CN104212940B

CN104212940B - 防止含硫齿轮钢sae8620h堵塞水口的方法

Info

Publication number: CN104212940B
Application number: CN201410470097.2A
Authority: CN
Inventors: 丁宁; 孙齐松; 崔京玉; 王立峰; 陈京生; 唐国志; 邓素怀; 柳洋波; 佟倩; 马跃; 孔祥涛; 张宝全
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-09-15
Also published as: CN104212940A

Abstract

一种防止含硫齿轮钢SAE8620H堵塞水口的方法，属于钢液与夹杂物之间的热力学平衡技术领域。在浇铸含硫齿轮钢SAE8620H时，会发生由于A1₂O₃夹杂物变性不彻底以及由于生成CaS而发生堵塞水口的现象。齿轮钢SAE8620H属于铝镇静钢，为了防止A1₂O₃夹杂物在连铸机堵塞水口，通用的办法是进行喂钙线处理，使A1₂O₃夹杂物变性，生成低熔点的化合物，这种夹杂物是液态，可以通过吹氩在钢水中聚集长大上浮来去除。齿轮钢SAE8620H含硫较高，在喂钙线处理的过程中，如果加入量过多，会生成CaS，因此应控制好加入钢种的钙含量，减少CaS生成的条件，从而避免连铸过程中堵塞浸入式水口现象的发生。

Description

防止含硫齿轮钢SAE8620H堵塞水口的方法

技术领域

本发明属于钢液与夹杂物之间的热力学平衡技术领域，特别是提供了一种防止含硫齿轮钢SAE8620H堵塞水口的方法。

背景技术

含硫齿轮钢SAE8620H是美国汽车工程师协会标准中的钢号，保证精炼钢水含氧量≤10ppm，采用铝脱氧，同时还有一定的硫含量0.010～0.020％。在连铸过程中，容易生成高熔点Al₂O₃夹杂物导致水口结瘤。通常的处理方法是向钢中加入钙元素，而该钢种中含有硫，加入钙后容易生成高熔点CaS造成堵塞水口。如何确定加入钙元素的含量，从热力学计算上有很大的难度，本发明是根据大量的生产数据统计的结果，最后确定的数据。

目前国内防止水口结瘤有以下几种方式：

1、加入钢水中的钙不小于0.0020％是获得良好的连铸条件的最低量。文献(主编王建英，《瑞典特殊钢生产技术》，冶金部特殊钢信息网，1998年9月，P160).

2、钢水中加入钙，保证钢水中[Ca]/[O]＝0.6～1.0。文献(主编卢盛意，《连铸坯质量》，冶金工业出版社，北京，2000年，P274～334)。

3、钢水中加入钙，保证钢水中[Ca]/[Al]＝0.13。文献(主编卢盛意，《连铸坯质量》，冶金工业出版社，北京，2000年，P274～334)。

4、钢水中加入钙，保证钢水中钙含量为0.002％～0.0035％，可避免水口结瘤和侵蚀塞棒。文献(主编干勇，《炼钢～连铸新技术800问》冶金工业出版社，北京，2004年，P191)。

5、通过统计大量的生产数据(81炉)，找到了SAE8620H浇铸过程不堵塞水口的规律，精炼钢水钙处理后，钢种A1、Ca、S达到最佳的匹配。

发明内容

本发明目的在于提供一种防止含硫齿轮钢SAE8620H堵塞水口的方法。含硫齿轮钢SAE8620H用作生产重载汽车齿轮，钢液中S、Ca和Al的化学成分质量分数必须控制在合理的范围，才能保证不生成高熔点化合物而堵塞水口。

在浇铸含硫齿轮钢SAE8620H时，会发生由于A1₂O₃夹杂物变性不彻底以及由于生成CaS而发生堵塞水口的现象。齿轮钢SAE8620H属于铝镇静钢，为了防止A1₂O₃夹杂物在连铸机堵塞水口，通用的办法是进行喂钙线处理，使A1₂O₃夹杂物变性，生成低熔点的化合物，这种夹杂物是液态，可以通过吹氩在钢水中聚集长大上浮来去除。齿轮钢SAE8620H含硫较高，在喂钙线处理的过程中，如果加入量过多，会生成CaS，因此应控制好加入钢种的钙含量，减少CaS生成的条件，从而避免连铸过程中堵塞浸入式水口现象的发生。

