提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，该方法是通过在转炉降低吹氧量，降低钢液的整体含氧量，后期通过铝来降低钢水的氧化性，以及适合的碱度，从而达到提高钛收得率的目的。与现有技术相比，本法可以使钛的收得率由45％提高到75％以上，大大降低了钛合金成本，而且在提高Ti的同时，精确控制Ti使得钢保证了成分的稳定性，从而改善钢质，最终达到钢的综合性能的稳定性和一致性。
【专利说明】提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及齿轮钢的生产【技术领域】，具体地指一种提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法。
【背景技术】
[0002]齿轮钢是合金结构钢中一大分支，占合金结构钢总量的20%。其使用覆盖面较广，除轿车、货车、农用车和摩托车等车辆齿轮制造使用外，工程机械齿轮使用量也较大，目前我国齿轮钢的年需求量在50万t左右。齿轮钢用量很大，不仅要求其质量好和工作可靠性高，而且必须要价格低廉。20CrMnTi是一种良好的合金渗碳钢，主要用来制造承受较高应力和抗冲击载荷的重要机械零件，如电机主动齿轮、汽车万向节十字头等，是使用最大的一个齿轮钢种。并且由于该钢种的价格相对较低，该钢种的主导地位在近年仍难以动摇。稳定且良好的Ti元素收得率不仅在工艺上能保证成分的稳定性，从而改善钢的淬透性，最终提高钢的综合性能的稳定性和一致性；而且可以降低成本，增强钢材的市场竞争力。因此，提高Ti的收得率 至关重要。
[0003]经检索，中国专利CN200910187786.1，一种管线焊丝钢的夹杂物控制方法介绍一种Ti的收得率，收得率在45%，其缺点是收得率低，冶炼成本高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有齿轮钢的生产技术中Ti收得率不高的缺陷，提供一种提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明所设计的提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其步骤如下:
[0006]I)对坯料采用高拉碳工艺进行转炉冶炼，控制终点碳含量大于0.08%，控制钢水中溶解氧w[0]为300~400Χ10-6%,以防止钢水过氧化；
[0007]2)在转炉冶炼末期，从转炉底部吹氩搅拌钢水，促进钢、渣平衡；
[0008]3)在出钢过程中采用挡渣出钢出钢过程中保持连续吹氩，出钢温度控制在1650~1670°C，控制转炉下渣量≤50mm ;在出钢的同时进行炉外合金化，随钢流向每吨钢水中加入0.8~I公斤铝块脱氧，5~6公斤生石灰，0.7~I公斤萤石，控制碳含量为
0.15~0.20%，Mn、S1、Cr在标准中下限；
[0009]4)对合金化的钢水进行吹氩，吹氩3分钟后，测温、取样，根据出钢的碳含量，向每吨钢水中加入0.3~0.5公斤铝线，再吹氩3分钟；
[0010]5)根据步骤4)中吹氩后钢水中的渣况，向每吨钢水中加入0.2~0.4公斤生石灰、0.1~0.3公斤萤石，以调整熔渣，控制渣量在1.5~2.0%，输送钢水至精炼炉；
[0011]6)在精炼炉中全程吹氩精炼，向每吨钢水中加入1.2~2公斤铝丸、I~2公斤SiC粉，使渣面脱氧，形成白渣，控制白渣碱度在3~4 ;
[0012]7)当钢水温度≥ 1550°C时，取第一样进行成分分析，按内控及目标成分要求调整钢水的化学成分；
[0013]8)在精炼中后期，向每吨钢水中加入I~1.6公斤钛线，加入钛线时的钢水温度在1585 ~1600? ；
[0014]9)精炼结束前3~5分钟，向每吨钢水中加入0.3~0.6公斤S1-Ca线，搅拌2~5分钟后烧铸成型。
[0015]优选地，所述步骤7)中调整钢水的化学成分之后，吹氩量小于10Nm3/min，以避免使钢水裸露。
[0016]优选地，所述步骤8)中向每吨钢水中加入钛线的加入速度为20~35g/s。
