[發明專利]一種高速動車車軸用鋼的冶煉方法

無效

• 申請號: 201110110066.2
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102199733A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 王玉玲;潘小娟;王之香;鄔中華
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/46
• 分類號: C22C38/46;C21C5/52;C21C7/00;C21C7/076;C21C7/10;C21C7/064
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明涉及一種高速動車車軸鋼的冶煉方法，具體講是高速動車車軸30NiCrMoV12鋼的冶煉方法。

背景技術

車軸是鐵路列車重要的走行部件，其質量直接關系鐵路運行安全。目前，我國高速動車車軸全部采用進口，國內尚屬空白。車軸的失效形式主要是疲勞斷裂，疲勞斷裂是一個裂紋產生、擴展導致斷裂的過程。非金屬夾雜物的危害主要是促進疲勞裂紋產生，并在一定條件下加速裂紋擴展，從而加速疲勞破壞，而且夾雜物所在之處往往是疲勞裂紋源。因此，車軸鋼對夾雜物級別要求非常嚴格，特別是時速在200公里以上的高速動車車軸要求A類、B類、C類、D類夾雜物均不大于1.0級。解剖進口30NiCrMoV12鋼車軸，其鋼中A類、B類、C類、D類夾雜物均不大于0.5級，外國鋼鐵公司對30NiCrMoV12鋼的冶煉技術對外保密，公知的冶煉技術如國內的常規冶煉方法生產的車軸鋼，A類、B類、C類、D類夾雜物難以都控制在小于1級，夾雜物控制水平還達不到高速車軸的使用要求。

發明內容

為了克服現有車軸用30NiCrMoV12鋼的精煉方法的上述不足，本發明提供一種鋼中A類、B類、C類、D類夾雜物均不大于0.5級的高速動車車軸用鋼的冶煉方法。

本發明是通過精煉措施，降低鋼中夾雜物，凈化鋼質，提高車軸鋼及車軸的綜合性能。

本用于生產高速動車車軸用鋼的冶煉方法的關鍵技術是在電爐冶煉過程中完成熔化、氧化和脫P，控制鐵水比80-95％，出鋼時[P]≤0.008％，嚴禁下氧化渣；在鋼包精煉爐精煉過程中，采用高堿度、高Al₂O₃含量渣系，控制熔渣堿度R(CaO/SiO₂)＝4.0～6.0，精煉渣中Al₂O₃含量為20％～40％；LF精煉全過程底吹氬氣；VD精煉工序喂硅鈣線，2-5米/噸鋼。采用本發明的冶煉方法，可以使鋼中[O]≤20×10^-6，[N]≤50×10^-6；非金屬夾雜物級別達到：A類、B類、C類、D類夾雜物級別均不大于0.5級，實物質量達到進口車軸鋼的冶金水平。

本發明冶煉的是高速動車車軸30NiCrMoV12鋼，該鋼種的成分的質量百分比為：

C?0.26-0.31％；Si?0.20-0.35％；Mn?0.55-0.70％；S≤0.005％P≤0.015％；Cr?0.75-0.90％；Ni?2.90-3.30％；Mo?0.45-0.55％V?0.08-0.13％。

其余為Fe和不可避免的雜質。

本高速動車車軸30NiCrMoV12鋼的精煉方法包括下述依次的步驟：

I電爐冶煉

將廢鋼和預處理后的鐵水加入電爐冶煉，預處理后的鐵水的重量比例80％-95％。預處理后的鐵水中P≤0.070％并且S≤0.010％；預處理后的鐵水溫度不低于1250℃，一般為1250℃-1500℃；廢鋼中的P≤0.015％并且S≤0.010％；

先將廢鋼加入電爐中，再加入鐵水，然后開始吹氧，開吹5-10分鐘加入造渣材料石灰，加入量為每噸鋼(即預處理鐵水+廢鋼后的每噸)20-40kg。

廢鋼熔化和鐵水氧化同時進行，在冶煉過程中廢鋼及石灰爐料迅速熔化，同時脫C、脫P、去氧氣、氮氣、去夾雜，在P≤0.008％后，電爐出鋼。電爐出鋼前，先根據所冶煉的鋼種在鋼包精煉爐的鋼包內加入石灰、螢石、合成渣、硅鋁鋇、硅鐵、中鉻、鎳板、金屬錳與鉬鐵；鐵合金、中鉻、鎳板、金屬錳與鉬鐵的加入量應使鋼水中對應金屬元素的含量達到相應技術要求的中下限。即鋼水中金屬元素的含量的重量百分比為：

Mn?0.55-0.62％；Cr?0.75-0.82％；Ni?2.90-3.10％；Mo?0.45-0.50％；

石灰、螢石、合成渣與硅鋁鋇的加入量使熔渣堿度R(CaO/SiO₂)＝4.0～6.0。

烘烤不少于30分鐘，然后把電爐的鋼水倒入鋼包中，鋼水在鋼包中進行初步合金化。

II鋼包爐精煉