[發明專利]一種基于鋁脫氧Cr5支承輥鋼的精煉渣系及其應用工藝

有效

• 申請號: 202210470525.6
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114959183B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 張威風;張延玲;徐恩獻;石如星;朱帥;王鵬飛;李春輝;成國光;李昌義;危亞軍;杜旋;郭顯勝;祁一星;甄燕翔;李潔;辛雪倩;李國輝;張艷召;劉琦;周沛沛;王立
• 申請（專利權）人: 洛陽中重鑄鍛有限責任公司;北京科技大學
• 主分類號: C21C7/076
• 分類號: C21C7/076;C21C7/06;C21C7/10;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/40;C22C38/44;C22C38/06;C22C33/06
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

本發明公開了一種基于鋁脫氧Cr5支承輥鋼的精煉渣系及其應用工藝，屬于大型鍛鋼Cr5支承輥制造技術領域。精煉渣系包括以下質量百分比的物質組分：CaO：46%?63%，Al₂O₃：14%?30%，SiO₂：9%?18%，CaF₂：1%?7%，Cr₂O₃：≤0.50%。Cr5支承輥鋼的冶煉工藝是結合初煉（電爐或合金爐）?LF精煉?VD真空脫氣?VC真空澆注的路線，電爐出鋼和合金爐出鋼分別按每噸鋼加入1.5?2.7kgAl塊，LF進站加入造渣材料和Al線、C粉、SiFe等復合脫氧劑，LF精煉過程中控制鋼液的Al含量為0.03%?0.12%，精煉渣各組分盡早滿足CaO：46%?63%，Al₂O₃：14%?30%，SiO₂：9%?15%，CaF₂：1%?7%，Cr₂O₃：≤0.50%，LF精煉合金調整完白渣保持20min以上，并在后續VD至澆注前精煉渣各組分維持這一范圍。本發明有效降低了Cr5支承輥鋼S含量和氧含量，提高了成品率。

技術領域

本發明屬于大型鍛鋼Cr5支承輥制造技術領域，尤其涉及一種基于鋁脫氧Cr5支承輥鋼的精煉渣系及其應用工藝。

背景技術

Cr5鍛鋼軋輥具有高的表面硬度、耐磨性和深的淬硬層深度及良好的心部韌性，作為軋機的核心部件廣泛被應用軋鋼和鋁加工等行業。

軋輥在使用過程中近表面的夾雜物通常是裂紋萌生的起源，裂紋進一步擴展產生輥面剝落導致軋輥的早期失效，尤其導致板帶材表面質量的惡化。現代軋機的大型化、高速化、連續化要求更高硬度的軋輥，硬度越高，近表面夾雜物萌生裂紋的傾向越大，因此現代軋機和高品質的板帶材的需求量的增加對軋輥冶金質量提出了更高的要求。

Cr5鍛鋼支承輥鋼錠目前常用的工藝流程為粗煉(電爐或合金熔化爐)-LF-VD-VC。粗煉鋼通常有電爐和合金爐兩種工藝路線，電爐工序的目的通常采用廢鋼為原料通過送電、吹氧實現廢鋼熔化，通過造氧化性渣去除鋼中的P等雜質元素；合金爐熔化是采用Cr3、Cr5、Cr-Mo等材質的返回料頭為原料通電在大氣下實現熔成鋼水的目的。經過粗煉過程的鋼水出鋼至鋼包中轉移至LF精煉工位實現脫硫、脫氧、合金化、夾雜物去除等功能后，轉至VD脫氣處理進一步去除鋼液中的H、O、N和夾雜物，VC澆注的功能是進一步去除鋼液中的H、O、N和夾雜物。Cr5鍛鋼支承輥鋼錠的傳統冶煉中存在如下問題：Al含量不合理、精煉渣流動性不強、脫硫、脫氧和夾雜物去除能力弱，容易出現Cr5鍛鋼表面缺陷。

Cr5鍛鋼支承輥制造過程中常出現超聲波內質探傷不合格和成品輥子表面缺陷報廢的問題，國內已有大量的研究表明鍛鋼Cr5輥子的探傷超聲波探傷不合格和成品輥子的表面缺陷是由大顆粒夾雜物導致。薛永棟等研究Cr5輥子探傷內質缺陷指出缺陷的主要組成為大顆粒的富含Ca、Si的氧化物夾雜物，葉明峰等對支承輥表面缺陷研究指出鍛鋼軋輥表面缺陷主要組成為尺寸大于200um的Al₂O₃夾雜物和球形的SiO₂-Al₂O₃-MnO類復合夾雜物。

通常在支承輥鍛件的粗加工工序和精加工后的成品輥子表面采用超聲波探傷的方法來評價鍛鋼支承輥冶金質量，粗加工過程探傷內質和成品輥子表面缺陷超聲波檢測的方法分別為JB/T8467-1996和GB/T23904，探傷內質超聲波檢測具體質量的標準要求為在距輥身表面(成品尺寸)100mm的外層部分，采用雙晶探頭檢測,不允許有大于當量直徑φ1的缺陷；輥坯中心區草狀波范圍應不大于φ150mm；其它區域的超聲波探傷，探傷靈敏度調至100％屏高，滿足JB/T4120-2006標準要求。成品輥子表面缺陷超聲波檢測具體要求為檢測不允許有開口裂紋和非金屬夾雜等缺陷。