含鎳、含硼齒輪鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了含鎳、含硼齒輪鋼及其生產(chǎn)方法，屬于齒輪鋼生產(chǎn)技術領域。該齒輪鋼的化學成分以質(zhì)量百分比計為：碳0.15％～0.19％、硅0.20％～0.35％、錳1.00％～1.20％、磷≤0.015％、硫≤0.010％、鉻1.05％～1.25％、鎳0.10％～0.30％、硼0.001％～0.003％、全鋁0.02％～0.04％，其余為鐵；在其生產(chǎn)過程中嚴格控制脫磷、脫硫的過程，以及進行鎳、硼合金化的時機。生產(chǎn)得到的齒輪鋼使用性能高，可替代部分Cr?Ni?Mo、Cr?Mo系等齒輪鋼。
【專利說明】
含鎳、含硼齒輪鋼及其生產(chǎn)方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于齒輪鋼生產(chǎn)技術領域，具體涉及一種含鎳、含硼齒輪鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002]齒輪鋼是汽車、鐵路、船舶、工程機械中使用的特殊合金鋼中要求較高的關鍵材料之一，是保證安全的核心部件的制備材料。目前，中國大量使用的是Cr-Mn-Ti系齒輪鋼，其具有成本低、晶粒長大傾向小、易加工處理等方面的優(yōu)勢，其中，20CrMnTiH及其子鋼號是其代表鋼種，在我國齒輪行業(yè)中占據(jù)主導地位，占我國齒輪鋼總量的60%左右。但其在生產(chǎn)及使用過程中也暴露出了一些問題，在生產(chǎn)中對其淬透性的控制仍不夠理想，末端淬透性波動較大，淬透性偏低，不能滿足重載汽車及大型軸齒類零件的性能要求。另外，20CrMnTiH及其子鋼號主要通過調(diào)整C、Mn、Cr含量來控制其透性值，在生產(chǎn)過程中C、Mn、Cr基本為中上限控制，合金消耗高，生產(chǎn)成本增加。因此，急需開發(fā)一種淬透性高和穩(wěn)定、帶窄，使用性能高，能滿足重載汽車及大型軸齒類零件性能要求，生產(chǎn)成本低，可替代部分Cr-N1-Mo、Cr-Mo系等的齒輪鋼。
[0003]相關專利CN101812643B公開了一種含硼齒輪鋼及其制備方法，該含硼齒輪鋼的化學成分質(zhì)量百分比為:C 0.16%?0.24%，Si彡0.35%，Μη 0.70%?1.25%，Ρ彡0.030%，S^0.030% ,Cr 0.80%?1.45%，Ti 0.020 % ?0.080 %，B 0.0005 % ?0.0030 %，Al0.015%?0.050%，Η<2.5Χ10—4%，Ν 30X 10—4>%?120 X 10—4%，TH8X10—4%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該含硼齒輪鋼采用“初煉爐(電爐或轉爐)—精煉爐(LF爐等)—真空精煉爐(VD爐或RH爐等)—連鑄—乳制”的工藝路線進行制備，制備得到的含硼齒輪鋼，與20CrMnTiH及其子鋼號相比具有淬透性高和穩(wěn)定、帶窄，使用性能提高，能滿足重載汽車及大型軸齒類零件性能要求，可替代部分Cr-N1-Mo、Cr-Mo系等齒輪鋼，生產(chǎn)成本低等特點。
[0004]然而由于該含硼齒輪鋼的淬透性過分依賴于硼，硼在鋼中的含量尤其是有效硼的含量不易實現(xiàn)精準控制，含量不穩(wěn)定、波動大。因此，注重利用B、Ni等微量元素也成為齒輪鋼的一個追求目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種含鎳、含硼齒輪鋼，該齒輪鋼的化學成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.15%?0.19%、硅0.20%?0.35%、錳1.00%?1.20%、磷彡0.015%、硫彡0.010%、鉻1.05%?1.25%、鎳0.10%?0.30%、硼0.001%?0.003%、全鋁0.02%?0.04%，其余為鐵。
