CN105567899B - 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法 - Google Patents

一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105567899B
CN105567899B CN201610016677.3A CN201610016677A CN105567899B CN 105567899 B CN105567899 B CN 105567899B CN 201610016677 A CN201610016677 A CN 201610016677A CN 105567899 B CN105567899 B CN 105567899B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
stoves
round steel
steel
smelting process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610016677.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105567899A (zh
Inventor
豆乃远
万文华
刘宪民
王日红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Bangyi Iron and Steel Co., Ltd.
Zenith Steel Group Co Ltd
Original Assignee
Zenith Steel Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zenith Steel Group Co Ltd filed Critical Zenith Steel Group Co Ltd
Priority to CN201610016677.3A priority Critical patent/CN105567899B/zh
Publication of CN105567899A publication Critical patent/CN105567899A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105567899B publication Critical patent/CN105567899B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明涉及一种圆钢的低成本冶炼方法，具体来说涉及一种提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，包括转炉冶炼工序、LF炉外精炼工序、大方坯连铸工序步骤，通过适当降低转炉石灰及石灰石消耗，合理降低炉渣碱度，可以提高转炉终点硫含量，适当提高转炉出钢碳含量、选择合理的出钢温度；优化了炉外精炼工艺。采用本发明生产的机械用圆钢，操作简单、成本低廉、其纯净度高、切削性能好、可浇性好。本发明与原工艺相比，即保证了成品中的硫含量，满足了客户的切削性要求，又降低了生产成本，解决了目前生产的易切削机械用圆钢存在的连浇性不好、易出现结瘤、纯净度不高、质量不稳定等技术难题。

Description

一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种钢的生产方法，具体来说涉及一种提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法。
背景技术
机械用钢是钢铁消费市场中用量最大，用途最广的钢种系列之一，广泛应用于工程机械、汽车和家电等行业。工程机械用钢是指用以制造承受载荷或传递功和力的机械零件所用的结构钢，也称机器结构钢。对这类钢的要求是有高的强度、适当的韧性和良好的制造工艺性，如锻造性、切削加工性等。这类钢一般都经过适当热处理后使用。机械制造用钢按用途可分为调质钢、表面硬化钢(包括渗碳钢、渗氮钢)、弹簧钢和滚动轴承钢等。
