含硫低氧齒輪鋼的冶煉方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種含硫低氧齒輪鋼的冶煉方法，包括以下步驟：1）鋼水經(jīng)初煉爐冶煉并進(jìn)行合金化后，在鋼包精煉爐中升溫并加入高堿度精煉渣進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，2）擴(kuò)散脫氧后的鋼水在真空條件下深脫氧；3）深脫氧后的鋼水轉(zhuǎn)入鋼包精煉爐并加入低堿度精煉渣精煉3~5分鐘后，向鋼水中喂S包芯線和Si-Ca包芯線并進(jìn)行軟吹。采用本發(fā)明專利技術(shù)的工藝步驟和條件，可以使使高端淬透性齒輪鋼中的氧含量降低到10×10-6以下，鋼中硫含量精確控制在0.030-0.040%，達(dá)到提高齒輪疲勞壽命和改善切削加工能力的目的。本發(fā)明專利技術(shù)還具有工藝線路簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，能源消耗少，可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于冶金制造
，具體涉及一種。
技術(shù)介紹
氧含量對(duì)齒輪的疲勞壽命具有很大的影響，日本對(duì)Cr、Cr-Mo, Cr-N1-Mo滲碳合金鋼的氧含量和疲勞壽命之間的關(guān)系曾做過(guò)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)氧含量從25X 10_6降到IOX 10_6以下時(shí)，其疲勞壽命可以數(shù)倍的增加，中國(guó)對(duì)SCM420H、20MnCr5等引進(jìn)鋼種也進(jìn)行過(guò)脫氣和不脫氣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證實(shí)脫氣齒輪鋼疲勞壽命可提高50%以上。由于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家擁有先進(jìn)的技術(shù)裝備和工藝技術(shù)，其齒輪鋼的氧含量普遍較低，平均在(10 15) X10—6。中國(guó)電爐單煉的20CrMnTi氧含量水平約(30 40) X 1θΛ電爐+LF精煉爐生產(chǎn)的齒輪鋼氧含量約25Χ 10_6，經(jīng)VD爐真空處理后可達(dá)到20Χ 10_6以下。為了適應(yīng)齒輪鋼的新要求，各鋼廠經(jīng)技術(shù)改造，生產(chǎn)的齒輪鋼純凈度也達(dá)到較高水平，大大縮短了與國(guó)際水平的差距。目前齒輪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已將汽車用齒輪鋼的氧含量規(guī)定為≤ 20 X IO-6,而很多采用LF爐+VD爐或LF爐+RH爐精煉處理的特殊鋼廠家，已可以將齒輪鋼的氧含量控制在15Χ10—6以下。鋼中的硫化物對(duì)齒輪鋼的疲勞壽命影響不大，并且隨著易切削齒輪的發(fā)展，鋼中對(duì)硫含量的上、下限都提出了要求，硫含量范圍越窄，越有利于控制硫化物的形態(tài)和分布。因此，齒輪鋼的發(fā)展對(duì)鋼中硫化物的數(shù)量、形態(tài)及分布提出了更高的要求。申請(qǐng)?zhí)枮?01010523392.1的中國(guó)專利技術(shù)專利公開(kāi)了一種冶煉易切削齒輪鋼的方法，該方法包括:在轉(zhuǎn)爐中對(duì)鐵水進(jìn)行初煉，鋼渣堿度保持3 4 ;將初煉后的鋼水出鋼到鋼包中，在出鋼至2(Γ30%過(guò)程中向鋼包中加入鋁鐵脫氧劑，在出鋼至4(Γ60%過(guò)程中向鋼包中加入第一批精煉渣，使得出鋼后的鋼水中的S含量達(dá)到0.05、.08%;對(duì)鋼包進(jìn)行LF爐鋼包精煉，在LF爐鋼包精煉過(guò)程中加入第二批精煉渣和脫氧鋁粒，使得LF爐精煉后的鋼水中的S含量達(dá)到0.02、.025%，第一批精煉渣和第二批精煉渣成分相同，成分的質(zhì)量百分比為:CaO 70^80%, Al2O3 2 8%，MgO 0^5%, SiO2 0^3%,Na2O 3^5%, CaF2 8 14%，R ≥ 4.5，鋼包從LF出站前喂入合0.6^0.9kg/噸鋼水的S1-Ca線；對(duì)LF爐鋼包精煉后的鋼水進(jìn)行RH真空精煉，吹氬時(shí)間5 15min，強(qiáng)度0.8^1.5NL/噸鋼水分鐘。