[0006]本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:
[0007](I)、轉爐冶煉:將提釩后的半鋼加入轉爐中，采用雙渣法脫磷使鋼水中P含量<0.010%，然后加入鎳，復吹攪拌后，擋渣出爐，出爐前向鋼包內(nèi)加入鋁鐵脫氧劑、合金和高堿度精煉渣，出鋼完成后，在鋼包渣面上加入調(diào)渣劑；
[0008](2)、LF爐精煉:將步驟(I)處理得到的鋼水送往LF爐，加入高堿度精煉渣、調(diào)渣劑和鋁粒，待加入的高堿度精煉渣熔融后，再次加入高堿度精煉渣和鋁鐵脫氧劑，以使鋼水中S含量彡0.010% ;精煉處理45?60min;
[0009](3)、RH爐真空處理:將步驟(2)精煉后的鋼水送往RH爐進行真空處理，加入合金，其中硼鐵合金最后加入，真空處理35?45min后軟吹氬5?1min;
[0010](4)、連鑄:將步驟(3)得到的鋼水保護澆注，連澆爐數(shù)不少于8爐，得到鋼坯。
[0011]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)中，所述雙渣法脫磷的具體過程為:第一次煉鋼造渣:向爐內(nèi)加入活性石灰26?30kg/1糊、復合造渣劑16?20kg/1糊、高鎂石灰17?21kg/tiffl，并在開吹供氧7min內(nèi)將造渣材料全部加完，待爐渣排除量達到總量的60 %?75 %后，將轉爐回歸零位進行供氧，進行第二次造渣脫磷:向爐內(nèi)加入活性石灰15?18kg/t雜1、復合造渣劑5?6kg/t)i鋼、高鎂石灰5?6kg/t)i鋼，并在第二次開吹供氧6min內(nèi)將造渣材料全部加完。
[0012]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)雙渣法脫磷中，以質(zhì)量百分比計，所述復合造渣劑的成分包括S12 52%?60 % ,CaO^ 5.0 %，MnO彡6.0 % ,Al2O3彡8.0 %，S彡0.10%，Ρ<0.10%ο
[0013]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法中，以質(zhì)量百分比計，所述高堿度精煉渣的成分包括CaO彡47.0% ,S12 10.0%?20.0% ,Al2O3彡4.0% ,S^0.10% ,Ρ^0.008%ο
[0014]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法中，以質(zhì)量百分比計，所述調(diào)渣劑的成分包括 CaO 彡43.0%，A1 彡6.0%，Si02 彡 10.0% ,Al2O3 18.0 % ?30.0 %，S彡 0.15 %，P彡0.05%。
[0015]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)中，加入的鎳為鎳板，以質(zhì)量百分比計，鎳板的成分包括(Ni+Co)多99.2%、Co彡0.5%、S彡OHP彡0.02%，鎳板的加入量為2.0?2.lkg/t擲I;鋁鐵脫氧劑的加入量為1.1?1.3kg/t鋼，高堿度精煉渣的加入量為4.3?4.51^/1:鋼，調(diào)渣劑的加入量為1.4?1.61^/1:鋼。
[0016]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(2)中，所述高堿度精煉渣第一次加Al.1?1.2kg/翁K、第二次加入1.0?1.2kg/1鍛k，調(diào)渣劑的加入量為1.4?1.6kg/1:鋼，招粒加入量為0.14?0.16kg八鰍，鋁鐵脫氧劑的加入量為0.10?0.15kg八鰍。