调质钢使用前一般先经淬火再经回火，以使强度和韧性达到要求。碳素调质钢含碳量为0.03～0.60％，由于其淬透性较低，仅用于制造截面尺寸较小、形状简单或载荷较低的机械零件。合金调质钢是在碳素调质钢的基础上加入一种或几种合金元素，加入的合金元素总量一般不超过5％。合金调质钢的淬透性好，可在油中淬硬，淬火变形小，有更好的强度和韧性配合。常用钢号有40Cr、35CrMo、40MnB等。对截面尺寸大、承受载荷高的重要零件如航空发动机主轴、高速柴油机的曲轴和连杆、汽轮机和发电机的主轴等常用合金元素含量较高的钢种，如40CrNiMo、18CrNiW、25Cr2Ni4MoV等。
渗碳钢用于制造要求表面坚硬耐磨而心部强韧耐冲击的零件，如链销、活塞销、齿轮等。渗碳钢的含碳量低，为0.10～0.30％，以保证零件的心部韧性，经渗碳处理可在表面形成一层高碳高硬度的耐磨层。较重要的零件可采用合金渗碳钢，常用的钢号有20CrMnTi、20CrMo、20Cr等。
渗氮钢钢中含有与氮亲和力强的合金元素如铝、铬、钼、钒等，以利于氮的渗入。渗氮层比渗碳层更硬、更耐磨和耐蚀，但渗氮层较薄。渗氮后零件变形小，常用以制造允许磨损量小的精密零件如磨床主轴、柱塞副、精密齿轮、阀杆等，常用的钢号有38CrMoAl。
近年来，随着客户对机械用钢的要求越来越高，机械用钢企业为了提高生产效率，降低生产成本，除性能等指标满足使用要求外，还对机械用钢提出了切削性能要求。目前，国内很多机械用钢生产厂家均接受到了客户的切削困难抱怨，客户迫切希望适当提高圆钢的成品硫含量，提高机械用钢的切削性能。
通常，在钢中加入一种或几种元素如硫等以降低切削力，所加入量一般仅为千分之几以下、利用加入的元素本身，或加入元素与钢中其他元素结合成一种在切削过程中起减摩作用和促进断屑的夹杂物，从而达到延长刀具寿命、降低切削力、改善表面粗糙度等目的。
在炼钢过程中，钢水中磷、氧等元素的含量是要严格进行控制的，磷在钢中全部溶于铁素体中，可使铁素体的强度、硬度有所提高，但却使低温下钢的塑性、冲击韧性急剧降低，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”，同时，还对焊接性能产生不利影响，使焊缝产生冷脆现象，对钢的质量带来不利的影响；钢水中氧含量过高，会产生皮下气泡、疏松等缺陷，同时生成大量的夹杂物并残留在钢水中，会大大降低钢的塑性、冲击韧性等力学性能。因此，冶炼、精炼时炉渣必须保证一定高的碱度，盲目地降低炉渣碱度，会造成钢液的脱磷困难，氧含量过高，夹杂物含量高，表面容易产生气孔等缺陷，造成轧材质量的明显下降，满足不了用户的使用性要求。
目前，国内相关生产企业多数采用高碱度渣脱硫，以40Cr为例，精炼渣碱度控制在4.2％左右，炉渣碱度高，意味着炉渣中自由CaO量高，而钢中的硫元素还原成的硫离子，又很容易与钢中的阳离子如钙离子等形成稳定的硫化物，并被炉渣所吸附而被除去，因此，钢水中的硫含量就会比较低(一般硫含量仅为0.001％～0.005％)，因此企业为满足用户的要求采用在后续软吹时喂硫铁线增硫的工艺，这样会造成连续浇铸困难，一般连浇3～5炉便出现结瘤现象，不仅增加了生产成本，还严重影响了产品质量，同时降低了生产效率。如何选择生产工艺，既满足用户的切削性要求，又能降低生产成本，这些技术难题大大困扰着机械用钢的生产厂家。
发明内容
本发明的目的在于针对以上技术难题，通过合理选择工艺路线、合理设计工艺参数和合理优化精炼工艺等手段，提供了一种提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，采用本发明生产的机械用圆钢，操作简单、成本低廉、其纯净度高、切削性能好、可浇性好、进行钙处理后，可一次连浇20炉，大大提高了生产效率，且圆钢的表面质量良好，完全满足国内外机械用钢客户的需求。本发明与原工艺相比，吨钢可降低生产成本10元以上；本发明与软吹时喂硫线增硫工艺相比，吨钢可降低生产成本15元以上。
为了实现上述目的，本发明提供了一种提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，包括转炉冶炼工序、LF精炼工序和大方坯连铸工序步骤，具体操作如下(以含硫40Cr为例)：
(1)转炉冶炼所用铁水控制一定的硫含量，冶炼过程中通过适当降低转炉石灰及石灰石消耗，合理降低炉渣碱度，可以提高转炉终点硫含量；控制好冶炼终点成分，出钢1/4时随钢液依次加入脱氧剂、合金和渣料，出钢过程采用滑板挡渣操作，严禁下渣出钢，出钢时间为3～4min，
由碳氧浓度积可知，出钢碳较高，钢水中的自由氧含量将大大降低，减轻了后续脱氧压力，大大减少了脱氧产物的生成，
作为优选，步骤(1)中，转炉冶炼所用铁水[S]控制在0.030％～0.050％，铁水温度T≥1280℃，冶炼过程中加入石灰2600～2700kg/炉，石灰石900～1000kg/炉，总渣料量3500～3700kg/炉，转炉炉渣二元碱度2.8～3.2；
