[发明专利]一种改良碳素钢及其制备工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，具体涉及一种改良碳素钢及其制备工艺。

背景技术

碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。传统的碳素钢生产工艺，容易产生碳素钢缺陷（defect of carbon steel），是指碳素钢在冶炼和轧制（锻造）加工过程中，由于设备、工艺和操作等原因造成钢的欠缺，主要包括结疤、裂纹、缩孔残余、分层、白点、偏析、非金属夹杂、疏松和带状组织等。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种能够减少碳素钢缺陷率的改良碳素钢及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种改良碳素钢，由以下含量的物质组成：碳2%-3%，硅0.5%-0.8%，锰0.6%-1%，磷0.3%-0.4%，铝5%-8%，助剂0.3%-0.7%，铁余量。

进一步的，上述的一种改良碳素钢，所述助剂为硅钼粉和三氧化二铁以质量比1：1.5复配制得。

进一步的，上述的一种改良碳素钢，由以下含量的物质组成：碳2.5%，硅0.6%，锰0.8%，磷0.35%，铝7%，助剂0.5%，铁余量。

本发明的第二个目的是提供了上述的一种改良碳素钢的制备工艺，包括以下步骤：

1）将纯铁熔化为铁水后，先加入助剂，并冷却，得到含有助剂的固体纯铁；

2）将步骤1）中得到含有助剂的固体纯铁再次熔化为铁水，并控制温度为1550℃-1600℃，依次按比例加入碳、硅、锰，并再次冷却，得到初混碳素钢；

3）将步骤2）得到的初混碳素钢熔化为液态后，再按比例加入磷、铝，冷却后得到改良碳素钢。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种改良碳素钢及其制备工艺，能够有效减少生产过程中产生的碳素钢缺陷，经工厂实验证明，采用本发明提供的配比和制备工艺进行生产，结疤率、裂纹率、白点率、偏析率和疏松率平均降低了50%-60%。

具体实施方式

实施例1：

一种改良碳素钢，由以下含量的物质组成：碳2%，硅0.5%，锰0.6%，磷0.3%，铝5%-8%，硅钼粉和三氧化二铁混合物0.3%，铁余量，其中硅钼粉和三氧化二铁的混合比例为1:1.5。

上述的一种改良碳素钢的制备工艺，包括以下步骤：

1）将纯铁熔化为铁水后，先加入助剂，并冷却，得到含有助剂的固体纯铁；

2）将步骤1）中得到含有助剂的固体纯铁再次熔化为铁水，并控制温度为1550℃，依次按比例加入碳、硅、锰，并再次冷却，得到初混碳素钢；

3）将步骤2）得到的初混碳素钢熔化为液态后，再按比例加入磷、铝，冷却后得到改良碳素钢。

实施例2：

一种改良碳素钢，由以下含量的物质组成：碳3%，硅0.8%，锰1%，磷0.4%，铝8%，硅钼粉和三氧化二铁混合物0.7%，铁余量，其中硅钼粉和三氧化二铁的混合比例为1:1.5。

上述的一种改良碳素钢的制备工艺，包括以下步骤：

1）将纯铁熔化为铁水后，先加入助剂，并冷却，得到含有助剂的固体纯铁；

2）将步骤1）中得到含有助剂的固体纯铁再次熔化为铁水，并控制温度为1600℃，依次按比例加入碳、硅、锰，并再次冷却，得到初混碳素钢；

3）将步骤2）得到的初混碳素钢熔化为液态后，再按比例加入磷、铝，冷却后得到改良碳素钢。

实施例3：

一种改良碳素钢，由以下含量的物质组成：碳2.5%，硅0.6%，锰0.8%，磷0.35%，铝7%，助剂0.5%，铁余量，其中硅钼粉和三氧化二铁的混合比例为1:1.5。

上述的一种改良碳素钢的制备工艺，包括以下步骤：

1）将纯铁熔化为铁水后，先加入助剂，并冷却，得到含有助剂的固体纯铁；

2）将步骤1）中得到含有助剂的固体纯铁再次熔化为铁水，并控制温度为1580℃，依次按比例加入碳、硅、锰，并再次冷却，得到初混碳素钢；

3）将步骤2）得到的初混碳素钢熔化为液态后，再按比例加入磷、铝，冷却后得到改良碳素钢。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。