此方法的缺點(diǎn)是精煉渣堿度高，不利于提高鋼水中S的收得率。申請(qǐng)?zhí)枮?00810014875.1的中國(guó)專利技術(shù)專利公開(kāi)了一種Cr-Mn-Ti齒輪鋼的生產(chǎn)方法。其特征是采用電爐或轉(zhuǎn)爐初煉-LF爐精煉-真空處理-連鑄-軋制生產(chǎn)工藝，在精煉爐降低鋼液中、和夾雜物含量，在真空爐內(nèi)對(duì)鋼液進(jìn)行真空處理，真空度小于140Pa，真空時(shí)間為15 30min，然后進(jìn)行保護(hù)澆鑄和軋制。其缺點(diǎn)是本方法生產(chǎn)的齒輪鋼中硫含量小于0.010%，不利于齒輪鋼的切削加工和加工精度。申請(qǐng)?zhí)枮?00910146792.2的中國(guó)專利技術(shù)專利公開(kāi)了一種齒輪鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括將提釩后的半鋼加到轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行冶煉，將冶煉得到的鋼水加到鋼包中，之后在精煉渣和脫氧劑存在下進(jìn)行鋼包爐精煉，然后進(jìn)行真空處理和鋼坯連鑄，此生產(chǎn)方法可以獲得總氧含量為ll"!5ppm的齒輪鋼。以上提供的齒輪鋼的生產(chǎn)方法均不利于低氧(彡0.0010%)含硫(0.030 0.040%)高端齒輪鋼成分的精確控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有齒輪鋼生產(chǎn)技術(shù)的不足，提供一種不僅能降低齒輪鋼中的氧含量，還能精確控制硫含量的齒輪鋼冶煉方法。上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種，包括以下步驟:I)鋼水經(jīng)初煉爐冶煉并進(jìn)行合金化后，在鋼包精煉爐中以4 6°C /分鐘的速度升溫，升溫過(guò)程中向鋼水中加入高堿度精煉渣，溫度達(dá)到159(Tl600°C后擴(kuò)散脫氧25 30分鐘，所述高堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為:CaO 55^60%, SiO2 15^20%, Al2O310^15%, MgO 2 5%，MnO 2^5%, CaF2 3 8%，余量為雜質(zhì)；2)擴(kuò)散脫氧后的鋼水在真空條件下深脫氧；3)深脫氧后的鋼水轉(zhuǎn)入鋼包精煉爐并加入低堿度精煉渣，在159(Tl60(rC條件下精煉3飛分鐘后，按每噸鋼水喂0.35、.45kg的比例向鋼水中喂S包芯線，喂完S包芯線8 12分鐘后繼續(xù)向鋼水中喂S1-Ca包芯線并進(jìn)行軟吹，所述低堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為:CaO 35 40%，SiO2 35 40%，Al2O3 10^15%, MgO 2^5%, MnO 2^5%, CaF23 8%，余量為雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述高堿度精煉渣的堿度為4.5 7，所述低堿度精煉渣的堿度< 2.5。優(yōu)選地，步驟2)中，所述的真空條件是壓強(qiáng)為6.5^7Pa的大氣壓，所述深脫氧的時(shí)間是12 15分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟2)中，所述的真空條件是壓強(qiáng)為6.SPa的大氣壓。優(yōu)選地，步驟3)中，按每噸鋼水喂0.5^1kg的比例向鋼水中喂S1-Ca包芯線。在齒輪鋼的冶煉過(guò)程中，高堿度精煉渣和真空處理有利于鋼中氧含量迅速降低，得到高潔凈度的鋼液，但在降低氧含量的同時(shí)，硫含量也同時(shí)降低，不利于鋼中硫含量的穩(wěn)定；另外，低堿度精煉渣雖然能穩(wěn)定鋼中硫含量，但不利于脫氧，因此，在生產(chǎn)低氧含硫齒輪鋼時(shí)，出現(xiàn)了低氧含量而鋼中硫含量不穩(wěn)定或鋼中硫含量穩(wěn)定但氧含量偏高的矛盾。