[發(fā)明專利]獲得細晶粒20Cr鋼的脫氧工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410120898.6
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103911485A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張帆;范植金;吳杰;徐志;周新龍;丁禮權(quán);羅國華;王瑞敏;胡俊
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種獲得細晶粒20Cr鋼的脫氧工藝。?

背景技術(shù)

20Cr鋼是鉻系合金結(jié)構(gòu)鋼中最典型的基礎(chǔ)品種，市場需求量巨大，廣泛用于汽車、礦山機械等制造行業(yè)，用于制造心部強度要求較高、表面承受磨損、截面尺寸在30mm以下或形狀較復(fù)雜而載荷不大的滲碳零件，如齒輪、齒輪軸、凸輪、活塞銷、蝸桿等；用于要求熱處理變形小和高耐磨性的零件，滲碳后可進行高頻表面淬火；也可用作工作速度大并承受中等沖擊負荷的調(diào)質(zhì)零件，在我國國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中起著重要的作用。?

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，用戶對20Cr鋼性能要求越來越高，但工藝簡單、價格低廉的20Cr為本質(zhì)粗晶粒鋼，在常溫滲碳過程中，奧氏體晶粒度短時間內(nèi)易粗化造成鋼中晶粒度超標(biāo)，顯著降低鋼材力學(xué)性能、焊接性能以及疲勞性能等，嚴重影響20Cr鋼的使用性和安全性。因此，需要開發(fā)一種簡單易行且成本低廉的技術(shù)，以降低20Cr鋼中晶粒度長大傾向。實踐應(yīng)用表明細晶粒20Cr鋼，不僅能避免晶粒粗大帶來的諸多問題，還能有效提升20Cr鋼品質(zhì)，較好滿足市場愈來愈嚴苛的要求，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。?

面對20Cr鋼晶粒易粗大的難題，采用強脫氧劑鋁進行脫氧，降低鋼中氧含量的同時生成適量的AlN顆粒，利用高熔點的AlN顆粒阻礙晶粒在加熱過程中的長大，是生產(chǎn)細晶粒、高品質(zhì)20Cr鋼行之有效的方法。轉(zhuǎn)爐和電爐冶煉過程是氧化反應(yīng)，主要是碳氧反應(yīng)，通過向熔池吹氧，達到去除質(zhì)元素、降低碳含量和提升鋼液溫度的目的，容易造成鋼液碳含量過低、氧含量過高等問題，對后?續(xù)脫氧、合金化造成壓力。為解決此問題，傳統(tǒng)工藝往往采用大量鋁脫氧和添加增碳劑，但這不僅會加大鋁和增碳劑的消耗，而且過多高熔點的鋁脫氧產(chǎn)物還易產(chǎn)生連鑄不暢和鋼質(zhì)純凈度降低等問題，增加了冶煉成本并使得鋼材性能惡化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種獲得細晶粒20Cr鋼的脫氧工藝，以克服20Cr鋼晶粒易粗大的難題，從而達到低成本、高效率生產(chǎn)細晶粒20Cr鋼的目的。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種獲得細晶粒20Cr鋼的脫氧工藝，其特征在于：它包括以下步驟：?

1）按20Cr鋼種成分要求，進行常規(guī)鐵水脫硫及轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉出鋼控制終點C≥0.08%，在轉(zhuǎn)爐出鋼的出鋼量達總出鋼量的22%～26%時，按0.6～0.8kg/噸鋼加入鋁塊進行預(yù)脫氧；?

2）將步驟1）預(yù)脫氧后的鋼水送往氬站精煉，吹氬處理2～5min后按1.25～1.3m/噸鋼喂入鋁線，繼續(xù)吹氬處理并攪拌3～6min；?

3）將步驟2）吹氬精煉后的鋼水送往LF爐進行常規(guī)精煉，化好渣后加入Al丸、SiC粉進行渣面脫氧，控制鋼水中的Als質(zhì)量百分比為0.02%～0.05%；?

4）將步驟3）的鋼水送至連鑄工序，連鑄成鋼坯。?

作為優(yōu)選方案，所述步驟1）中，在轉(zhuǎn)爐出鋼的出鋼量達總出鋼量的25%時，按0.7～0.8kg/噸鋼加入鋁塊進行預(yù)脫氧；?

所述步驟2）中，吹氬處理2～3min后按1.25m/噸鋼喂入鋁線，繼續(xù)吹氬處理并攪拌3～5min；?

所述步驟3）中，控制鋼水中的Als質(zhì)量百分比為0.025%～0.45%。?

作為又一種優(yōu)選方案，所述步驟1）中，在轉(zhuǎn)爐出鋼的出鋼量達總出鋼量的25%時，按0.8kg/噸鋼加入鋁塊進行預(yù)脫氧。?

作為又一種優(yōu)選方案，所述步驟2）中，吹氬處理2min后按?1.25m/噸鋼喂入鋁線，繼續(xù)吹氬處理并攪拌3min。?

作為又一種優(yōu)選方案，所述步驟3）中，控制鋼水中的Als質(zhì)量百分比為0.035%。?

進一步地，所述步驟2）中，喂入的鋁線規(guī)格為直徑10mm，每米重量為205g/m，以質(zhì)量百分比計含99.75%Al、0.05%Mg，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。?

本發(fā)明鋼水冶煉中C與O存在平衡關(guān)系，C低O則高、C高氧則低，因此控制鋼中合適C含量能降低后續(xù)脫氧的壓力，出鋼控制終點C≥0.08%，能保證鋼中合適的氧含量和AlN含量，從而達到提高晶粒度的目的。?

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明通過控制轉(zhuǎn)爐終點碳含量并協(xié)同采用合適的鋁脫氧，避免鋼液氧和鋁含量過高，使20Cr鋼中生成適量的AlN顆粒，利用高熔點的AlN顆粒阻礙晶粒在加熱過程中的長大傾向，達到提高鋼質(zhì)純凈度和晶粒度的目的，并且本發(fā)明不需要額外投資，在現(xiàn)有設(shè)備上即可實施，投資和運行成本低且能有效降低冶煉過程氧氣和鋁的消耗，具有良好的經(jīng)濟效益，從而實現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)本質(zhì)細晶粒20Cr鋼的目標(biāo)。?