[0017]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(3)中，以質(zhì)量百分比計，所述硼鐵合金的成分為B 15.0%?17.0% ?1.0%，Si彡4%，S彡0.01%，P彡0.2%，其余為全鐵，用量為0.14?0.161^/1；鍛)1。
[0018]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)和(3)中，所述合金為中碳錳鐵和中碳鉻鐵，以質(zhì)量百分比計，所述中碳錳鐵合金的成分包括Mn 75.0 %?82.0 %、CS 2.0 %、S彡0.03%、P彡0.20%，其用量為13.5?14.0kg/t鋼;所述中碳鉻鐵合金的成分包括Cr60.0%?70.0%、C<2.0%、S<0.025%、P<0.03%，其用量為 14.1?14.5kgA鋼。
[0019]進一步的，由上述生產(chǎn)方法得到的含鎳、含硼齒輪鋼的化學成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.15% ?0.19%、硅 0.20% ?0.35%、錳 1.00% ?1.20%、磷彡0.015%、硫彡0.010%、鉻1.05% ?1.25%、鎳 0.10% ?0.30%、硼0.001% ?0.003 %、全鋁0.02% ?0.04%，其余為鐵。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法中冶煉過程采用了雙渣法脫磷，保證了鋼水的磷含量<0.015 %，采用了高堿度精煉渣和調(diào)渣劑，保證了鋼水的硫含量<0.010%,鋼的純凈度高；同時，該方法有利于調(diào)控鋼中鎳和硼的含量，利于工序間生產(chǎn)節(jié)奏的匹配，使連鑄生產(chǎn)順行;采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的齒輪鋼鋼坯質(zhì)量良好，滿足后續(xù)乳制要求。經(jīng)連鑄制備得到的齒輪鋼的淬透性高且穩(wěn)定，帶窄，使用性能高，可替代部分Cr-N1-Mo、Cr-Mo系等齒輪鋼。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種含鎳、含硼齒輪鋼，該齒輪鋼的化學成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.15% ?0.19%、硅 0.20% ?0.35 %、錳 1.00% ?1.20%、磷彡 0.015 %、硫彡 0.010 %、鉻1.05% ?1.25%、鎳0.10% ?0.30%、硼0.001% ?0.003%、全鋁0.02% ?0.04%，其余為鐵。
[0022]進一步的，本發(fā)明還提供了上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:
[0023](I)、轉爐冶煉:將提釩后的半鋼加入轉爐中，采用雙渣法脫磷使鋼水中P含量<0.010%，然后加入鎳板，復吹攪拌后，擋渣出爐，出爐前向鋼包內(nèi)加入鋁鐵脫氧劑、合金和高堿度精煉渣，出鋼完成后，向鋼包渣面上加入調(diào)渣劑；
[0024]所述雙渣法脫磷的具體過程為:第一次煉鋼造渣:向爐內(nèi)加入活性石灰26?30kg/t糊、復合造渣劑16?20kg/t糊、高鎂石灰17?211^/1:糊，并在開吹供氧71]1；[11內(nèi)將造渣材料全部加完，待爐渣排除量達到總量的60%?75%后，將轉爐回歸零位進行供氧，進行第二次造渣脫磷:向爐內(nèi)加入活性石灰15?18kg/1糊、復合造渣劑5?6kg/1雜!、高鎂石灰5?6kg/神鋼，并在第二次開吹供氧6min內(nèi)將造渣材料全部加完；
