提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法
2024-01-30 21:41:15
提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，該方法是通過在轉爐降低吹氧量，降低鋼液的整體含氧量，後期通過鋁來降低鋼水的氧化性，以及適合的鹼度，從而達到提高鈦收得率的目的。與現有技術相比，本法可以使鈦的收得率由45％提高到75％以上，大大降低了鈦合金成本，而且在提高Ti的同時，精確控制Ti使得鋼保證了成分的穩定性，從而改善鋼質，最終達到鋼的綜合性能的穩定性和一致性。
【專利說明】提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及齒輪鋼的生產【技術領域】，具體地指一種提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法。
【背景技術】
[0002]齒輪鋼是合金結構鋼中一大分支，佔合金結構鋼總量的20%。其使用覆蓋面較廣，除轎車、貨車、農用車和摩託車等車輛齒輪製造使用外，工程機械齒輪使用量也較大，目前我國齒輪鋼的年需求量在50萬t左右。齒輪鋼用量很大，不僅要求其質量好和工作可靠性高，而且必須要價格低廉。20CrMnTi是一種良好的合金滲碳鋼，主要用來製造承受較高應力和抗衝擊載荷的重要機械零件，如電機主動齒輪、汽車萬向節十字頭等，是使用最大的一個齒輪鋼種。並且由於該鋼種的價格相對較低，該鋼種的主導地位在近年仍難以動搖。穩定且良好的Ti元素收得率不僅在工藝上能保證成分的穩定性，從而改善鋼的淬透性，最終提高鋼的綜合性能的穩定性和一致性；而且可以降低成本，增強鋼材的市場競爭力。因此，提高Ti的收得率 至關重要。
[0003]經檢索，中國專利CN200910187786.1，一種管線焊絲鋼的夾雜物控制方法介紹一種Ti的收得率，收得率在45%，其缺點是收得率低，冶煉成本高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服現有齒輪鋼的生產技術中Ti收得率不高的缺陷，提供一種提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法。
[0005]為實現上述目的，本發明所設計的提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其步驟如下:
[0006]I)對坯料採用高拉碳工藝進行轉爐冶煉，控制終點碳含量大於0.08%，控制鋼水中溶解氧w[0]為300~400Χ10-6%,以防止鋼水過氧化；
[0007]2)在轉爐冶煉末期，從轉爐底部吹氬攪拌鋼水，促進鋼、渣平衡；
[0008]3)在出鋼過程中採用擋渣出鋼出鋼過程中保持連續吹氬，出鋼溫度控制在1650~1670°C，控制轉爐下渣量≤50mm ;在出鋼的同時進行爐外合金化，隨鋼流向每噸鋼水中加入0.8~I公斤鋁塊脫氧，5~6公斤生石灰，0.7~I公斤螢石，控制碳含量為
0.15~0.20%，Mn、S1、Cr在標準中下限；
[0009]4)對合金化的鋼水進行吹氬，吹氬3分鐘後，測溫、取樣，根據出鋼的碳含量，向每噸鋼水中加入0.3~0.5公斤鋁線，再吹氬3分鐘；
[0010]5)根據步驟4)中吹氬後鋼水中的渣況，向每噸鋼水中加入0.2~0.4公斤生石灰、0.1~0.3公斤螢石，以調整熔渣，控制渣量在1.5~2.0%，輸送鋼水至精煉爐；
[0011]6)在精煉爐中全程吹氬精煉，向每噸鋼水中加入1.2~2公斤鋁丸、I~2公斤SiC粉，使渣面脫氧，形成白渣，控制白渣鹼度在3~4 ;
[0012]7)當鋼水溫度≥ 1550°C時，取第一樣進行成分分析，按內控及目標成分要求調整鋼水的化學成分；
[0013]8)在精煉中後期，向每噸鋼水中加入I~1.6公斤鈦線，加入鈦線時的鋼水溫度在1585 ~1600? ；
[0014]9)精煉結束前3~5分鐘，向每噸鋼水中加入0.3~0.6公斤S1-Ca線，攪拌2~5分鐘後燒鑄成型。