作为优选，步骤(1)中所述冶炼终点[C]控制在0.20％～0.30％，终点[S]控制在0.018％～0.030％，终点[P]≤0.015％，出钢温度为1620～1660℃；
作为优选，步骤(1)中所述加入脱氧剂、合金和渣料种类分别为碳化硅60kg/炉、铝饼50kg/炉、硅锰合金7.5～8.0kg/t、硅铁1.0～1.5kg/t、高碳铬铁15.5～16.0kg/t，脱硫剂750kg/炉；
加入碳化硅和铝饼进行预脱氧，可降低钢液中的氧含量，先加入碳化硅，减少了脱氧产物氧化铝的生成量，进而减轻了后续氧化产物上浮的压力；
(2)LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，精炼前期根据渣面流动情况，加入适量萤石化渣，喂入铝线调铝至精炼炉首样[Al]在0.010-0.015％之间，精炼过程中加入碳化硅进行钢渣界面脱氧，根据脱氧情况，要及时控制好氩气搅拌，避免脱氧不良或氧低时脱硫速率过快；喂入硅钙线100-200m/炉，随后转运到软吹位置进行软吹氩操作，
步骤(2)中所述铝线加入量为0～12kg/炉，萤石的加入量为50～100kg/炉，碳化硅的加入量为80～120kg/炉，使精炼炉炉渣碱度控制为2.3-2.9；所述精炼前期、中期底吹氩气量搅拌压力0.8～1.0MPa，流量200～300L/min，精炼后期、末期底吹氩气量搅拌压力0.6～0.8MPa，流量150～250NL/min；
加碳化硅的目的是为了进行钢渣界面脱氧，碳化硅的硅与钢液中的氧、氧化产物生成复合脱氧产物经氩气搅拌进入渣面，碳化硅的碳与钢液中的氧反应生成气体离开钢液，
步骤(2)中所述软吹氩流量80～100NL/min，软吹氩时间≥20分钟，
严格的软吹氩工艺和确保适当软吹时间，以实现有效促进夹杂物上浮，减少钢中夹杂物含量，达到净化钢水的目的，
(3)连铸采用低过热度、中低拉速浇注，过热度控制在20～30℃，拉速0.80～0.90m/min，二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.25L/Kg，采用结晶器电磁搅拌，并使用结晶器保护渣，
连铸中包选用涂抹式中包，中间包与包盖之间垫放耐火棉并在各接缝处用涂抹料涂抹密封，烘烤10～11小时，烘烤温度1100～1200℃，开浇前，中间包先充氩，大包氩封好，开浇后中包中钢水重量超过15t时加入中包覆盖剂，待覆盖剂加好后，方可停止中间包充氩，勤加稻壳灰，保持中包黑渣操作，结晶器选用保护渣，保护渣自动加入，确保加入量均匀，连铸坯采用过渡冷床高温出坯，温度≤150℃转运，
浇铸过程做好保护浇铸工作，避免钢水被二次氧化和吸氮，确保钢的质量，氧及氮对钢的质量均有不良影响。氧含量过高，钢中角状夹杂及宏观夹杂增多，易发生脆性断裂，影响钢材的冲击性能，非金属夹杂物含量过高也会影响钢材的表面质量；钢中氮含量增加，将使屈服极限、强度极限和硬度提高，塑性、冲击韧性降低，并导致时效硬化，氮还会大幅度提高钢的韧脆转变温度，有可能使钢产生低温回火脆性，某些氮化物还会导致钢的热脆；
步骤(3)中，所述结晶器保护渣为西宝中碳钢保护渣，其中碱度为R＝0.61～0.69，熔点1050～1100℃，粘度为0.45～0.55Pa.S/1300℃，H2O≤0.30％；每隔2小时测量一次液渣层厚度，确保液渣层深度为6～8mm；结晶器一冷水流量为110±5m3/h，确保一冷水温差6～9℃；中包水口直径≥Φ30mm，水口插入深度为90～110mm，使用6～7h进行更换，结晶器电磁搅拌为210A/5Hz，
本发明的有益效果在于：本发明的机械用钢成品中硫含量控制在0.010％～0.020％，即可满足用户的切削性要求，若硫含量过高，钢水在冷却凝固过程中由于偏析，Fe-FeS以低熔点的共晶体呈网状分布于晶界处，使钢的热加工温度在1150～1200℃，在此温度下晶界处共晶体已熔化，当钢受压后造成晶界的破裂，这就是钢的“热脆”性，特别是当钢中氧含量较高时，FeO与FeS形成的共晶体熔点更低，只有940℃，更加剧了钢的“热脆”现象；同时，硫还会明显地降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生许多气孔和疏松，从而降低焊缝的强度，并且显著恶化钢的耐腐蚀性等，存在较大的质量隐患。
