[發(fā)明專利]一種齒輪鋼的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910146792.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN101942597A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳天明;楊素波;曾建華;趙克文;李桂軍;陳永;江南紅;李清春;顧武安;陳亮;周偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)有限公司;攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C33/04
• 分類號(hào): C22C33/04;C21C5/28;C21C7/06;C21C7/076;C21C7/10;C21C7/072;B22D11/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪鋼的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)鋼的質(zhì)量要求越來越苛刻。鋼中的總氧含量是衡量鋼材質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)榕c總氧含量關(guān)系密切的氧化物夾雜物是降低鋼疲勞壽命的最重要原因之。有人曾對(duì)Cr、Cr-Mo、Cr-Ni-Mo等滲碳合金鋼的氧含量與疲勞壽命之間的關(guān)系做過對(duì)比試驗(yàn)。據(jù)“山陽(yáng)新鋼種系列”資料介紹，當(dāng)氧含量從25ppm降到11ppm時(shí)，其接觸疲勞強(qiáng)度可提高4倍，其使用壽命可從原來的≤6000小時(shí)提高到10000小時(shí)。對(duì)SCM420、20MnCr5等引進(jìn)齒輪鋼進(jìn)行脫氣與不脫氣的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)脫氣鋼疲勞壽命可提高40％左右。目前，用戶一般對(duì)齒輪鋼要求總氧含量(T[O])控制在20ppm以內(nèi)，并且隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提出了高純凈度齒輪鋼的需求，要求T[O]含量控制在15ppm以內(nèi)。

20CrMo(H)、20CrMnTi(H)等齒輪鋼的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是采用電爐冶煉，由于電爐冶煉生產(chǎn)效率低、成本高，利用轉(zhuǎn)爐冶煉是發(fā)展的趨勢(shì)之一。釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)的高爐鐵水含釩量一般接近0.30重量％，經(jīng)過轉(zhuǎn)爐提釩以后的鐵水稱之為“提釩后的半鋼”，與普通鐵水相比，半鋼中的碳含量較普通鐵水低約0.5個(gè)百分點(diǎn)，硅呈微量，錳含量低0.2-0.3個(gè)百分點(diǎn)，溫度相近或略低。

根據(jù)鐵水物理熱計(jì)算可知，采用半鋼煉鋼時(shí)，可用于提升終點(diǎn)鋼水溫度的熱量較普通鐵水低，換算成溫度值約為50℃(50±5℃)。由于煉鋼過程熱源不足，為保證終點(diǎn)鋼水溫度，需要降低終點(diǎn)鋼水中的碳含量，有時(shí)甚至是使鐵氧化來提高鋼水溫度，如此必然導(dǎo)致冶煉的終點(diǎn)鋼水和鋼渣過氧化現(xiàn)象嚴(yán)重，終點(diǎn)鋼水氧活度可高達(dá)1000ppm以上，終點(diǎn)渣中全Fe含量可高達(dá)30％以上。同時(shí)，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)也難以穩(wěn)定控制，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水氧活度、終渣的氧化性波動(dòng)大。這些都直接影響后續(xù)精煉工序?qū)︿撝锌傃鹾康姆€(wěn)定控制。

目前基于含釩鐵水和轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)的20CrMo(H)、20CrMnTi(H)等齒輪鋼鑄坯T[O]一般控制在20ppm，而齒輪鋼鑄坯T[O]≤15ppm的超低氧齒輪鋼基本沒有研究報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供采用含釩鐵水生產(chǎn)總氧含量(T[O])≤15ppm的齒輪鋼的方法。

本發(fā)明提供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，其中，所述精煉渣至少分兩批加入鋼包中，第一批精煉渣在第一時(shí)間加到所述鋼包中，所述第一時(shí)間為從所述冶煉得到的鋼水開始加到所述鋼包中至35重量％的所述冶煉得到的鋼水加到所述鋼包中的時(shí)間段，剩余的精煉渣在所述冶煉得到的鋼水全部加到所述鋼包中至所述鋼包爐精煉開始的時(shí)間段內(nèi)加入；所述脫氧劑包括沉淀脫氧劑和擴(kuò)散脫氧劑，所述沉淀脫氧劑包括鋁合金脫氧劑，所述鋁合金脫氧劑在所述冶煉得到的鋼水總重量的25-45％加到所述鋼包中時(shí)加入；所述擴(kuò)散脫氧劑在所述冶煉得到的鋼水全部加到所述鋼包中之后加入，所述擴(kuò)散脫氧劑為鋁粒；且相對(duì)于每噸所述冶煉得到的鋼水，所述精煉渣的加入總量為11-14千克，所述鋁合金脫氧劑的加入量為7-9.5千克，所述鋁粒的加入總量為0.8-1.2千克。

通過對(duì)采用本發(fā)明提供的方法制得的鋼坯的總氧含量進(jìn)行檢測(cè)可知，采用本發(fā)明提供的方法制得的鋼坯的總氧含量均在15ppm以下。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中使用的密封墊圈的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為剖面圖，(b)為俯視圖；

圖2為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中由所述密封墊圈、鋼包和保護(hù)管構(gòu)成的連鑄保護(hù)澆注裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明提供的齒輪鋼的生產(chǎn)方法中，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的存在下進(jìn)行鋼包爐精煉，然后進(jìn)行真空處理和鋼坯連鑄。所述冶煉得到的鋼水可以為由提釩后的半鋼通過各種常規(guī)的煉鋼工藝獲得的鋼水，所述冶煉得到的鋼水的成分沒有特別的限定，例如，以所述冶煉得到的鋼水的總重量為基準(zhǔn)，所述冶煉得到的鋼水可以含有0.01-0.12重量％的碳、0.01-0.03重量％的硅、002-0.4重量％的錳、0.02重量％以下的磷、0.02重量％以下的硫、0.01-0.05重量的釩和99.45-99.85重量％的鐵。

將所述提釩后的半鋼冶煉成鋼水的方法可以采用各種常規(guī)的煉鋼方法，例如可以為氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼方法或者氧氣頂?shù)讖?fù)吹煉鋼方法，本發(fā)明優(yōu)選采用氧氣頂?shù)讖?fù)吹煉鋼方法。