CN107619983B - 降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺 - Google Patents

降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺，其包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和浇铸工序，所述转炉冶炼工序：控制冶炼过程的铁水温度≥1250℃，控制铁水磷含量≤0.140%，控制铁水硫含量≤0.040%，控制铁水比，控制废钢加入量；控制终点成分，增加渣层厚度；转炉吹炼过程中添加2吨铁矿石，控制终点氮含量；控制铁水、废钢及各种添加辅料中钛含量；出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在3～5分钟，出钢过程底吹流量控制在0.15～0.25Nm3/min；出钢结束后，关闭底吹。本方法通过转炉炼钢、精炼、连铸工艺控制钢水中氮含量，通过出钢过程中钢水不完全脱氧处理控制钢水中钛含量，有效降低了钢水中TiN夹杂物的含量，提高了钢水洁净度。

Description

降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺
技术领域
本发明涉及一种冶炼工艺，尤其是一种降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺。
背景技术
夹杂物主要是脱氧和合金化元素与溶解在钢液中的氧以及硫、氮的反应产物所形成的夹杂物。齿轮钢20CrMnTi钢中的氮极易容易与钢中的钛元素形成带有棱角的夹杂物，夹杂物的存在会降低钢的洁净度，影响产品品质性能。目前降低钢水中夹杂物含量的方法很多，但是涉及到降低齿轮钢20CrMnTi钢中TiN夹杂的报道很少。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和浇铸工序，所述转炉冶炼工序：控制入炉铁水的温度≥1250℃、磷含量≤0.140%、硫含量≤0.040%，控制铁水比80%及以上；
控制终点碳0.06～0.12%，增加渣层厚度到110～150mm；转炉吹炼过程中添加铁矿石，控制终点氮含量小于35ppm；出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在3～5分钟，出钢过程底吹流量控制在0.15～0.25Nm3/min；出钢结束后，关闭底吹；
所述LF精炼工序：所用钢包顶渣主要成分的重量百分含量为：CaO≥50%，SiO2≤10%，Al2O3≥25%，MgO≤10%，MnO+FEO≤1%；采用微正压操作，微正压压力50～100KPa；LF精炼精炼后，钢水温度达到1655℃及以上时加入纯钙合金包芯线进行钙处理，加入量为150～250m；
所述RH精炼工序：RH精炼结束，加入硅钙合金包芯线200～400m进行钙处理；
所述连铸工序：对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封；中间包内钢水温度1532～1552℃，过热度20～40℃，钢坯拉速1.1±0.1m/min，矫直温度900～925℃。
本发明所述转炉冶炼工序中，通过钢水出钢至钢包过程中添加150～250kg的铝合金，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为200～600ppm，控制终点钛≤0.02%。所述转炉冶炼中，转炉出钢加合成渣400～600kg。
本发明所述连铸工序中，氩气密封时的氩气流量为2.8～4.5m3/h。所述连铸工序中采用结晶器电磁搅拌，电流强度350A、频率2.5～3Hz。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过转炉炼钢、精炼、连铸工艺控制钢水中氮含量，通过出钢过程中钢水不完全脱氧处理控制钢水中钛含量，有效降低了钢水中TiN夹杂物的含量，提高了钢水洁净度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺具体如下所述。
（1）转炉冶炼工序：采用120吨转炉，所述的转炉炼钢控制需要控制钢水中氮含量，所述氮含量控制在0.0040wt%及以下，控制钢中氮含量通过采用如下途径来实现：
控制高炉铁水温度1250℃、磷含量0.140%、硫含量0.040%℃，控制铁水比为80%。
控制终点碳0.10wt%，增加渣层厚度至130mm；转炉吹炼过程中添加2吨铁矿石，控制终点氮含量为32ppm。
钢包底吹氩气：出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在5分钟，氩气纯度99.99%，出钢过程根据钢包底吹效果调节底吹流量，流量控制在0.15Nm3/min，吹氩气后氮含量为0.0038wt%；转炉出钢时，加入合成渣400kg，以提高转炉出钢后的终渣碱度和对钢水进行预脱氧；通过钢水出钢至钢包过程中，根据钢水目标铝含量（ppm）添加180kg的铝合金-纯钝化铝，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为600ppm，终点钛含量为0.02%；合成渣、铝合金加的少，钢水残氧量越高。出钢结束后，关闭底吹。
（2）LF精炼工序：所述的精炼工艺需要控制钢包顶渣组成，所述顶渣主要成分控制为（wt）：CaO 52%，SiO2 10%，Al2O3 26%，MgO 8%，MnO+FEO 1%。
LF精炼工艺过程中采用微正压操作，但要避免大量烟气逸出，所述微正压压力50～100KPa。
为了控制齿轮钢20CrMnTi钢中TiN夹杂物的含量，同时配合使用分段式钙处理工艺。所述的第一次钙处理是在LF精炼精炼后，根据钢水中酸溶铝含量和钙铝比大于0.09的技术要求，钢水温度达到1660℃时加入硅钙包芯线250m进行钙处理。
（3）RH精炼工序：第二次钙处理是在RH精炼结束时，根据钢水中酸溶铝含量和钙铝比大于0.09的技术要求，加入硅钙包芯线350m进行钙处理。
（4）连铸工序：采用公称容量为42吨的中间包；对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，氩气流量为2.8～3.5m3/h，中间包内采用本钢种的专业覆盖剂，结晶器内采用本钢种的专用保护渣。结晶器电磁搅拌电流强度350A、频率3Hz。中间包内钢水温度1532～1552℃，过热度30℃，钢水深度800mm，钢坯拉速1.1m/min，矫直温度920℃，满足设计要求。