本发明通过调整转炉冶炼过程中渣料加入量、适当提高转炉出钢碳含量、选择合理的出钢温度、优化精炼工艺、降低精炼炉渣碱度、做好连铸过程保护浇铸工作、严格执行标准化操作和生产工艺中各参数等手段，将机械用钢成品中硫含量控制在0.010％～0.020％，解决了目前生产的机械圆钢存在的切削性不好；软吹时喂入硫铁线增硫工艺连浇性不好、易出现结瘤、纯净度不高、质量不稳定等技术难题，同时可将吨钢成本降低10元以上。提供了一种操作简单、质量稳定、成本低廉、其纯净度高、切削性能好、可浇性好、进行钙处理后，可一次连浇20炉，大大提高了生产效率、且圆钢的表面质量良好，完全满足机械用钢用户的使用性要求的冶炼方法。
本发明在转炉冶炼过程中，通过适当降低石灰石的加入量来调整转炉炉渣碱度、同时选择合理的出钢温度，出钢碳含量，并且选择加入的脱氧材料为碳化硅和铝块、渣料为脱硫剂；，大大减少了“脱氧过程中同时脱硫”现象的发生，既得到适当硫含量的钢水，又具有低磷、低氧出钢的效果，为精炼炉脱氧减轻了负担；再次，本发明中转炉出钢后加入的渣料选用脱硫剂，取消合成渣的加入，明显降低了生产成本，同时，根据配加适量的萤石，确保了炉渣的流动性，达到了脱氧和夹杂物上浮的效果，在精炼过程中，采用不同时期调整不同的软吹氩流量，确保了脱氧的同时，避免脱硫的效果，确保了产品质量。
具体实施方式
生产工艺简述如下(以含硫40Cr为例)：
转炉冶炼→LF钢包精炼→大方坯连铸(220*260mm2)→过渡冷床高温出坯。
实施例1(炉号715110364)
(1)转炉冶炼工序
转炉冶炼采用有硫含量要求的铁水，其中，入炉铁水中组分质量含量要求：Si：0.48％、P：0.096％、S：0.040％，入炉铁水温度T＝1308℃，转炉冶炼过程中加入石灰2650kg/炉，石灰石950kg/炉，控制总渣料量3600kg/炉，转炉炉渣碱度3.0；
转炉冶炼控制出钢终点[C]＝0.25％，终点[P]＝0.010％，终点[S]控制在0.028％，出钢温度1640℃，出钢过程采用滑板挡渣操作，出钢时间为3.5分钟，出钢1/4时依次加入碳化硅60kg/炉、铝饼50kg/炉、硅锰合金7.8kg/t、硅铁1.2kg/t、高碳铬铁15.8kg/t，脱硫剂(化学成分的重量百分比为：CaO：69.4％；Al2O3：10.6％；MgO：5.5％；SiO2：10.7％；CaF2：3.8％)750kg/炉；
(2)LF精炼工序
LF精炼炉钢包加盖，确保LF精炼炉密封良好，炉内为还原性气氛，精炼前期加入萤石的80kg/炉进行调渣，确保渣面的流动性，喂入铝线5kg/炉调铝至精炼炉首样[Al]在0.012％，精炼过程均匀加入碳化硅100kg/炉进行钢渣界面脱氧，精炼炉炉渣碱度控制为2.6，精炼前期、中期底吹氩气量搅拌压力0.9MPa，流量250NL/min，精炼后期、末期底吹氩气量搅拌压力0.7MPa，流量200NL/min。精炼完成后喂入硅钙线150m/炉，迅速转入到软吹区域进行软吹氩操作，软吹氩流量90NL/min，软吹氩时间≥20分钟；
(3)连铸工序
连铸采用低过热度、中低拉速浇注，过热度控制28℃，拉速0.84m/min，二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.25L/Kg，采用结晶器电磁搅拌，并使用西宝中碳钢结晶器保护渣，碱度为R＝0.65，熔点1070℃，粘度为0.51Pa.S/1300℃，H2O＝0.20％；每隔2小时测量一次液渣层厚度，确保液渣层深度为7mm；结晶器一冷水流量为110±5m3/h，一冷水温差7～8℃；中包水口直径≥Φ30mm，水口插入深度为100mm，使用6.5h进行更换，结晶器电磁搅拌为210A/5Hz；
连铸坯采用过渡冷床高温出坯，温度为120℃转运；连铸中包选用涂抹式中包，烘烤10.5小时，烘烤温度1150℃，开浇前，中间包先充氩，大包氩封好，开浇后中包中钢水重量15.2t时加入中包覆盖剂，待覆盖剂加好后，停止中间包充氩，勤加稻壳灰，保持中包黑渣操作；
实施例2(炉号715110365)
入炉铁水中组分质量含量要求：Si：0.41％、P：0.093％、S：0.038％，入炉铁水温度T＝1310℃，过热度为25℃，拉速0.85m/min，其余操作与实施例1相同。
实施例3(炉号715110366)
转炉出钢控制终点[C]＝0.23％，过热度为26℃，拉速0.85m/min，其余操作与实施例1相同。
实施例1-3所制得钢的主要成分(余量为铁)、非金属夹杂物、气体含量分别见表1、表2和表3所示：
表1实例1-3所制备的钢的化学成分(wt％)
炉号 C Si Mn P S Cr Ni Cu Al