[0015]優選地，所述步驟7)中調整鋼水的化學成分之後，吹氬量小於10Nm3/min，以避免使鋼水裸露。
[0016]優選地，所述步驟8)中向每噸鋼水中加入鈦線的加入速度為20~35g/s。
[0017]本發明的有益效果:本發明提供了一種提高Ti的收得率方法，該方法是通過在轉爐降低吹氧量，降低鋼液的整體含氧量，後期通過鋁來降低鋼水的氧化性，以及適合的鹼度，從而達到提高鈦收得率的目的。與現有技術相比，本法可以使鈦的收得率由45%提高到75%以上，大大降低了鈦合金成本，而且在提高Ti的同時，精確控制Ti使得鋼保證了成分的穩定性，從而改善鋼質，最終達到鋼的綜合性能的穩定性和一致性。
【具體實施方式】
[0018]以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。
[0019]實施例1 [0020]提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其步驟如下:
[0021]I)對坯料採用高拉碳工藝進行轉爐冶煉，控制終點碳含量為0.08%，防止鋼水過氧化，控制鋼水中溶解氧w[0]為400X10_6%，以防止鋼水過氧化；
[0022]2)在轉爐冶煉末期，從轉爐底部吹氬攪拌鋼水，促進鋼、渣平衡；
[0023]3)在出鋼過程中採用擋渣出鋼出鋼過程中保持連續吹氬，出鋼溫度控制在1670°C，控制轉爐下渣量為50mm ;在出鋼的同時進行爐外合金化，隨鋼流向每噸鋼水中加入I公斤鋁塊脫氧，6公斤生石灰，I公斤螢石，控制碳含量為0.18% (含合金帶入的碳)，Mn、S1、Cr在標準中下限；
[0024]4)對合金化的鋼水進行吹氬，吹氬3分鐘後，測溫、取樣，根據出鋼的碳含量，向每噸鋼水中加入0.3公斤鋁線，再吹氬3分鐘，輸送鋼水至精煉爐；
[0025]5)根據步驟4)中吹氬後鋼水中的渣況，向每噸鋼水中加入0.2公斤生石灰、0.2公斤螢石，以調整熔渣，控制渣量在2.0% ;
[0026]6)在精煉爐中全程吹氬精煉，向每噸鋼水中加入1.5公斤鋁丸、1.5公斤SiC粉，使渣面脫氧，形成白渣，控制白渣鹼度在3.7 ；
[0027]7)當鋼水溫度為1550°C時，取第一樣進行成分分析，按內控及目標成分要求調整鋼水的化學成分，調好成分後，吹氬量在9Nm3/min，嚴禁大氬量攪拌使鋼水裸露。
[0028]8)在精煉中後期，向每噸鋼水中加入1.6公斤鈦線，加入鈦線時的鋼水溫度在1600°C，每噸鋼水中加入鈦線的加入速度為20g/s ；
[0029]9)精煉結束前5分鐘，向每噸鋼水中加入0.6公斤S1-Ca線，攪拌3分鐘後澆鑄成型。
[0030]澆鑄成型的產品取樣分析後，鈦的收得率81.5%。
[0031]實施例2[0032]提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其步驟如下:
[0033]1)對坯料採用高拉碳工藝進行轉爐冶煉，控制終點碳含量為0.09%，防止鋼水過氧化，控制鋼水中溶解氧w[0]為345X10_6%，以防止鋼水過氧化；
[0034]2)在轉爐冶煉末期，從轉爐底部吹氬攪拌鋼水，促進鋼、渣平衡；
[0035]3)在出鋼過程中採用擋渣出鋼出鋼過程中保持連續吹氬，出鋼溫度控制在1667°C，控制轉爐下渣量為40mm ;在出鋼的同時進行爐外合金化，隨鋼流向每噸鋼水中加入0.92公斤鋁塊脫氧，5.8公斤生石灰，0.9公斤螢石，控制碳含量為0.17% (含合金帶入的碳)，Mn、S1、Cr在標準中下限；
[0036]4)對合金化的鋼水進行吹氬，吹氬3分鐘後，測溫、取樣，根據出鋼的碳含量，向每噸鋼水中加入0.35公斤鋁線，再吹氬3分鐘，輸送鋼水至精煉爐；
[0037]5)根據步驟4)中吹氬後鋼水中的渣況，向每噸鋼水中加入0.3公斤生石灰、0.2公斤螢石，以調整熔渣，控制渣量在1.8% ;
[0038]6)在精煉爐中全程吹氬精煉，向每噸鋼水中加入1.8公斤鋁丸、1.6公斤SiC粉，使渣面脫氧，形成白渣，控制白渣鹼度在3 ；
