一种合金结构钢42CrMo板坯及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于转炉冶金领域，特别提供一种合金结构钢42CrMo板坯及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 42CrMo合金结构钢主要用于制作机车牵引用大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、发动 机汽缸，石油深井钻杆接头及打捞工具等各种机械的重要部件，要求其具有很高的力学性 能，诸如良好的锻造、冲压和切削加工性能，同时还要有承受使用条件下的拉、压、剪、扭、弯 及锻等各种载荷的综合作用的能力。因此，在冶金质量方面对钢的化学成分、内部和表面的 质量都提出了非常严格的要求。
[0003] 42CrMo钢种属于合金钢中的Cr-Mo钢系列，GBT3077-1999合金结构钢标准明确了 42CrMo钢的化学成分及力学性能，该标准适用于直径和厚度不大于250mm的合金结构钢棒 材。据资料：新兴铸管有限公司采用转炉一精炼一方坯连铸生产过截面300mmX 300mm的方 坯。广东韶关钢铁有限公司采用转炉+KR脱硫炉冶炼一LF精炼一RH精炼一连铸工艺，完 成了截面320mmX425mm的42CrMo钢种开发及批量生产。但42CrMo钢大截面板坯的生产 研制未见报道。但市场对大截面板坯有一定需求量，天津钢铁有限公司2013年开展了截面 尺寸为180mmX 1600mm合金结构钢42CrMo板坯的研制开发工作。考虑到产品开发的经济 性，同时考虑到42CrMo性能要求，参照GBT3077-1999合金结构钢标准，我们设计了一种新 化学成分的钢种用于生产42CrMo合金结构钢。形成高炉炼铁一顶底复吹转炉一LF钢包精 炼炉一VD真空脱气一板坯连铸的生产优质板坯的生产线。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大截面的合金结构钢 42CrMo板坯及其生产方法。
[0005] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0006] -种合金结构钢42CrMo板坯，该板坯的化学成分及含量如下：C = 0. 41~ 0. 43%、Si = 0. 23 ~0. 27%、Mn = 0. 58 ~0. 62%、S 彡 0. 010%、P 彡 0. 015%、Cr = 0. 92 ~ 0? 98%、Mo = 0? 17 ~0? 19%、Cu:彡 0? 20%、Ni 彡 0? 30% ;截面尺寸为 180mmX1600mm。 [0007] 一种合金结构钢42CrM〇板坯生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008] (1)原料：入炉铁水：S 彡 0? 030%、P 彡 0? 120%、Si 彡 0? 85%;
[0009] (2)转炉冶炼：采用顶底复吹转炉实现钢水的初炼，转炉出钢过程中采取挡渣出 钢，控制下渣量〇~40mm，防止回磷；出钢过程中向钢包内加入合成渣料进行渣洗，同时进 行钢包顶渣的改质，进一步脱硫去夹杂；采取高拉碳操作，采用高拉碳工艺，减少炉后增碳， 出钢条件：C彡0? 10%，P彡0? 008%;温度=1650~1680°C;
[0010] (3)LF精炼：钢水进站后吹氩，并根据钢水情况补充部分渣料，选择适当的电压、 电流快速化渣，化好渣后，进行测温、取样；分期分批加入精炼渣料和还原剂，采用A1粉、 电石、碳化硅扩散脱氧，白渣精炼时间多20分钟，白渣形成后取钢水样做全分析，调整成分 目标值：c = 0? 41 ~0? 43 %、Si = 0? 23 ~0? 27 %、Mn = 0? 58 ~0? 62 %、S 彡 0? 010 %、 P 彡 0? 015%、Cr = 0? 92 ~0? 98%、Mo = 0? 17 ~0? 19%、Cu 彡 0? 20%、Ni 彡 0? 30%，钢 水出站温度：第一炉1560+45°C，连浇炉1550+45°C ;
[0011] (4) VD精炼工序：钢水真空处理要求在真空度彡67Pa时保持彡15分钟，同时采用 0. 15~0. 20MPa弱吹氩搅拌，破空后喂140~150m〇13mmCaSi丝，喂后弱吹氩彡10分钟， 软吹氩结束到连铸开浇间隔多8分钟，以保证钢水出站氢含量为< 2. 5ppm ;出站温度控制： 第一炉 1560±5°C，连浇炉 1550±5°C ;
[0012] (5)连铸：截面：180mmX 1600mm板坯连铸机，重点控制以下几个方面：