715110364 0.405 0.223 0.592 0.015 0.012 0.898 0.009 0.003 0.0105
715110365 0.402 0.224 0.592 0.014 0.010 0.895 0.009 0.004 0.0107
715110366 0.404 0.221 0.595 0.016 0.011 0.903 0.010 0.004 0.0096
表2非金属夹杂物级别(针对实例1-3制备的钢所进行的测试)
炉号 A(细) A(粗) B(细) B(粗) C(细) C(粗) D(细) D(粗) DS
715110364 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.5 0.5
715110365 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.5 0.5
715110366 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.5 0.5
表3成品气体含量(针对实例1-3制备的钢所进行的测试)
对比例1
将实例1步骤(1)中“转炉冶炼过程中加入石灰2650kg/炉，石灰石950kg/炉，控制总渣料量3600kg/炉，转炉炉渣碱度3.0”修改为“转炉冶炼过程中加入石灰2950kg/炉，石灰石950kg/炉，控制总渣料量3900kg/炉，转炉炉渣二元碱度4.0”，其他条件同实施实例1。
出钢硫含量为0.015％，远低于本发明实施例中出钢硫含量，且成品硫含量为0.004％，远低于本发明中成品硫含量，用户使用时切削性能不好。
对比例2
将实例1步骤(1)中“出钢1/4时，加入的脱硫剂750kg/炉”修改为“出钢1/4时，加入脱硫剂750kg/炉，合成渣(基本化学成分的重量百分比为：CaO：54.8％；Al2O3：18.5％；MgO：5.6％；SiO2：15.6％；CaF2：4.5％；MnO：0.5％；FeO：0.5％)300kg/炉”，其他条件同实施实例1。
经检测，精炼炉炉渣二元碱度为4.2，远大于本发明炉渣的二元碱度，且成品硫含量为0.003％，远低于本发明中成品硫含量，用户使用时切削性能不好。
对比例3
将实例1步骤(1)中“出钢1/4时，加入脱硫剂750kg/炉”修改为“出钢1/4时，加入脱硫剂750kg/炉，合成渣(基本化学成分同比较例2中的合成渣)300kg/炉”，步骤(2)中“精炼完成后喂入硅钙线150m/炉，迅速转入到软吹区域进行软吹氩操作”修改为“精炼完成后喂入硅钙线150m/炉，硫铁线80m/炉，迅速转入到软吹区域进行软吹氩操作”，其他条件同实施实例1。
经检测，虽成品硫含量与本发明实施例1相当，但连浇3炉便出现较为严重的结瘤现象，无法正常生产，远低于本发明实施例中连浇炉数，大大增加了生产成本。
对比例4
将实例1步骤(4)中“软吹氩流量90NL/min，软吹氩时间≥20分钟”修改为“软吹氩流量120NL/min，软吹氩时间≥15分钟”，其他条件同实施实例1。
连铸浇铸过程中出现结瘤现象，对最终制得的钢材进行力学性能检测，经检测B细类夹杂物存在2.5级情况，远高于本发明实施例中制备的钢材的夹杂物级别。
可见，对比例4中的软吹氩工艺在机械用钢的制备中，并无法很好地起到促进夹杂物上浮、净化钢水的效果。
对比例5
将实例1步骤(1)中“出钢1/4时，加入脱硫剂750kg/炉”修改为“出钢1/4时，加入低碱度预熔渣(具体的化学成分的重量百分比如下：CaO：45.98％；Al2O3：2.80％；MgO：4.21％；SiO2：41.66％；CaF2：4.59％；S：0.28％；水份：0.48％)750kg/炉”，其他条件同实施实例1。
出钢硫含量为0.014％，远低于本发明实施例中出钢硫含量，且成品硫含量为0.004％，远低于本发明中成品硫含量，用户使用时切削性能不好，且生产成本高。
对比例6
将实例1步骤(1)中“出钢1/4时依次加入碳化硅60kg/炉、铝饼50kg/炉”修改为“出钢1/4时加入硅钙钡110kg/炉”，其他条件同实施实例1。
出钢硫含量为0.018％，远低于本发明实施例中出钢硫含量，且成品硫含量为0.005％，远低于本发明中成品硫含量，用户使用时切削性能不好。
对比例7
将实例1步骤(2)中“精炼过程均匀加入碳化硅100kg/炉”修改为“精炼过程均匀加入低碱度预熔渣100kg/炉”，其他条件同实施实例1。
成品硫含量为0.006％，远低于本发明中成品硫含量，用户使用时切削性能不好。

Claims (7)