本專利技術(shù)有效地解決了上述矛盾，通過(guò)采用本專利技術(shù)的工藝步驟和條件，可以使使高端淬透性齒輪鋼中的氧含量降低到10X10_6以下，鋼中硫含量精確控制在0.03、.04%，達(dá)到提高齒輪疲勞壽命和改善切削加工能力的目的。同時(shí)本專利技術(shù)還具有工藝線路簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，能源消耗少，可操作性強(qiáng)，易于控制等特點(diǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1一種，包括以下步驟:I)鋼水在LF 精煉爐中升溫和預(yù)脫氧:鋼水經(jīng)初煉爐冶煉并進(jìn)行合金化后，在鋼包精煉爐(LF精煉爐)中以4°C /min的速度升溫，升溫過(guò)程中向鋼水中加入高堿度精煉渣，當(dāng)溫度達(dá)到159(Tl600°C后擴(kuò)散脫氧25分鐘，然后將鋼水吊至VD真空脫氣爐工位。所述高堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為:CaO 60%，SiO2 15%, Al2O310%, MgO 5%, MnO 2%, CaF2 8% ;堿度為 4.5。2)深脫氧:在VD真空脫氣爐中進(jìn)行深脫氧，抽真空時(shí)間為6分鐘(使大氣壓達(dá)到6.8Pa)，保壓時(shí)間為12分鐘。3)鋼水在LF精煉爐中調(diào)整成分:鋼水經(jīng)真空深脫氧后再次回到LF精煉爐中進(jìn)行成分調(diào)整，先向鋼水中加入低堿度精煉渣，在159(Tl600°C條件下精煉3分鐘后，按每噸鋼水喂0.35kg的比例向鋼水中喂S包芯線，使鋼中S的重量含量達(dá)到0.03、.04%,喂完S包芯線8分鐘后按每噸鋼水喂Ikg的比例繼續(xù)向鋼水中喂S1-Ca包芯線并進(jìn)行軟吹。所述低堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為:CaO 35%, SiO2 40 %, Al2O315%, MgO 2%, MnO 2%, CaF2 3%，余量為雜質(zhì)；堿度為 2.5。實(shí)施例2一種，包括以下步驟:I)鋼水在LF精煉爐中升溫和預(yù)脫氧:鋼水經(jīng)初煉爐冶煉并進(jìn)行合金化后，在鋼包精煉爐(LF精煉爐)中以6°C /min的速度升溫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種含硫低氧齒輪鋼的冶煉方法，其特征在于包括以下步驟：1）鋼水經(jīng)初煉爐冶煉并進(jìn)行合金化后，在鋼包精煉爐中以4~6℃/分鐘的速度升溫，升溫過(guò)程中向鋼水中加入高堿度精煉渣，當(dāng)溫度達(dá)到1590~1600℃后擴(kuò)散脫氧25~30分鐘，所述高堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為：CaO?55~60％，SiO2?15~20％，Al2O3?10~15％，MgO?2~5％，MnO?2~5％，CaF2?3~8％，余量為雜質(zhì)；2）擴(kuò)散脫氧后的鋼水在真空條件下深脫氧；3）深脫氧后的鋼水轉(zhuǎn)入鋼包精煉爐并加入低堿度精煉渣，在1590~1600℃條件下精煉3~5分鐘后，按每噸鋼水喂0.35~0.45kg的比例向鋼水中喂S包芯線，喂完S包芯線8~12分鐘后繼續(xù)向鋼水中喂Si?Ca包芯線并進(jìn)行軟吹，所述低堿度精煉渣中各成分的重量百分配比為：CaO?35~40％，SiO2?35~40％，Al2O3?10~15％，MgO?2~5％，MnO?2~5％，CaF2?3~8％，余量為雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張賢忠，韋澤宏，熊玉彰，陳子宏，陳慶豐，張青山，汪晛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢鋼鐵集團(tuán)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：