[0013] a.浇铸方式：全程保护浇铸，使用铝碳套管，高碳钢专用保护渣；
[0014] b.米用如表1所不的一级水表控制板还铸机二冷各区水量分布；
[0015] 表1二冷水量分布
【主权项】
1. 一种合金结构钢42CrMo大截面板坯，其特征在于，该板坯的化学成分及含量如下：C =0. 41~0. 43%、Si = 0. 23~0. 27%、Mn = 0. 58~0. 62%、S彡0. 010%、P彡0. 015%、 Cr = 0? 92~0? 98 %、Mo = 0? 17~0? 19 %、Cu彡0? 20 %、Ni彡0? 30 %;截面尺寸为 180mmX 1600mm〇
2. -种合金结构钢42CrMo大截面板坯生产方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 原料：入炉铁水：S彡 0? 030%、P彡 0? 120%、Si彡 0? 85% ; (2) 转炉冶炼：采用顶底复吹转炉实现钢水的初炼，转炉出钢过程中采取挡渣出钢，控 制下澄量0~40mm，防止回磷；出钢过程中向钢包内加入合成澄料进行澄洗，同时进行钢包 顶渣的改质，进一步脱硫去夹杂；采取高拉碳操作，采用高拉碳工艺，减少炉后增碳，出钢条 件：C彡 0? 10%，P彡 0? 008% ;温度=1650 ~168CTC; (3) LF精炼：钢水进站后吹氩，并根据钢水情况补充部分渣料，选择适当的电压、电 流快速化渣，化好渣后，进行测温、取样；分期分批加入精炼渣料和还原剂，采用A1粉、电 石、碳化硅扩散脱氧，白渣精炼时间多20分钟，白渣形成后取钢水样做全分析，调整成分 目标值：C= 0? 41 ~0? 43%、Si= 0? 23 ~0? 27%、Mn= 0? 58 ~0? 62%、S彡 0? 010 %、 P彡 0? 015%、Cr= 0? 92 ~0? 98%、Mo= 0? 17 ~0? 19%、Cu彡 0? 20%、Ni彡 0? 30%，钢 水出站温度：第一炉1560+45°C，连浇炉1550+45°C; (4)VD精炼工序：钢水真空处理要求在真空度< 67Pa时保持彡15分钟，同时采用 0. 15~0. 20MPa弱吹氩搅拌，破空后喂140~150m〇13mmCaSi丝，喂后弱吹氩彡10分钟， 软吹氩结束到连铸开浇间隔多8分钟，以保证钢水出站氢含量为< 2. 5ppm;出站温度控制： 第一炉 1560±5°C，连浇炉 1550±5°C; (5) 连铸：截面：180_X1600mm板坯连铸机，重点控制以下几个方面： a. 浇铸方式：全程保护浇铸，使用铝碳套管，高碳钢专用保护渣； b. 米用如表1所不的一级水表控制板还铸机二冷各区水量分布； 表1二冷水量分布
以达到控制铸坯内部质量； C.钢水过热度控制在15°C以内，稳定拉速为1. 2~1. 5m/min，目标值：1. 3m/min; d. 结晶器液位波动控制在±3mm以内，结晶器振动采用非正弦，其振动曲线的非正弦 系数：〇. 55 ;
e. 采用动态轻压下技术，轻压下区间为：fs= 0. 45~0. 95,轻压下的分配系数见表2 : 表2轻压下分配系数 压下量：3. 8mm〇
【专利摘要】本发明涉及一种合金结构钢42CrMo板坯及其生产方法，该方法包括如下步骤：(1)入炉铁水S≤0.030％、P≤0.120％、Si≤0.85％；(2)转炉冶炼出钢条件C≥0.10％，P≤0.008％；温度＝1650～1680℃；(3)LF精炼调整成分目标值：C＝0.41～0.43％、Si＝0.23～0.27％、Mn＝0.58～0.62％、S≤0.010％、P≤0.015％、Cr＝0.92～0.98％、Mo＝0.17～0.19％、Cu≤0.20％、Ni≤0.30％，钢水出站温度：第一炉1560+45℃，连浇炉1550+45℃；(4)VD精炼真空度≤67Pa时≥15分钟，同时采用0.15～0.20MPa弱吹氩搅拌，破空后喂140～150m直径为Φ13mm的CaSi丝，喂后弱吹氩≥10分钟，出站温度第一炉1560±5℃，连浇炉1550±5℃；(5)连铸：采用一级水表控制板坯铸机二冷各区水量分布；轻压下区间为fS＝0.45～0.95，分配系数见表2，压下量3.8mm。本发明满足大截面42CrMo板坯的生产需要。
【IPC分类】B22D11-18, C22C38-44
【公开号】CN104694831
【申请号】CN201410430675
【发明人】王智轶, 李炳一, 马立军, 王朝阳
【申请人】天津钢铁集团有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年8月28日