1.一种提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：所述的机械用圆钢为含硫40Cr，
所述的冶炼方法包括转炉冶炼工序、LF炉外精炼工序和方坯连铸工序步骤，具体操作如下，
(1)转炉冶炼工序
转炉冶炼采用具有一定硫含量的铁水，冶炼过程中通过控制石灰及石灰石的消耗，将转炉炉渣二元碱度控制为2.8～3.2，出钢1/4时随钢液依次加入脱氧剂、合金和渣料，出钢过程采用滑板挡渣操作，严禁下渣出钢，出钢时间为3～4min，
所述的渣料为脱硫剂，
所述脱硫剂的化学成分的重量百分比为CaO 69.4％、Al2O3 10.6％、MgO 5.5％、SiO210.7％、CaF2 3.8％；
(2)LF精炼工序
LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，精炼前期根据渣面流动情况，加入萤石化渣，喂入铝线调铝至精炼炉首样Al含量在0.010-0.015％之间，精炼过程中采用氩气搅拌，并加入碳化硅进行钢渣界面脱氧；喂入硅钙线100-200m/炉，随后转运到软吹区域进行软吹氩操作；
(3)方坯连铸工序
连铸采用低过热度、中低拉速浇注，过热度控制在20～30℃，拉速0.80～0.90m/min，二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.25L/Kg，采用结晶器电磁搅拌，并使用结晶器保护渣；
连铸坯采用过渡冷床高温出坯，温度≤150℃转运；连铸中包选用涂抹式中包，烘烤10～11小时，烘烤温度1100～1200℃，勤加稻壳灰，保持中包黑渣操作。
2.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(1)中，转炉冶炼所用铁水[S]控制在0.030％～0.050％，铁水温度T≥1280℃，冶炼过程中加入石灰2600～2700kg/炉，石灰石900～1000kg/炉，控制总渣料量3500～3700kg/炉，转炉炉渣二元碱度2.8～3.2。
3.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(1)中所述冶炼终点[C]控制在0.20％～0.30％，终点[S]控制在0.018％～0.030％，终点[P]≤0.015％，出钢温度为1620～1660℃。
4.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(1)中所述加入脱氧剂、合金和渣料种类分别为碳化硅60kg/炉、铝饼50kg/炉、硅锰合金7.5～8.0kg/t、硅铁1.0～1.5kg/t、高碳铬铁15.5～16.0kg/t，脱硫剂750kg/炉。
5.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(2)中所述铝线加入量为0～12kg/炉，萤石的加入量为50～100kg/炉，碳化硅的加入量为80～120kg/炉，使精炼炉炉渣碱度控制为2.3-2.9；精炼前期、中期氩气搅拌的搅拌压力0.8～1.0MPa，流量200～300NL/min，精炼后期、末期氩气搅拌的搅拌压力0.6～0.8MPa，流量150～250NL/min。
6.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(2)中所述软吹氩流量80～100NL/min，软吹氩时间≥20分钟。
7.如权利要求1所述的提高机械用圆钢切削性能的低成本冶炼方法，其特征在于：步骤(3)中，所述结晶器保护渣为西宝中碳钢保护渣，其中碱度为R＝0.61～0.69，熔点1050～1100℃，粘度为0.45～0.55Pa·S/1300℃，H2O≤0.30％；每隔2小时测量一次液渣层厚度，确保液渣层深度为6～8mm；结晶器一冷水流量为110±5m3/h，确保一冷水温差6～9℃；中包水口直径≥Φ30mm，水口插入深度为90～110mm，使用6～7h进行更换，结晶器电磁搅拌为210A/5Hz。