[0025](2)、LF爐精煉:將步驟(I)處理得到的鋼水送往LF爐，加入高堿度精煉渣、調(diào)渣劑和鋁粒，待加入的高堿度精煉渣熔融后，再次加入高堿度精煉渣和鋁鐵，以使鋼水中S含量^0.010% ;精煉處理45?60min;
[0026](3)、RH爐真空處理:將步驟(2)精煉后的鋼水送往RH爐進行真空處理，加入合金，其中硼鐵合金最后加入，真空處理35?45min后軟吹氬5?1min;
[0027](4)、連鑄:將步驟(3)得到的鋼水保護澆注，連澆爐數(shù)不少于8爐，最終得到360mmX 450mm 鋼還。
[0028]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)雙渣法脫磷中，以質(zhì)量百分比計，所述復合造渣劑的成分包括S12 52%?60 % ,CaO^ 5.0 %，MnO彡6.0 % ,Al2O3彡8.0 %，S彡0.10%，Ρ<0.10%ο
[0029]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)雙渣法脫磷中，所述高鎂石灰即鎂質(zhì)石灰，以質(zhì)量百分比計，其成分包括MgO彡35.0%、(MgO+CaO)彡75.0%、S彡0.09%、Ρ彡0.06%。
[0030]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法中，以質(zhì)量百分比計，所述高堿度精煉渣的成分包括CaO彡47.0%，S12 10.0%?20.0% ,Al2O3彡4.0%，S彡0.10%，Ρ<0.008% ;高堿度精煉渣在步驟(I)中的加入量為4.3?4.5kg/t鋼;步驟(2)中，高堿度精煉渣第一次加入I.I ?I.2kg/t鍛K、第二次加入1.0?I.2kg/t鍛K。
[0031]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法中，以質(zhì)量百分比計，所述調(diào)渣劑的成分包括 CaO 彡43.0%，A1 彡6.0%，Si02 彡 10.0% ,Al2O3 18.0 % ?30.0 %，S彡 0.15 %，P彡0.05% ；調(diào)渣劑在步驟(I)中的加入量為1.4?1.6kg/t鋼;調(diào)渣劑在步驟(2)中的加入量為
1.4?I.6kg/1鋼。
[0032]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)中，以質(zhì)量百分比計，所述鎳板的成分包括(Ni+Co)彡99.2%、Co彡0.5%、S<0.02%、P<0.02%，鎳板的加入量為2.0?2.lkg/神鋼;招鐵的加入量為1.1?1.3kg/t鋼。
[0033]進一步的，上述步驟(I)中，向鋼包渣面上加入調(diào)渣劑，目的是以降低鋼包渣氧化性。
[0034]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(2)中，所述鋁粒加入量為0.14?0.16kg八鰍，招鐵脫氧劑的加入量為0.10?0.15kg八鰍。
[0035]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(2)中，以質(zhì)量百分比計，所述鋁粒的成分包括Al彡99.5%、Si彡0.015%、Cu彡0.02%。
[0036]進一步的，上述步驟(I)和(2)中的鋁粒和鋁鐵作為脫氧劑，目的是控制鋼水中的氧含量。
[0037]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，步驟(3)中，以質(zhì)量百分比計，所述硼鐵合金的成分為B 15.0%?17.0%?1.0%，31彡4%，3彡0.01%，卩彡0.2%，其余為全鐵，用量為0.14?0.16kgA；鍛K。
