025％、s：0.005～0.035％、si：0.15～0.35％、cr：0.05～0.30％、ni≤0.20％、cu≤0.20％、mo≤0.08％、b：0.0008～0.0030％、al：0.015～0.040％、ti：0.025～0.050％，余量为fe和不可避免的杂质。
具体制备方法如下：
实施例1
本发明一种含硫工程机械用钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，保证铁水经转炉冶炼后有足够量的残余硫，进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点c质量百分含量0.062％(出钢氧位344ppm)，出钢温度1617℃；
(2)转炉出钢：钢水出钢前开启转炉底搅，降低钢水氧化性以及钢水的p含量，并在转炉出钢前倒渣；在出钢前期加入15kg高纯石墨进行预脱氧，再顺序加入硅铁(25kg)、锰铁(高碳锰铁633kg，硅锰1065kg)和铝块(110kg)及石灰516kg，复合精炼渣319kg进行脱氧合金化，复合精炼渣为cao：40～55％，sio2≤10％，al2o3：35～50％，mgo≤8％，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，出钢后期采取双挡方式出钢，双挡方式为滑板加挡渣锥的方式，有效减少转炉出钢下渣，若下渣严重，出完钢吊扒渣位进行捞扒渣，捞扒渣工序，确保转炉下渣量≤2kg/吨钢，本实施例未下渣；
(3)lf炉精炼：供电冶炼过程时间65min，并根据渣况补加石灰，控制钢中夹杂物，lf过程渣料百分含量为：cao为58.75％，al2o3为21.2％，终渣碱度控制在4.31，且供电冶炼过程采用碳化硅、铝粒、硅铝钙或电石等脱氧剂进行复合扩散脱氧，确保tfe和mno总体质量百分含量0.85％；同时在供电冶炼过程，由于不断对钢水里面化学元素s进行采样，发现s元素在0.015％，符合钢s元素要求，未补加硫化铁；
(4)rh真空：根据lf终点s含量，抽真空前s含量符合要求，未补喂硫磺线；真空度控制在0.78毫巴以下，真空保持时间10min，确保钢水中h质量百分含量0.00018％，然后喂铝线60m，2min后采用100m纯钙棒包芯线进行钙化处理，钙处理后软吹28min；
(5)连铸：通过连铸进行浇铸得含硫钢，且控制连铸中包过热度为30～35℃。
实施例2
本发明一种含硫工程机械用钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，保证铁水经转炉冶炼后有足够量的残余硫，进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点c质量百分含量0.098％(出钢氧位307ppm)，出钢温度1606℃；
(2)转炉出钢：钢水出钢前开启转炉底搅，降低钢水氧化性以及钢水的p含量，并在转炉出钢前倒渣；在出钢前期加入18kg高纯石墨进行预脱氧，再顺序加入硅铁(67kg)、铬铁(183kg)、锰铁(硅锰1019kg)和铝块(80kg)及石灰475kg，复合精炼渣422kg进行脱氧合金化，复合精炼渣为cao：40～55％，sio2≤10％，al2o3：35～50％，mgo≤8％，在脱氧合金化中过程保持全程吹氩气，出钢后期采取双挡方式出钢，双挡方式为滑板加挡渣锥的方式，有效减少转炉出钢下渣，若下渣严重，出完钢吊扒渣位进行捞扒渣，捞扒渣工序，确保转炉下渣量≤2kg/吨钢，本实施例未下渣，无扒渣；
(3)lf炉精炼：供电冶炼过程时间55min，并根据渣况补加石灰，控制钢中夹杂物，lf过程渣料百分含量为：cao为62.05％，al2o3为23.74％，终渣碱度控制在6.34，且供电冶炼过程采用碳化硅、铝粒、硅铝钙或电石等脱氧剂进行复合扩散脱氧，确保tfe和mno总体质量百分含量0.58％；同时在供电冶炼过程，由于不断对钢水里面化学元素s进行采样，根据取样硫含量按目标值s含量为0.009％，补加硫化铁152kg，采样0.037％，后续未补加硫化铁；
(4)rh真空：根据lf终点s含量，抽真空前s含量符合要求，未补喂硫磺线；真空度控制在0.85毫巴以下，真空保持时间15min，确保钢水中h质量百分含量0.00015％，然后喂铝线80m，2min后采用30m纯钙棒包芯线进行钙化处理，钙处理后软吹38min；
(5)连铸：通过连铸进行浇铸得含硫钢，且控制连铸中包过热度为31～33℃。
实施例3
本发明一种含硫工程机械用钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，保证铁水经转炉冶炼后有足够量的残余硫，进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点c质量百分含量0.18％(出钢氧位180ppm)，出钢温度1625℃；