[0039]7)當鋼水溫度為1565°C時，取第一樣進行成分分析，按內控及目標成分要求調整鋼水的化學成分，調好成分後，吹氬量在10Nm3/min，嚴禁大氬量攪拌使鋼水裸露。
[0040]8)在精煉中後期，向每噸鋼水中加入1.2公斤鈦線，加入鈦線時的鋼水溫度在1590°C，每噸鋼水中加入鈦線的加入速度為28g/s ；
[0041]9)精煉結束前5分鐘，向每噸鋼水中加入0.35公斤S1-Ca線，攪拌3分鐘後澆鑄成型。
[0042]澆鑄成型的產品取樣分析後，鈦的收得率75%。
[0043]實施例3
[0044]提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其步驟如下:
[0045]I)對坯料採用高拉碳工藝進行轉爐冶煉，控制終點碳含量為0.08%，防止鋼水過氧化，控制鋼水中溶解氧w[0]為390Χ10-6%，以防止鋼水過氧化；
[0046]2)在轉爐冶煉末期，從轉爐底部吹氬攪拌鋼水，促進鋼、渣平衡；
[0047]3)在出鋼過程中採用擋渣出鋼出鋼過程中保持連續吹氬，出鋼溫度控制在1667°C，控制轉爐下渣量為20mm ;在出鋼的同時進行爐外合金化，隨鋼流向每噸鋼水中加入I公斤鋁塊脫氧，5公斤生石灰，0.7公斤螢石，控制碳含量為0.15% (含合金帶入的碳)，Mn、S1、Cr在標準中下限；
[0048]4)對合金化的鋼水進行吹氬，吹氬3分鐘後，測溫、取樣，根據出鋼的碳含量，向每噸鋼水中加入0.5公斤鋁線，再吹氬3分鐘，輸送鋼水至精煉爐；
[0049]5)根據步驟4)中吹氬後鋼水中的渣況，向每噸鋼水中加入0.4公斤生石灰、0.3公斤螢石，以調整熔渣，控制渣量在1.5% ;
[0050]6)在精煉爐中全程吹氬精煉，向每噸鋼水中加入1.5公斤鋁丸、2公斤SiC粉，使渣面脫氧，形成白渣，控制白渣鹼度在3.4 ;
[0051]7)當鋼水溫度為1558°C時，取第一樣進行成分分析，按內控及目標成分要求調整鋼水的化學成分，調好成分後，吹氬量在6Nm3/min，嚴禁大氬量攪拌使鋼水裸露。
[0052]8)在精煉中後期，向每噸鋼水中加入1.4公斤鈦線，加入鈦線時的鋼水溫度在1588°C，每噸鋼水中加入鈦線的加入速度為35g/s ；
[0053]9)精煉結束前5分鐘，向每噸鋼水中加入0.4公斤S1-Ca線，攪拌3分鐘後澆鑄成型。
[0054]澆鑄成型的產品取樣分析後，鈦的收得率78%。
【權利要求】
1.一種提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其步驟如下: 1)對坯料採用高拉碳工藝進行轉爐冶煉，控制終點碳含量大於0.08%，控制鋼水中溶解氧w [O]為300~400X 10_6%,以防止鋼水過氧化； 2)在轉爐冶煉末期，從轉爐底部吹氬攪拌鋼水，促進鋼、渣平衡； 3)在出鋼過程中採用擋渣出鋼出鋼過程中保持連續吹氬，出鋼溫度控制在1650~1670°C，控制轉爐下渣量1550°C時，取第一樣進行成分分析，按內控及目標成分要求調整鋼水的化學成分； 8)在精煉中後期，向每 噸鋼水中加入I~1.6公斤鈦線，加入鈦線時的鋼水溫度在1585 ~1600? ； 9)精煉結束前3~5分鐘，向每噸鋼水中加入0.3~0.6公斤S1-Ca線，攪拌2~5分鐘後澆鑄成型。
2.根據權利要求1所述的提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其特徵在於:所述步驟7)中調整鋼水的化學成分之後，吹氬量小於10Nm3/min，以避免使鋼水裸露。
3.根據權利要求1或2所述的提高20CrMnTi齒輪鋼冶煉中Ti收得率的方法，其特徵在於:所述步驟8)中向每噸鋼水中加入鈦線的加入速度為20~35g/s。
【文檔編號】C21C7/06GK104032091SQ201410218937
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】徐志東, 徐志, 朱啟銘, 範植金, 吳傑, 周新龍, 龍莉 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司