一種微合金添加劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微合金添加劑及其在鋼材熔煉中的應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼，是對(duì)含碳量質(zhì)量百分比介于0.02份至2.06份之間的鐵碳合金的統(tǒng)稱，其性能 指標(biāo)包括脆性、延性、彈性、展性和韌性。耐磨鋼是當(dāng)今耐磨材料中用量最大的一種。磨損是 鑄件失效的主要形式之一，磨損造成了能源和原材料的大量消耗，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，能源的 1/3到1/2消耗于摩擦與磨損。據(jù)原聯(lián)邦德國(guó)技術(shù)科學(xué)部估測(cè)，原聯(lián)邦德國(guó)因磨損造成的損 失每年達(dá)到100億馬克。美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)和美國(guó)能源發(fā)展局(ERDA)提出的一項(xiàng) 減輕摩擦和磨損的發(fā)展計(jì)劃，可使美國(guó)每年節(jié)支160億美元，即為能源消耗的11份。據(jù)美國(guó) 刊物介紹，美國(guó)幾大類產(chǎn)品每年由于磨損所造成的損失是:飛機(jī)134億美元，船舶64億美元， 汽車400億美元，切削工具28億美元。中國(guó)對(duì)摩擦和磨損所造成的損失尚缺乏全面的統(tǒng)計(jì)， 根據(jù)中國(guó)機(jī)械部門1974~1975年的調(diào)查報(bào)告，汽車配件年耗用鋼材23萬(wàn)t，其中2/3用于維 修，而大部分是由于磨損所致。另?yè)?jù)中國(guó)電力、建材、冶金、采煤和農(nóng)機(jī)等5個(gè)部門的不完全 統(tǒng)計(jì)，每年備件消耗鋼材在150萬(wàn)t以上，以煤礦所用刮板輸送機(jī)為例，由于中部槽磨損所造 成的損失每年為1~2億元人民幣。其他機(jī)械設(shè)備磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失和鋼材的消耗同樣是 很驚人。
[0003] 化工、建材、礦山等耐磨鋼和對(duì)性能要求比較高的鋼材通過(guò)普通熔煉工藝鑄造出 的鑄件，其使用性能有待進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)的添加劑是單一的微量元素(釩、鉬、硼、稀土硅 等），對(duì)細(xì)化晶粒，提高性能有一定作用，但存在很難控制且效果有限的問(wèn)題，應(yīng)用在實(shí)際生 產(chǎn)中無(wú)法達(dá)到預(yù)期的機(jī)械性能指標(biāo)。
[0004] 綜上所述，亟需本領(lǐng)域技術(shù)人員開(kāi)發(fā)出一種能夠改善鋼材熔煉工藝并提高鋼材性 能的添加劑，以降低由于磨損造成的損失，滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是為解決上述的問(wèn)題，提供一種微合金添加劑，并將其應(yīng)用于 鋼材的熔煉過(guò)程中，作為爐前變質(zhì)劑和澆注孕育劑，改善鋼材熔煉工藝并提高鋼材性能。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種微合金添加劑，包括爐前變質(zhì)劑和澆注孕育劑，所述爐前變質(zhì)劑的包含如下 組分：￥、他3、11、1^，所述澆注孕育劑包含如下組分 :1、3丨、]\1〇、11。
[0008] 進(jìn)一步的，所述爐前變質(zhì)劑各組分的重量分?jǐn)?shù)為：V: 0.03~0.07份，Nb: 0.02~ 0 · 06份，B: 0 · 002~0 · 005份，Ti : 0 · 15~0 · 3份，Re: 0 · 01~0 · 06份，粒度為4~6目；所述澆注 孕育劑各組分的重量分?jǐn)?shù)為:W: 0 · 015~0 · 025份，Si : 0 · 1~0 · 25份，Mo: 0 · 1~0 · 6份，Ti : 0 · 2 ~0.5份，粒度為120~220目。
[0009] 進(jìn)一步的，所述爐前變質(zhì)劑各組分的重量分?jǐn)?shù)為：V: 0.04~0.06份，Nb: 0.02~ Ο · 05份，B: Ο · 003~Ο · 005份，Ti : Ο · 15~Ο · 2份，ReO · 01~Ο · 05份，粒度為5目；所述澆注孕育 劑各組分的重量分?jǐn)?shù)為:W: 0 · 015~0 · 02份，Si : 0 · 1~0 · 2份，Mo: 0 · 1~0 · 5份，Ti : 0 · 2~0 · 4 份，粒度為150~200目。
[0010] 微合金添加劑應(yīng)用于鋼材熔煉，具體應(yīng)用步驟如下：
[0011] a.稱量:按照熔化鋼水的總重量，分別稱取爐前變質(zhì)劑和澆注孕育劑，前者按總重 量的0.5份稱量，后者按總重量的0.1份稱量，烘干待用；