[0038]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)和(3)中，所述合金為中碳錳鐵和中碳鉻鐵，以質(zhì)量百分比計，所述中碳錳鐵合金的成分包括Mn 75.0 %?82.0 %、CS 2.0 %、S彡0.03%、P彡0.20%，其用量為13.5?14.0kg/t鋼;所述中碳鉻鐵合金的成分包括Cr60.0%?70.0%、C<2.0%、S<0.025%、P<0.03%，其用量為 14.1?14.5kgA鋼。
[0039]其中，上述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法步驟(I)和(2)中，以質(zhì)量百分比計，所述鋁鐵的成分包括Al 39.0%?41.0% ,Si^l.0% ,C^0.10% ,S^0.05% ,P^0.05%o
[0040]本發(fā)明在冶煉過程采用了雙渣法脫磷:兩次加入活性石灰、復合造渣劑和高鎂石灰，兩次造渣，保證了鋼水的P含量<0.015% ;在精煉過程中加入高堿度精煉渣和調(diào)渣劑，保證了鋼水的S含量< 0.01 %，同時加入脫氧劑，降低鋼水中的氧含量。通過上述幾方面的嚴格控制，降低了鋼水中P、S、0、N的含量，從而提高了鋼水的純凈度。
[0041]進一步的，本發(fā)明利用鋼中Al元素固氮和細化晶粒，以及在C、Cr、Mn等元素提高鋼淬透性作用的基礎上，添加微量B、Ni元素，利用多種元素的復合作用，顯著提高和穩(wěn)定鋼的淬透性，并可用B、Ni替代部分Cr、Mn。另外，通過加入B元素形成球狀BN，降低鋼中固溶N量，提尚鋼的初性。
[0042]本發(fā)明鋼中微量B、Ni元素的精確控制，冶煉過程中0、N含量的穩(wěn)定控制，硼、鎳的加入時機和方式以及連鑄保護澆鑄時實現(xiàn)鋼中固溶硼、鎳含量精準控制的關鍵。
[0043]本發(fā)明的含鎳、含硼齒輪鋼在冶煉和精煉過程中實現(xiàn)了鋼水的窄成分控制，保證了鋼水的潔凈度，鋼材組織的均勻、細小、致密、帶窄，綜合性能高。
[0044]下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0045]本發(fā)明中，無特殊說明，所述百分比均為質(zhì)量百分比。
[0046]實施例中所用冷固球團的成分包括TFe(全鐵)彡60.0%、CaO 0.5%?1.2%、Si020.3%?0.7%、V 0.2%?0.35%、S 0.04 %?0.10 增碳劑的成分包括:固定碳彡90.0%、灰分彡6.0%、揮發(fā)分彡2.0%，全硫量彡0.30% ；活性石灰的成分包括CaO彡85.0%、(Ca0+Mg0)>88.0%、S<0.04%，活性度彡330mL。
[0047]實施例1
[0048]將制取的含釩鈦鐵水兌入120t復吹提釩轉爐吹煉，兌入量為140t，然后向提釩轉爐內(nèi)加入冷固球團，并采用339氧槍進行供氧吹釩，在吹釩的2?3min內(nèi)，向爐內(nèi)加入1.5t氧化鐵皮，供氧4.5min后，向爐內(nèi)加入300kg鎂砂進行調(diào)渣，再供氧43秒進行擋渣出半鋼和釩渣，吹煉終點溫度為1422°(:。獲得的半鋼成分為:3.68%(:、0.05%111、0.069%?、0.005%3、0.034%V，Cr、Si和Ti含量為痕跡。
[0049]將制取的半鋼兌入120t復吹煉鋼轉爐吹煉，兌入量為135t，并采用536氧槍進行供氧，采用雙渣法脫磷脫碳，在開始吹氧的同時，進行第一次煉鋼造渣，向爐內(nèi)加入造渣材料活性石灰、復合造渣劑、高鎂石灰以及煉鋼污泥球，并在開吹供氧7min內(nèi)將造渣材料全部加完，第一次造渣材料活性石灰、復合造渣劑、高鎂石灰的加入量分別為28kg/t擲1、18kg/t糊、19kg/t^?;供氧時間450秒時停止供氧提升氧槍，并倒爐進行排除爐渣。爐渣排除總量的60 %?75 %后將轉爐回歸零位進行供氧，并進行第二次造渣脫磷，第二次造渣材料活性石灰、復合造渣劑、以及高鎂石灰的加入量分別為17kg/1判5.5kg/1糊、以及5.4kg/1判并在第二次開吹供氧6min內(nèi)將造渣材料全部加完。供氧時間656秒時停止供氧提升氧槍，獲得溫度為1680°(:的鋼水;鋼水的主要成分:0.050%(:、0.035%]\111、0.0050%?、0.0056%5，余量為Fe0
