[發明專利]齒輪鋼爐內鉻合金化方法

有效

• 申請號: 200910113552.2
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN101709350A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 宋維兆;張建新;穆保安;李利明
• 申請（專利權）人: 寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯專利代理事務所(有限公司) 65107
• 代理人: 李振中

技術領域

本發明屬于電爐冶煉齒輪鋼(20GrMnTi)合金加入方法的改進，特別是齒輪鋼爐內鉻合金化方法。

背景技術

齒輪鋼(20GrMnTi)屬合金結構鋼，合金加入量大。傳統的工藝是在鋼包內合金化，合金需要烘烤到600℃左右，要求電爐終點碳含量控制在0.06-0.09％，終點溫度要達到1650℃以上。

根據C、O濃度積的關系：[％C]×[％O]＝m；

式中：[％C]-鋼水中碳；

[％O]-鋼水中溶解氧；

m--平衡常數。

可知，在溫度一定的情況下，鋼中的[O]隨碳的降低而增加，而高溫則使鋼水的溶解度增加，因此低碳和高溫將使鋼水中的氧急劇增加。要脫去鋼中的氧勢必增加脫氧劑的加入，即增加成本又使得過多的脫氧產物留在鋼水中，形成夾雜物。

傳統工藝要求電爐出鋼溫度高，若要使用高碳鉻鐵，又要求電爐出鋼碳低，而高溫鋼水和碳低是造成鋼水夾雜物多的主要原因，將直接影響鋼材的質量。若使用中碳或低碳鉻鐵電爐出鋼碳可適當提高但成本將升高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種齒輪鋼爐內鉻合金化方法，其操作步驟簡單易行，能有效地防止鋼水過氧化及減少脫氧產物的生成，提高齒輪鋼的質量，降低生產成本。

本發明的目的是這樣實現的：一種齒輪鋼爐內鉻合金化方法，該方法的生產工藝流程為：電爐-LF精煉爐-連鑄-軋鋼；其中：

在電爐冶煉工序中，電爐按生產齒輪鋼的操作作業指導書進行冶煉操作，在電爐配料中配加鐵水或鐵塊，鐵水或鐵塊的加入量占配料總裝入量的35％；

在冶煉的氧化期中期，吹氧脫碳及升溫，其供氧強度為1.8m³/t·min，并向爐內噴入碳粉，碳粉的噴加量為7.2Kg/噸鋼，向爐內噴吹碳粉使熔渣盡快形成泡沫化，以達到脫磷和防止吸氣的目的；

在冶煉的氧化期后期，當電爐終點碳接近0.10-0.20％時，溫度達到1600℃以上，將爐內氧化渣從電爐爐口排出，再打開電爐爐蓋將高碳鉻鐵重量的80％用加料斗或高位合金料倉將鉻鐵加入到爐內，此時電爐將供氧流量控制在1000-1500m³/h，根據該鋼的碳含量要求將終點碳控制在0.10-0.15％，溫度達到1620℃時進行出鋼；根據出鋼量的多少，在出鋼過程中加入脫氧合金和硅錳合金，對鋼水進行脫氧和合金化，鈦鐵合金在LF精煉爐內加入，在LF精煉爐補加剩余的20％高碳鉻鐵。

本發明通過鉻鐵爐內合金化工藝，電爐在終點碳的控制上采用高拉補吹法，控制電爐終點鋼水碳含量為0.10-0.15％，比原工藝終點碳含量平均高0.05％，溫度比原工藝降低30℃以上，可有效地防止鋼水過氧化及減少脫氧產物的生成。

本發明方法適用于50噸及以上噸位的超高功率電弧爐，采用本發明方法生產含鉻較高的鋼種，完全能滿足該鋼種的質量要求，達到預期目的。使用該合金化工藝在電爐進行了反復驗證，對合金收得率、鋼水夾雜物、氧氮、做了分析，從分析中得出，采用該工藝與原工藝比較，鋼的內部質量得到明顯提高，按標準要求命中率達到100％，按用戶要求的質量目標，命中率達到80％以上，合金成本比原工藝降低22.42元/噸，滿足了用戶對齒輪鋼的使用要求。表1為20GrMnTi化學成分控制表，表2為鋼的質量控制比較表。

表1

表2

本發明主要適用于電爐冶煉含鉻較高的鋼種，特別是在控制夾雜物和降低鋼的成本上具有顯著的效果。本發明工藝簡單，技術門檻低，是對現有電爐冶煉工藝的補充和完善，進一步擴充了電爐的冶煉合金化方法，所用設備均為現有設備，易于為本領域的普通技術人員理解掌握。

具體實施方式

以70t噸直流電弧爐為例進行說明。

一種齒輪鋼爐內鉻合金化方法，其生產工藝流程為：電爐-LF鋼包爐-連鑄-軋鋼；其中：

在電爐冶煉工序中，電爐按生產齒輪鋼的操作作業指導書進行冶煉操作，在電爐配料中配加鐵水或鐵塊，鐵水或鐵塊的加入量占配料總裝入量的35％，如果有條件再配以15％的直接還原鐵，總裝入量控制在85噸左右，石灰加入量為每爐6500kg，白云石每爐加入量為1800kg，在第一藍料中加入。

在電爐冶煉初期采用高檔位送電，保持其電流強度為70-90kA，以便盡量縮短廢鋼溶化時間，并配以碳氧槍吹氧助熔，其供氧強度為1.2m³/t·min。