[0012] b.對(duì)鋼材料進(jìn)行熔煉:在鋼水熔煉成分的爐前分析合格、達(dá)到出爐溫度時(shí)，從熔煉 爐中倒入鋼水包的過(guò)程中，將所述爐前變質(zhì)劑均勻加入到鋼水中；
[0013] c.對(duì)鋼水進(jìn)行澆注:在鋼水從鋼水包中澆注到鑄件型腔的過(guò)程中，將所述澆注孕 育劑均勻加入到鋼液中；
[0014] d.鑄件開(kāi)箱、打磨、熱處理、機(jī)加工；
[0015] e .晶相分析及機(jī)械性能檢測(cè)。
[0016] 進(jìn)一步的，通過(guò)自吸式輸送噴槍分別將所述爐前變質(zhì)劑和澆注孕育劑加入到鋼水 中。
[0017] 進(jìn)一步的，所述的自吸式輸送噴槍，包括:輸送鋼管、加料漏斗、球閥和氬氣入口； 所述氬氣入口設(shè)置在輸送鋼管上靠近球閥一端，所述加料漏斗通過(guò)球閥與輸送鋼管連接。
[0018] 進(jìn)一步的，通過(guò)氬氣輸送方式加入所述爐前變質(zhì)劑和所述澆注孕育劑，流量為： 0.08Kg/S〇
[0019] 進(jìn)一步的，所述的出爐溫度為1450°C~1480°C。
[0020] 進(jìn)一步的，澆筑過(guò)程的澆注溫度1420°C~1450°C。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0022]加入微合金添加劑后，在以下幾個(gè)方面有明顯的改善效果：
[0023] 1、晶粒組織:從斷面看，未加微合金的晶粒比較粗大，加了微合金添加劑的鑄件晶 粒比較細(xì)小、比較均勻，機(jī)械性能和耐磨性大幅度提高；
[0024] 2、表面硬度：加入微合金添加劑后比未加微合金的初始硬度相差布氏硬度10~ 20；
[0025] 3、加工方面:加微合金的高錳鋼鑄件比較難切削，刀削泛白色，刀片磨損較快；未 加微合金的鑄件加工安全容易，刀削呈藍(lán)色，刀片壽命長(zhǎng)；
[0026] 4、同種材質(zhì)，加入微合金的鑄件耐磨，使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件11380-4b-3_2未加微合金的金相照片；
[0028]圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件2044-3-3加微合金的金相照片；
[0029]圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件4200-5-1加微合金的金相照片；
[0030]圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件22131148-12-2加微合金的金相照片；
[0031]圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件22131148-12-3加微合金的金相照片；
[0032]圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件x7.014-4-2未加微合金的金相照片；
[0033] 圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例中鑄件下刀盤-2未加微合金的金相照片；
[0034] 圖8所示為本發(fā)明實(shí)施例中自吸式輸送噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖9所示為本發(fā)明表1中圖號(hào)為710-11004-01鑄件15的金相照片；
[0036]圖10所示為本發(fā)明表1中圖號(hào)為710-11004-01鑄件18金相照片；
[0037]圖11所示為本發(fā)明表1中圖號(hào)為Z14241B鑄件5的金相照片；
[0038]圖12所示為本發(fā)明表1中圖號(hào)為1380-4B鑄件3金相照片。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下文將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明具體內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中 描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá) 到更好的技術(shù)效果。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] -種微合金添加劑包括爐前變質(zhì)劑和澆注孕育劑，爐前變質(zhì)劑各組分的重量分?jǐn)?shù) 為：V:0.03 ~0.07份，Nb:0.02 ~0.06份，Β:0·002 ~0.005份，Ti:0.15 ~0.3份，Re:0.01~ 〇 . 06份，粒度為4~6目；澆注孕育劑各組分的重量分?jǐn)?shù)為:W: 0.015~0.025份，Si : 0.1~ 0 · 25份，Mo: 0 · 1 ~0 · 6份，Ti : 0 · 2~0 · 5份，粒度為 120~220 目。
[0042] 實(shí)施例2
[004