[0017]本发明的有益效果:本发明提供了一种提高Ti的收得率方法，该方法是通过在转炉降低吹氧量，降低钢液的整体含氧量，后期通过铝来降低钢水的氧化性，以及适合的碱度，从而达到提高钛收得率的目的。与现有技术相比，本法可以使钛的收得率由45%提高到75%以上，大大降低了钛合金成本，而且在提高Ti的同时，精确控制Ti使得钢保证了成分的稳定性，从而改善钢质，最终达到钢的综合性能的稳定性和一致性。
【具体实施方式】
[0018]以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0019]实施例1 [0020]提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其步骤如下:
[0021]I)对坯料采用高拉碳工艺进行转炉冶炼，控制终点碳含量为0.08%，防止钢水过氧化，控制钢水中溶解氧w[0]为400X10_6%，以防止钢水过氧化；
[0022]2)在转炉冶炼末期，从转炉底部吹氩搅拌钢水，促进钢、渣平衡；
[0023]3)在出钢过程中采用挡渣出钢出钢过程中保持连续吹氩，出钢温度控制在1670°C，控制转炉下渣量为50mm ;在出钢的同时进行炉外合金化，随钢流向每吨钢水中加入I公斤铝块脱氧，6公斤生石灰，I公斤萤石，控制碳含量为0.18% (含合金带入的碳)，Mn、S1、Cr在标准中下限；
[0024]4)对合金化的钢水进行吹氩，吹氩3分钟后，测温、取样，根据出钢的碳含量，向每吨钢水中加入0.3公斤铝线，再吹氩3分钟，输送钢水至精炼炉；
[0025]5)根据步骤4)中吹氩后钢水中的渣况，向每吨钢水中加入0.2公斤生石灰、0.2公斤萤石，以调整熔渣，控制渣量在2.0% ;
[0026]6)在精炼炉中全程吹氩精炼，向每吨钢水中加入1.5公斤铝丸、1.5公斤SiC粉，使渣面脱氧，形成白渣，控制白渣碱度在3.7 ；
[0027]7)当钢水温度为1550°C时，取第一样进行成分分析，按内控及目标成分要求调整钢水的化学成分，调好成分后，吹氩量在9Nm3/min，严禁大氩量搅拌使钢水裸露。
[0028]8)在精炼中后期，向每吨钢水中加入1.6公斤钛线，加入钛线时的钢水温度在1600°C，每吨钢水中加入钛线的加入速度为20g/s ；
[0029]9)精炼结束前5分钟，向每吨钢水中加入0.6公斤S1-Ca线，搅拌3分钟后浇铸成型。
[0030]浇铸成型的产品取样分析后，钛的收得率81.5%。
[0031]实施例2[0032]提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其步骤如下:
[0033]1)对坯料采用高拉碳工艺进行转炉冶炼，控制终点碳含量为0.09%，防止钢水过氧化，控制钢水中溶解氧w[0]为345X10_6%，以防止钢水过氧化；
[0034]2)在转炉冶炼末期，从转炉底部吹氩搅拌钢水，促进钢、渣平衡；
[0035]3)在出钢过程中采用挡渣出钢出钢过程中保持连续吹氩，出钢温度控制在1667°C，控制转炉下渣量为40mm ;在出钢的同时进行炉外合金化，随钢流向每吨钢水中加入0.92公斤铝块脱氧，5.8公斤生石灰，0.9公斤萤石，控制碳含量为0.17% (含合金带入的碳)，Mn、S1、Cr在标准中下限；
[0036]4)对合金化的钢水进行吹氩，吹氩3分钟后，测温、取样，根据出钢的碳含量，向每吨钢水中加入0.35公斤铝线，再吹氩3分钟，输送钢水至精炼炉；
[0037]5)根据步骤4)中吹氩后钢水中的渣况，向每吨钢水中加入0.3公斤生石灰、0.2公斤萤石，以调整熔渣，控制渣量在1.8% ;
[0038]6)在精炼炉中全程吹氩精炼，向每吨钢水中加入1.8公斤铝丸、1.6公斤SiC粉，使渣面脱氧，形成白渣，控制白渣碱度在3 ；
[0039]7)当钢水温度为1565°C时，取第一样进行成分分析，按内控及目标成分要求调整钢水的化学成分，调好成分后，吹氩量在10Nm3/min，严禁大氩量搅拌使钢水裸露。
[0040]8)在精炼中后期，向每吨钢水中加入1.2公斤钛线，加入钛线时的钢水温度在1590°C，每吨钢水中加入钛线的加入速度为28g/s ；
[0041]9)精炼结束前5分钟，向每吨钢水中加入0.35公斤S1-Ca线，搅拌3分钟后浇铸成型。
[0042]浇铸成型的产品取样分析后，钛的收得率75%。
[0043]实施例3