[0050]然后向爐內(nèi)加2.06kg/1糊的鎳板利用復吹攪拌2min，進行擋渣出爐，在出爐前向鋼包內(nèi)加入4.4kg/t鋼的高堿度精煉渣和1.2kg/t鋼招鐵脫氧劑，在出爐過程中加中碳錳鐵合金13.5kg/1鋼、中碳絡鐵合金14.2kg/1鋼和增碳劑進行鋼水合金化和增碳，合金由料倉加入。得脫氧合金化的鋼水，其磷、硫及鎳成分為0.006 % P、0.006 % S、0.18 %Ni。當轉爐內(nèi)鋼水出鋼完成后，向鋼包渣面上加入調(diào)渣劑1.5kg/1:鋼，然后進行軟吹氬5min。
[0051 ]將脫氧合金化后的鋼水通過LF爐電加熱及成分微調(diào)處理。鋼包到LF電加熱時，加入高堿度精煉渣、調(diào)渣劑和鋁粒脫氧劑，加入量分別為I.15kg八鰍、1.5kg/t鋼和0.15kg八鰍，然后加熱至1620 °C?1640 °C。當加入的高堿度精煉渣熔融后，再次加入高堿度精煉渣和鋁鐵脫氧劑，加入量分別為1.02kg八鍛R和0.1Okg八鍛K。處理時間為45min。處理后的鋼水中磷、硫、鎳及酸溶鋁成分分別為0.008%?、0.0040%3、0.19%附、0.03%418。當鋼水成分、溫度合格后，然后進行軟吹氬8min。
[0052]將LF處理后的鋼包送到RH真空處理，處理過程提升氬氣流量為1400NL/min，真空度小于311^31'的處理時間為12111；[11;處理12111；[11后，保持真空度，加入中碳猛鐵合金13.5kg/t鋼、中碳絡鐵合金14.2kg/1鋼進行合金化，最后加入硼鐵合金，加入量0.15kg/1雜。合金化后，循環(huán)處理5min，使成分均勻。鋼水真空處理結束后進行軟吹氬6min。然后鋼包送往連鑄。將該鋼包中的鋼水通過采用連鑄保護澆注、結晶器電磁攪拌工藝技術即獲得斷面為360_X 450mm含鎳、含硼齒輪鋼鑄還產(chǎn)品。
[0053]制得的含鎳、含硼齒輪鋼的成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.15 %、硅0.25 %、錳1.00%、磷 0.01 %、硫 0.010%、鉻 1.05%、鎳 0.15%、硼0.003%、全鋁 0.02%，其余為鐵。
[0054]實施例2
[0055]將制取的低硫含釩鈦鐵水兌入120t復吹提釩轉爐吹煉，兌入量為1411，然后向提釩轉爐內(nèi)加入冷固球團，并采用339氧槍進行供氧吹釩，在吹釩的2?3min內(nèi)，向爐內(nèi)加入I.6t氧化鐵皮，供氧4.6min后，向爐內(nèi)加入300kg鎂砂進行調(diào)渣，再供氧45秒進行擋渣出半鋼和釩渣，吹煉終點溫度為1420 0C ο獲得的半鋼成分為:3.70%C、0.05%Mn、0.067%P、
0.006%S、0.035%V、Cr、Si 和 Ti 含量為痕跡。
[0056]將制取的半鋼兌入120t復吹煉鋼轉爐吹煉，兌入量為136t，并采用536氧槍進行供氧，采用雙渣法脫磷脫碳，在開始吹氧的同時，進行第一次煉鋼造渣，向爐內(nèi)加入造渣材料活性石灰、復合造渣劑、高鎂石灰，并在開吹供氧7min內(nèi)將造渣材料全部加完，第一次造渣材料活性石灰、復合造渣劑、高鎂石灰的加入量分別為27kg/_、17kg/神鋼、19kg/神鋼;供氧時間455秒時停止供氧提升氧槍，并倒爐進行排除爐渣。爐渣排除總量的60%?75%后將轉爐回歸零位進行供氧，并進行第二次造渣脫磷，第二次造渣材料活性石灰、復合造渣劑、以及高鎂石灰的加入量分別為16.5kg/1糊、5.6kg/神鋼、以及5.5kg/1糊，并在第二次開吹供氧6min內(nèi)將造渣材料全部加完。供氧時間660秒時停止供氧提升氧槍，獲得溫度為1675 °C的鋼水;鋼水的主要成分:0.060%C、0.040%Mn、0.0060%P、0.007%S，余量為Fe。然后向爐內(nèi)加