(2)转炉出钢：钢水出钢前开启转炉底搅，降低钢水氧化性以及钢水的p含量，并在转炉出钢前倒渣；在出钢前期加入15kgc粉进行预脱氧，再顺序加入硅锰(1321kg)、铝块(80kg)及石灰514kg，复合精炼渣431kg进行脱氧合金化，复合精炼渣为cao：40～55％，sio2≤10％，al2o3：35～50％，mgo≤8％，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，出钢后期采取双挡方式出钢，双挡方式为滑板加挡渣球的方式，有效减少转炉出钢下渣，若下渣严重，出完钢吊扒渣位进行捞扒渣，捞扒渣工序，确保转炉下渣量≤2kg/吨钢，本实施例未下渣，无扒渣；
(3)lf炉精炼：供电冶炼过程时间70min，并根据渣况补加石灰，控制钢中夹杂物，lf过程渣料百分含量为：cao为57.45％，al2o3为19.53％，终渣碱度控制在4.13，且供电冶炼过程采用碳化硅、铝粒、硅铝钙或电石等脱氧剂进行复合扩散脱氧，确保tfe和mno总体质量百分含量0.81％；同时在供电冶炼过程，由于不断对钢水里面化学元素s进行采样，根据取样硫含量按目标值s含量为0.005～0.035％，补加硫化铁207kg，后续不再补加硫化铁；
(4)rh真空：根据lf终点s含量，抽真空前s含量符合要求，未补喂硫磺线；真空度控制在0.68毫巴以下，真空保持时间15min，确保钢水中h质量百分含量1.5ppm，然后喂铝线75m，1min后采用40m纯钙棒包芯线进行钙化处理，钙处理后软吹32min；
(5)连铸：通过连铸进行浇铸得含硫钢，且控制连铸中包过热度为28～32℃。
性能测试：
对本发明的工程机械用钢进行测试，测试结果如下：
1、钢材中的t.o全氧稳定控制在15ppm以下，h含量稳定控制在1.5ppm以下；
2、夹杂物水平：按gb/t10561-2005，a、b、c、d夹杂物均≤1.5级，满足要求。
1.一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点c质量百分含量≥0.06％或出钢氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；
(2)转炉出钢：钢水出钢前开启转炉底搅，降低钢水氧化性以及钢水的p含量，并在转炉出钢前倒渣；在出钢前期加入增碳剂进行预脱氧，再顺序加入合金、脱氧剂及渣料进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，出钢后期采取双挡方式出钢，若下渣严重，出完钢吊扒渣位进行捞扒渣；
(3)lf炉精炼：控制钢中夹杂物，lf过程渣料百分含量为：cao为55～65％，al2o3为15～25％，终渣碱度控制在4～7，供电冶炼过程采用碳化硅、铝粒、硅铝钙或电石进行复合扩散脱氧，确保tfe和mno总体质量百分含量≤1％；同时在供电冶炼过程，根据取样硫含量按目标值加入一次硫化铁，后续不再补加硫化铁，不足部分由rh补喂硫磺线；
(4)rh真空：根据lf终点s含量，抽真空前补喂硫磺线调整s含量，确保s含量为目标值内；真空度控制在2.5毫巴以下，真空保持时间8～20min，确保钢水中h质量百分含量≤2.0ppm，然后喂铝线1～2min后进行钙化处理，钙化处理后软吹10min以上；
(5)连铸：通过连铸进行浇铸得含硫钢，且控制连铸中包过热度为10～40℃。
2.根据权利要求1所述的一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中增碳剂为c粉或高纯石墨，合金为硅铁、铬铁和锰铁中的一种或多种，脱氧剂为铝块。
3.根据权利要求1所述的一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中加入渣料为石灰4～7kg/吨钢，复合精炼渣3～6kg/吨钢，所述复合精炼渣为cao：40～55％，sio2≤10％，al2o3：35～50％，mgo≤8％。
4.根据权利要求1所述的一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中双挡方式为滑板加挡渣锥或滑板加挡渣球的方式，有效减少转炉出钢下渣。
5.根据权利要求1所述的一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用纯钙棒包芯线进行钙化处理。
6.根据权利要求1所述的一种含硫工程机械用钢的制备方法，其特征在于，含硫工程机械用钢的化学成分及其重量百分比为：c：0.32～0.36％、mn：0.90～1.40％、p：≤0.025％、s：0.005～0.035％、si：0.15～0.35％、cr：0.05～0.30％、ni≤0.20％、cu≤0.20％、mo≤0.08％、b：0.0008～0.0030％、al：0.015～0.040％、ti：0.025～0.050％，余量为fe和不可避免的杂质。
技术总结