轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼試制易切削齒輪鋼

《轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼試制易切削齒輪鋼》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、齒輪鋼廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)產(chǎn)業(yè)，由于合金含量較大，鋼種硬度較高，給齒輪的生產(chǎn)加工帶來(lái)一定困難。鋼中硫含量增加能明顯改善鋼的易切削性能，因此，下游用戶(hù)對(duì)齒輪用鋼提出了硫含量要求。如何在較高硫含量下保證總氧含量和夾雜物的控制、鋼水可澆性、鑄坯均質(zhì)性是冶煉中的重點(diǎn)。1冶煉工藝難點(diǎn)分析用戶(hù)要求的含硫易切削齒輪鋼20CrMnTiH（FQ）的化學(xué)成分和實(shí)際生產(chǎn)中成品成分控制情況見(jiàn)表1。實(shí)際生產(chǎn)中，碳含量、硅含量、錳含量、鈦含量均按中限控制。由于鋁能細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度，冶煉過(guò)程酸溶鋁含量按0.010%-0.030%控制；鉻同樣也可以細(xì)化晶

2、粒并提高鋼的強(qiáng)度和硬度，冶煉過(guò)程中鉻元素按用戶(hù)要求的中上限控制，硫含量按0.018%-0.025%控制，磷含量按≤0.010%控制。表120CrMnTiH（FQ）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）項(xiàng)目CSiMnCrPSTiAls用戶(hù)要求0.17-0.230.17-0.370.80-1.101.00-1.35≤0.0300.015-0.0300.04-0.10實(shí)際成分0.18-0.220.23-0.280.90-1.001.15-1.25≤0.0100.018-0.0250.05-0.070.010-0.030分析20CrMnTiH（FQ）鋼種

3、特點(diǎn)及質(zhì)量要求，認(rèn)為冶煉過(guò)程的主要難點(diǎn)有以下四個(gè)方面：（1）保硫去氧該鋼種要求總氧含量T[O]）≤20×10-6，各類(lèi)夾雜物的要求也較高，精煉需進(jìn)行白渣工藝保證鋼水純凈度，這就與鋼中硫控制相矛盾，特別是半鋼煉鋼條件下要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的難度較大。（2）高硫含量下A類(lèi)（硫化物）夾雜的控制硫含量為0.015%-0.030%范圍時(shí)，用戶(hù)一般要求A類(lèi)夾雜物不超過(guò)2.5級(jí)。（3）鋼水可澆性當(dāng)鋼水中酸溶鋁含量為0-0.03%時(shí)，使Al2O3變性為液態(tài)所需要鈣的范圍為（5-57）×10-6，對(duì)含硫鋼水直接進(jìn)行鈣處理不但起不到預(yù)期的效果，反而會(huì)造成連

4、鑄水口堵塞。（4）鑄坯質(zhì)量控制該鋼種合金含量和硫含量較高，凝固過(guò)程易發(fā)生宏觀偏析，影響鋼的均質(zhì)化，不利于其淬透性和帶狀組織的控制。另外，鉻及鈦均影響鋼水的流動(dòng)性，硫高易在晶界析出低熔點(diǎn)的FeS發(fā)生晶界脆性而產(chǎn)生裂紋，因此對(duì)結(jié)晶器保護(hù)渣和二冷制度有較高要求。2冶煉過(guò)程控制冶煉工藝路線(xiàn)：鐵水預(yù)處理→120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐提釩→120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼→出鋼渣洗預(yù)精煉→LF爐精煉→鈣處理→RH真空處理（加入含硫合金）→鈣處理→200mm×200mm方坯連鑄→產(chǎn)品成材加工。針對(duì)易切削齒輪鋼在冶煉過(guò)程中的難點(diǎn)和攀鋼釩提釩煉鋼廠(chǎng)工藝及裝備等條件

5、，各工序采取的措施如下。2.1轉(zhuǎn)爐冶煉考慮該鋼要求總氧含量≤20×10-6，因此應(yīng)控制轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水氧化性。半鋼與鐵水比較，其碳含量低，硅、錳元素均為痕跡，轉(zhuǎn)爐冶煉熱源相對(duì)不足，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水氧活度和鋼渣氧化性更高，波動(dòng)更大。試驗(yàn)表明，半鋼轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)[C]≤0.05%時(shí)，即使[C]含量略有下降，鋼液氧活度含量也大幅度上升，若能將冶煉終點(diǎn)[C]控制在≥0.05%，鋼中的氧活度a[O]在800×10-6以?xún)?nèi)。此外，轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程應(yīng)加入發(fā)熱劑，在適當(dāng)提高出鋼溫度的同時(shí)避免深吹，同時(shí)降低鋼水氧活度。實(shí)際轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水成分控制為：碳含量0.0

6、5%-0.10%，對(duì)應(yīng)氧活度a[O]為300×10-6-600×10-6，硫含量0.030%-0.050%、磷含量≤0.008%，終點(diǎn)鋼水溫度≥1660℃。出鋼前爐內(nèi)稠渣，出鋼時(shí)做好擋渣，減少下渣量。采用鋁鐵脫氧，出完鋼后定氧并喂入鋁線(xiàn)，使鋼水中酸溶鋁Als含量達(dá)0.04%以上。為保證合金熔化和脫氧效果，出鋼過(guò)程全程吹氬，并按鋼種成分的中限加入Si、Mn、Cr、Ti的合金。合金化后向鋼包加入活性石灰和螢石進(jìn)行渣洗初步造渣、爐后小平臺(tái)吹氬前強(qiáng)后弱進(jìn)行預(yù)精煉，為后續(xù)精煉打好基礎(chǔ)。2.2LF+RH精煉由于本鋼種對(duì)總氧含量及夾雜物有較高要

7、求，同時(shí)達(dá)到脫氧去除夾雜物的目的，根據(jù)進(jìn)站鋼水硫含量情況在LF工序加入渣料和鋁質(zhì)還原劑，迅速造較高堿度渣精煉，并保持10min以上的白渣精煉時(shí)間。另外，為了減少加熱處理過(guò)程的脫硫量，在保證加熱升溫效果的前提下控制吹氬流量，盡量避免因吹氬過(guò)大促進(jìn)渣—鋼反應(yīng)而脫硫。LF出站前鋼水中Als含量（指酸溶鋁，下同）控制在0.030%以上。要求真空處理（真空度≤300Pa）時(shí)間≥10min，加完后的均勻化時(shí)間應(yīng)≥5min。LF精煉前后鋼中硫含量變化見(jiàn)表2。LF精煉過(guò)程脫硫現(xiàn)象明顯。考慮到后續(xù)還會(huì)脫硫，很多爐次在RH處理后期需根據(jù)RH進(jìn)站鋼水硫

8、含量補(bǔ)加硫鐵合金，硫鐵成分見(jiàn)表3，硫元素的平均收得率為95.3%。鋼中硫含量高時(shí)，鈣處理對(duì)Al2O3的變性效果較差，因此采用了分段式鈣處理工藝，即LF及RH處理結(jié)束均進(jìn)行鈣處理。LF精煉結(jié)束進(jìn)行鈣處理主要對(duì)Al2O3及其高熔點(diǎn)復(fù)合物變性，并實(shí)施小氣