2.lkg/t.的鎳板利用復吹攪拌2min，進行擋渣出爐，在出爐前向鋼包內(nèi)加入4.4kg/t鋼的高堿度精煉渣和I.Ikg/t鋼的鋁鐵脫氧劑，在出爐過程中加中碳錳鐵合金14.0kg/t鋼、中碳鉻鐵合金14.5kg/t鋼和增碳劑進行鋼水合金化和增碳，合金由料倉加入。得脫氧合金化的鋼水，其磷、硫及鎳成分為0.007%?、0.008%3、0.19%附。當轉爐內(nèi)鋼水出鋼完成后，向鋼包渣面上加入調(diào)渣劑1.5kg/1:鋼，然后進行軟吹氬6min。
[0057]將脫氧合金化后的鋼水通過LF爐電加熱及成分微調(diào)處理。鋼包到LF電加熱時，加入高堿度精煉渣、調(diào)渣劑和鋁粒脫氧劑，加入量分別為1.2kg八側c、1.6kg/t鋼和0.14kg八側c，然后加熱至1620 °C?1640 °C。當加入的高堿度精煉渣熔融后，再次加入高堿度精煉渣和鋁鐵脫氧劑，加入量分別為1.0kg/1鍛R和0.1 lkg/1鍛K。處理時間為42min。處理后的鋼水磷、硫及鎳成分為0.009%?、0.005%3、0.19%附、0.03^^18。當鋼水成分、溫度合格后，然后進行軟吹氬8min。
[0058]將LF處理后的鋼包送到RH真空處理，處理過程提升氬氣流量為1400NL/min，真空度小于311^31'的處理時間為12111；[11;處理12111；[11后，保持真空度，加入中碳猛鐵合金14.01^/t鋼、中碳絡鐵合金14.5kg/t鋼，進行合金化，最后加入硼鐵合金，加入量0.16kg八鍬K。合金化后，循環(huán)處理5min，使成分均勻。鋼水真空處理結束后進行軟吹氬6min。然后鋼包送往連鑄。將該鋼包中的鋼水通過采用連鑄保護澆注、結晶器電磁攪拌工藝技術即獲得斷面為360_X 450mm含鎳、含硼齒輪鋼鑄還產(chǎn)品。
[0059]制得的含鎳、含硼齒輪鋼的成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.19 %、硅0.30 %、錳1.00%、磷0.012%、硫0.008%、鉻1.15%、鎳0.30%、硼0.003%、全鋁0.03%，其余為鐵。
【主權項】
1.含鎳、含硼齒輪鋼，其特征在于，該齒輪鋼的化學成分以質(zhì)量百分比計為:碳0.15%?0.19%、硅0.20%?0.35%、錳1.00%?1.20%、磷彡0.015%、硫彡0.010%、鉻1.05%?1.25%、鎳0.10%?0.30%、硼0.001%?0.003%、全鋁0.02%?0.04%，其余為鐵。2.權利要求1所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)、轉爐冶煉:將提釩后的半鋼加入轉爐中，采用雙渣法脫磷使鋼水中P含量<0.010%，然后加入鎳，復吹攪拌后，擋渣出爐，出爐前向鋼包內(nèi)加入鋁鐵脫氧劑、合金和高堿度精煉渣，出鋼完成后，在鋼包渣面上加入調(diào)渣劑； (2)、LF爐精煉:將步驟(I)處理得到的鋼水送往LF爐，加入高堿度精煉渣、調(diào)渣劑和鋁粒，待加入的高堿度精煉渣熔融后，再次加入高堿度精煉渣和鋁鐵脫氧劑，以使鋼水中S含量彡0.010% ;精煉處理45?60min; (3)、RH爐真空處理:將步驟(2)精煉后的鋼水送往RH爐進行真空處理，加入合金，其中硼鐵合金最后加入，真空處理35?45min后軟吹氬5?1min; (4)、連鑄:將步驟(3)得到的鋼水保護澆注，連澆爐數(shù)不少于8爐，得到鋼坯。3.根據(jù)權利要求2所述的含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(I)中，所述雙渣法脫磷的具體過程為:第一次煉鋼造渣:向爐內(nèi)加入活性石灰26?30kg/t?