[0044]提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其步骤如下:
[0045]I)对坯料采用高拉碳工艺进行转炉冶炼，控制终点碳含量为0.08%，防止钢水过氧化，控制钢水中溶解氧w[0]为390Χ10-6%，以防止钢水过氧化；
[0046]2)在转炉冶炼末期，从转炉底部吹氩搅拌钢水，促进钢、渣平衡；
[0047]3)在出钢过程中采用挡渣出钢出钢过程中保持连续吹氩，出钢温度控制在1667°C，控制转炉下渣量为20mm ;在出钢的同时进行炉外合金化，随钢流向每吨钢水中加入I公斤铝块脱氧，5公斤生石灰，0.7公斤萤石，控制碳含量为0.15% (含合金带入的碳)，Mn、S1、Cr在标准中下限；
[0048]4)对合金化的钢水进行吹氩，吹氩3分钟后，测温、取样，根据出钢的碳含量，向每吨钢水中加入0.5公斤铝线，再吹氩3分钟，输送钢水至精炼炉；
[0049]5)根据步骤4)中吹氩后钢水中的渣况，向每吨钢水中加入0.4公斤生石灰、0.3公斤萤石，以调整熔渣，控制渣量在1.5% ;
[0050]6)在精炼炉中全程吹氩精炼，向每吨钢水中加入1.5公斤铝丸、2公斤SiC粉，使渣面脱氧，形成白渣，控制白渣碱度在3.4 ;
[0051]7)当钢水温度为1558°C时，取第一样进行成分分析，按内控及目标成分要求调整钢水的化学成分，调好成分后，吹氩量在6Nm3/min，严禁大氩量搅拌使钢水裸露。
[0052]8)在精炼中后期，向每吨钢水中加入1.4公斤钛线，加入钛线时的钢水温度在1588°C，每吨钢水中加入钛线的加入速度为35g/s ；
[0053]9)精炼结束前5分钟，向每吨钢水中加入0.4公斤S1-Ca线，搅拌3分钟后浇铸成型。
[0054]浇铸成型的产品取样分析后，钛的收得率78%。
【权利要求】
1.一种提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其步骤如下: 1)对坯料采用高拉碳工艺进行转炉冶炼，控制终点碳含量大于0.08%，控制钢水中溶解氧w [O]为300~400X 10_6%,以防止钢水过氧化； 2)在转炉冶炼末期，从转炉底部吹氩搅拌钢水，促进钢、渣平衡； 3)在出钢过程中采用挡渣出钢出钢过程中保持连续吹氩，出钢温度控制在1650~1670°C，控制转炉下渣量< 50mm ;在出钢的同时进行炉外合金化，随钢流向每吨钢水中加入0.8~I公斤铝块脱氧，生石灰5~6公斤，萤石0.7~I公斤，控制碳含量为0.15~0.20%，Mn、S1、Cr在标准中下限； 4)对合金化的钢水进行吹氩，吹氩3~5分钟后，测温、取样，根据出钢的碳含量，向每吨钢水中加入铝线0.3~0.5公斤，再吹氩3~5分钟，输送钢水至精炼炉； 5)根据步骤4)中吹氩后钢水中的渣况，向每吨钢水中加入0.2~0.4公斤生石灰、0.1~0.3公斤萤石，以调整熔渣，控制渣量在1.5~2.0% ; 6)在精炼炉中全程吹氩精炼，向每吨钢水中加入1.2~2公斤铝丸、I~2公斤SiC粉，使渣面脱氧，形成白渣，控制白渣碱度在3~4 ; 7)当钢水温度>1550°C时，取第一样进行成分分析，按内控及目标成分要求调整钢水的化学成分； 8)在精炼中后期，向每 吨钢水中加入I~1.6公斤钛线，加入钛线时的钢水温度在1585 ~1600? ； 9)精炼结束前3~5分钟，向每吨钢水中加入0.3~0.6公斤S1-Ca线，搅拌2~5分钟后浇铸成型。
2.根据权利要求1所述的提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其特征在于:所述步骤7)中调整钢水的化学成分之后，吹氩量小于10Nm3/min，以避免使钢水裸露。
3.根据权利要求1或2所述的提高20CrMnTi齿轮钢冶炼中Ti收得率的方法，其特征在于:所述步骤8)中向每吨钢水中加入钛线的加入速度为20~35g/s。
【文档编号】C21C7/06GK104032091SQ201410218937
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】徐志东, 徐志, 朱启铭, 范植金, 吴杰, 周新龙, 龙莉 申请人:武汉钢铁(集团)公司