本发明通过统计大量的生产数据(81炉)，找到了SAE8620H浇铸过程不堵塞水口的规律，精炼钢水钙处理后，钢种A1、Ca、S达到最佳的匹配，使钢中不具备高熔点Al₂O₃、CaS夹杂生成条件，满足连续浇铸的需要。

含硫齿轮钢SAE8620H用作生产重载汽车齿轮，钢包为210吨钢包，采用180*180mm²方坯连铸机来生产，拉速为1.5m/min。中间包温度为1535～1540℃(参考：液相线温度约1510℃)。在LF精炼过程喂入硫线，LF精炼结束时喂SiCa线(Φ13mm)280米。钢液中[Ca]/[Al]_t的范围在0.06～0.10,[Ca]/[S]值范围为0.06～0.08,可以保证不生成高熔点化合物而堵塞水口。具体工艺步骤及控制的技术参数如下：

1)LF精炼过程根据钢中S含量喂入硫线，使结束成分S含量达到目标要求，喂线后吹氩搅拌5～8分钟，喂线和吹氩搅拌流量100～200L/min。

2)LF精炼结束喂SiCa线280米，弱吹氩10～15分钟，弱吹氩流量30～50L/min；

3)LF精炼结束齿轮钢SAE8620H的化学成份如表所示：

表1齿轮钢SAE8620H精炼结束化学成份的控制，余量为Fe，质量分数％

4)精炼结束的[Ca]/[Al]t的范围在0.06～0.10，就能保证钢液的顺利浇注。

5)精炼结束的[Ca]/[S]值范围为0.06～0.08，就能保证钢液的顺利浇注。

6)精炼结束的[O]<10ppm。

7)中间包温度为1535～1540℃。

与目前常用的计算得到控制钢水中的钙含量，本发明具有如下优点：

1)操作简单，控制钢液中S、Ca、Alt、[O]的化学成分质量分数必须控制在合理的范围，就能保证不生成高熔点化合物而堵塞水口。

2)通过统计大量的生产数据，具有实用性。

具体实施方式

实例1：浇铸SAE8620H钢工艺关键参数。钢水C：0.21％、Si：0.25％、Mn：0.87％、P：0.011％、S：0.020％、Alt：0.028％、Cr：0.51％、Ni：0.17％、Mo：0.58％、Ca：0.0019％。

中间包温度：1535℃。其中[Ca]/[Al]t＝0.07、[Ca]/[S]＝0.09，[O]：0.0008％。210吨钢水浇铸顺利，无堵塞水口现象。

实例2：浇铸SAE8620H钢工艺关键参数。钢水C：0.20％、Si：0.26％、Mn：0.88％、P：0.014％、S：0.018％、Alt：0.027％、Cr：0.52％、Ni：0.17％、Mo：0.60％、Ca：0.0016％。

中间包温度：1538℃。其中[Ca]/[Al]t＝0.06、[Ca]/[S]＝0.08，[O]：0.0009％。210吨钢水浇铸顺利，无堵塞水口现象。

实例3：浇铸SAE8620H钢工艺关键参数。钢水C：0.20％、Si：0.25％、Mn：0.88％、P：0.012％、S：0.019％、Alt：0.03％、Cr：0.50％、Ni：0.16％、Mo：0.58％、Ca：0.0018％。

中间包温度：1537℃。其中[Ca]/[Al]t＝0.06、[Ca]/[S]＝0.09，[O]：0.0006％。210吨钢水浇铸顺利，无堵塞水口现象。

Claims

1.一种防止含硫齿轮钢SAE8620H堵塞水口的方法，其特征在于：

1)LF精炼过程根据钢中S含量喂入硫线，使结束成分S含量达到目标要求，喂线后吹氩搅拌5～8分钟，吹氩搅拌流量100～200L/min；

3)LF精炼结束齿轮钢SAE8620H的化学成份如下：

C：0.19～0.21％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.80～0.90％、P：≤0.020％、S：0.010～0.020％、Cr：0.55～0.65％、Ni：0.55～0.70％、Mo：0.15～0.20％、Alt：0.025～0.040％，Ca：0.0010～0.0020％均为质量百分比；余量为Fe；

4)精炼结束的[Ca]/[Al]t的范围在0.06～0.10，保证钢液的顺利浇注；

5)精炼结束的[Ca]/[S]值范围为0.06～0.08，保证钢液的顺利浇注；

6)精炼结束的[O]<10ppm；

7)中间包温度为1535～1540℃。