、復合造渣劑16?20kg/t糊、高鎂石灰17?21kg/t判^，并在開吹供氧7min內(nèi)將造渣材料全部加完，待爐渣排除量達到總量的60%?75%后，將轉爐回歸零位進行供氧，進行第二次造渣脫磷:向爐內(nèi)加入活性石灰15?18kg/t雜1、復合造渣劑5?6kg/t判^、高鎂石灰5?6kg/t雜I，并在第二次開吹供氧6min內(nèi)將造渣材料全部加完。4.根據(jù)權利要求3所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，所述復合造渣劑的成分包括S12 52%?60%，CaO彡5.0%，MnO彡6.0 %，Al2O3彡8.0 %，S彡0.10%，Ρ<0.10%ο5.根據(jù)權利要求2?4任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，所述高堿度精煉渣的成分包括CaO彡47.0%，Si02 10.0%?20.0%，Α1203<4.0%，S^0.10%，Ρ<0.008%ο6.根據(jù)權利要求2?5任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，以質(zhì)量百分比計，所述調(diào)渣劑的成分包括CaO彡43.0% ,Al^6.0%,S12^ 10.0% ,Al2O3 18.0%?30.0% ,S^0.15%，Ρ<0.05%ο7.根據(jù)權利要求2?6任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(I)中，加入的鎳為鎳板，以質(zhì)量百分比計，鎳板的成分包括Ni +Co彡99.2 %、Co彡0.5 %、S彡0.02%,Ρ^Ξ0.02%，鎳板的加入量為2.0?2.lkg/1.;鋁鐵脫氧劑的加入量為1.1?1.3kg/t鋼，高堿度精煉渣的加入量為4.3?4.5kg/t鋼，調(diào)渣劑的加入量為1.4?1.6kg/t鋼。8.根據(jù)權利要求2?7任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高堿度精煉渣第一次加入1.1?1.2kg八鰍、第二次加入1.0?1.2kg八鰍，調(diào)渣劑的加入量為1.4?1.6kg/t鋼，鋁粒加入量為0.14?0.16kg八鰍，鋁鐵脫氧劑的加入量為0.10?0.15kg/t鍛K。9.根據(jù)權利要求2?8任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(3)中，以質(zhì)量百分比計，所述硼鐵合金的成分為B 15.0%?17.0%，C彡1.0%，Si彡4%，S彡0.01% ,Ρ^ΞΟ.2%，其余為全鐵，用量為0.14?0.16kg八鰍。10.根據(jù)權利要求2?9任一項所述含鎳、含硼齒輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(I)和(3)中，所述合金為中碳錳鐵和中碳鉻鐵，以質(zhì)量百分比計，所述中碳錳鐵合金的成分包括Mn 75.0%?82.0%、C彡2.0%、S彡0.03%、P彡0.20%，其用量為13.5?14.0kgA鋼;所述中碳鉻鐵合金的成分包括Cr 60.0%?70.0%、C彡2.0%、S彡0.025%、Ρ彡0.03%，其用量為14.1 ?14.5kg/t鋼。
【文檔編號】C21C5/30GK106048427SQ201610410034
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】郭奠榮, 陳亮, 楊森祥, 黎建全, 陳天明, 黃德勝, 解明科
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司