CN201610016677.3A 2016-01-11 2016-01-11 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法 Active CN105567899B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610016677.3A CN105567899B (zh) 2016-01-11 2016-01-11 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610016677.3A CN105567899B (zh) 2016-01-11 2016-01-11 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105567899A CN105567899A (zh) 2016-05-11
CN105567899B true CN105567899B (zh) 2017-10-31

Family

ID=55878513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610016677.3A Active CN105567899B (zh) 2016-01-11 2016-01-11 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105567899B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106319349A (zh) * 2016-10-27 2017-01-11 马钢(集团)控股有限公司 一种预应力锚具用合金结构钢
CN106555028B (zh) * 2016-12-05 2018-05-22 建龙北满特殊钢有限责任公司 一种高碎片率用钢的冶炼方法
CN106756494B (zh) * 2016-12-16 2018-06-29 中天钢铁集团有限公司 一种有效减少含锑耐候圆钢裂纹的生产工艺
CN107475492B (zh) * 2017-07-20 2019-02-22 首钢集团有限公司 一种控制易切钢表面高温硫化缺陷的加热方法
CN109988972B (zh) * 2019-04-23 2021-05-04 中天钢铁集团有限公司 一种低碳含硫空调管用圆钢及其生产工艺
CN110306101B (zh) * 2019-07-04 2020-08-11 北京首钢吉泰安新材料有限公司 一种三相有衬电渣炉冶炼圆珠笔头用高硫易切削不锈钢的硫合金化方法
CN111074039A (zh) * 2019-12-25 2020-04-28 舞阳钢铁有限责任公司 一种提升16-30mm厚板钢液纯净度的方法
CN112080700B (zh) * 2020-09-14 2022-02-01 新余钢铁股份有限公司 一种高硫低铝易切削钢连铸板坯及其生产方法
CN112159925A (zh) * 2020-09-15 2021-01-01 石横特钢集团有限公司 一种高强韧锚杆钢钢坯生产工艺
CN115404402A (zh) * 2022-08-18 2022-11-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种高铝渗氮钢的大圆坯连铸工艺方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156308C1 (ru) * 1999-07-07 2000-09-20 ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ обработки стали в ковше
CN101245433A (zh) * 2007-07-23 2008-08-20 天津钢铁有限公司 一种预应力混凝土钢棒用盘条及制造工艺
CN101792884A (zh) * 2009-12-31 2010-08-04 首钢总公司 低松弛、耐氢质腐蚀高速铁路预应力拉杆用钢及生产方法
CN104894476A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 常州东大中天钢铁研究院有限公司 一种建筑网格用钢盘条及其制备方法
CN105177215A (zh) * 2015-08-28 2015-12-23 常州东大中天钢铁研究院有限公司 一种高铝合金结构圆钢的高效生产工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156308C1 (ru) * 1999-07-07 2000-09-20 ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ обработки стали в ковше
CN101245433A (zh) * 2007-07-23 2008-08-20 天津钢铁有限公司 一种预应力混凝土钢棒用盘条及制造工艺
CN101792884A (zh) * 2009-12-31 2010-08-04 首钢总公司 低松弛、耐氢质腐蚀高速铁路预应力拉杆用钢及生产方法
CN104894476A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 常州东大中天钢铁研究院有限公司 一种建筑网格用钢盘条及其制备方法
CN105177215A (zh) * 2015-08-28 2015-12-23 常州东大中天钢铁研究院有限公司 一种高铝合金结构圆钢的高效生产工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
120t BOF-LF-CC流程生产20CrMo齿轮钢的工艺实践;徐志东 等;《特殊钢》;20150831;第36卷(第4期);第50页 *
40Cr合金结构圆钢的开发;夏文勇 等;《江西冶金》;20061231;第26卷(第6期);第1-3页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105567899A (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105567899B (zh) 一种提高机械用圆钢切削性能的冶炼方法
CN102703817B (zh) 一种易切削齿轮钢及其生产工艺
CN104862443B (zh) 一种低碳低硅焊丝钢的冶炼方法
CN102703834B (zh) 一种晶粒细化的齿轮钢及其生产工艺
CN103556069B (zh) 一种高压气瓶用大直径无缝钢管及其制造方法
CN102936689B (zh) 一种耐髙温轴承钢及其生产工艺
CN107119231B (zh) 一种五金工具用钢盘条及其生产方法
CN103966515B (zh) 一种利用电弧炉制备低合金高强韧铸钢的方法
CN109988972A (zh) 一种低碳含硫空调管用圆钢及其生产工艺
CN107699796A (zh) 一种低碳复合型易切削钢及其生产方法
CN110499452B (zh) 合金铸钢、其制作方法及应用
CN108359898A (zh) 一种低氧低夹杂轴承钢的制备方法
CN102248142A (zh) 一种中低碳铝镇静钢的生产方法
CN103556081B (zh) 一种高强高韧耐磨挖掘机斗齿用钢及其制造方法
CN110273105B (zh) 一种高速工具钢及其制备方法
CN101880829A (zh) 新型镁合金热作模具钢
CN107164698B (zh) 耐腐蚀预埋槽的新型生产方法
CN109280743A (zh) 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法
CN102703809A (zh) 一种热轧钢及其制造方法
CN114959415A (zh) 一种微合金化风电变速箱齿轮钢的制造方法
CN113881901A (zh) 一种齿轮钢生产方法
CN111304532B (zh) 一种耐热奥氏体不锈钢及其制备方法
CN110551936B (zh) 一种锰系低合金复相贝氏体球磨铸铁磨球及其制备方法
CN115110007A (zh) 一种含氮高碳硅锰铬钛磨球钢的制备方法
CN109778073B (zh) 一种易切削汽车同步器用钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190530

Address after: 213000 No. 1 Zhongwu Avenue, Changzhou City, Jiangsu Province

Co-patentee after: Changzhou Bangyi Iron and Steel Co., Ltd.

Patentee after: Zhongtian Iron Steel Group Co.,Ltd.

Address before: 213011 beside 312 National Road, Yinshu Village, Yaoguan Town, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Zhongtian Iron Steel Group Co.,Ltd.