本实施例所得连铸坯中氮含量、钛含量、TiN夹杂物含量以及氧含量见表1。
实施例2：本降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺具体如下所述。
（1）转炉冶炼工序：采用120吨转炉，所述的转炉炼钢控制需要控制钢水中氮含量，所述氮含量控制在0.0040wt%及以下，控制钢中氮含量通过采用如下途径来实现：
控制高炉铁水温度1260℃、磷含量0.134%℃、硫含量0.038%，控制铁水比为82%。
控制终点碳0.06wt%，增加渣层厚度至120mm；转炉吹炼过程中添加2吨铁矿石，控制终点氮含量为30ppm。
钢包底吹氩气：出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在4分钟，氩气纯度99.99%，出钢过程根据钢包底吹效果调节底吹流量，流量控制在0.25Nm3/min，吹氩气后氮含量为0.0037wt%；转炉出钢时，加入合成渣600kg；通过钢水出钢至钢包过程中，添加250kg的铝合金-纯钝化铝，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为200ppm，终点钛含量为0.014%。出钢结束后，关闭底吹。
（2）LF精炼工序：所述的精炼工艺需要控制钢包顶渣组成，所述顶渣主要成分控制为（wt）：CaO 50%，SiO2 9%，Al2O3 25%，MgO 9%，MnO+FEO 0.8%。
LF精炼工艺过程中采用微正压操作，但要避免大量烟气逸出，所述微正压压力50～100KPa。第一次钙处理是在LF精炼精炼后，钢水温度达到1655℃时加入硅钙包芯线200m进行钙处理。
（3）RH精炼工序：第二次钙处理是在RH精炼结束时，加入硅钙包芯线400m进行钙处理。
（4）连铸工序：采用公称容量为42吨的中间包；对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，氩气流量为3～4m3/h，中间包内采用专业覆盖剂，结晶器内采用专用保护渣。结晶器电磁搅拌电流强度350A、频率2.5Hz。中间包内钢水温度1532～1542℃，过热度20℃，钢水深度780mm，钢坯拉速1.2m/min，矫直温度900℃，满足设计要求。
本实施例所得连铸坯中氮含量、钛含量、TiN夹杂物含量以及氧含量见表1。
实施例3：本降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺具体如下所述。
（1）转炉冶炼工序：采用120吨转炉，所述的转炉炼钢控制需要控制钢水中氮含量，所述氮含量控制在0.0040wt%及以下，控制钢中氮含量通过采用如下途径来实现：
控制高炉铁水温度1255℃、磷含量0.132%℃、硫含量0.035%，控制铁水比为88%。
控制终点碳0.12wt%，增加渣层厚度至110mm；转炉吹炼过程中添加2吨铁矿石，控制终点氮含量为34ppm。
钢包底吹氩气：出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在3分钟，氩气纯度99.99%，出钢过程根据钢包底吹效果调节底吹流量，流量控制在0.20Nm3/min，吹氩气后氮含量为0.0036wt%；转炉出钢时，加入合成渣500kg；通过钢水出钢至钢包过程中，添加200kg的铝合金-纯钝化铝，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为400ppm，终点钛含量为0.018%。出钢结束后，关闭底吹。
（2）LF精炼工序：所述的精炼工艺需要控制钢包顶渣组成，所述顶渣主要成分控制为（wt）：CaO 55%，SiO2 6%，Al2O3 28%，MgO 8%，MnO+FEO 0.7%。
LF精炼工艺过程中采用微正压操作，但要避免大量烟气逸出，所述微正压压力50～70KPa。第一次钙处理是在LF精炼精炼后，钢水温度达到1662℃时加入硅钙包芯线150m进行钙处理。
（3）RH精炼工序：第二次钙处理是在RH精炼结束时，加入硅钙包芯线300m进行钙处理。
（4）连铸工序：采用公称容量为42吨的中间包；对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，氩气流量为3.5～4.5m3/h，中间包内采用专业覆盖剂，结晶器内采用专用保护渣。结晶器电磁搅拌电流强度350A、频率3Hz。中间包内钢水温度1542～1552℃，过热度25℃，钢水深度750mm，钢坯拉速1.1m/min，矫直温度910℃，满足设计要求。
本实施例所得连铸坯中氮含量、钛含量、TiN夹杂物含量以及氧含量见表1。
实施例4：本降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺具体如下所述。
（1）转炉冶炼工序：采用120吨转炉，所述的转炉炼钢控制需要控制钢水中氮含量，所述氮含量控制在0.0040wt%及以下，控制钢中氮含量通过采用如下途径来实现：
控制高炉铁水温度1258℃、磷含量0.137%℃、硫含量0.032%，控制铁水比为85%。
控制终点碳0.08wt%，增加渣层厚度至150mm；转炉吹炼过程中添加2吨铁矿石，控制终点氮含量为35ppm。
钢包底吹氩气：出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在5分钟，氩气纯度99.99%，出钢过程根据钢包底吹效果调节底吹流量，流量控制在0.22Nm3/min，吹氩气后氮含量为0.0040wt%；转炉出钢时，加入合成渣450kg；通过钢水出钢至钢包过程中，添加150kg的铝合金-纯钝化铝，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为500ppm，终点钛含量为0.017%。出钢结束后，关闭底吹。
（2）LF精炼工序：所述的精炼工艺需要控制钢包顶渣组成，所述顶渣主要成分控制为（wt）：CaO 53%，SiO2 8%，Al2O3 27%，MgO 10%，MnO+FEO 0.9%。
LF精炼工艺过程中采用微正压操作，但要避免大量烟气逸出，所述微正压压力80～100KPa。第一次钙处理是在LF精炼精炼后，钢水温度达到1658℃时加入硅钙包芯线220m进行钙处理。
（3）RH精炼工序：第二次钙处理是在RH精炼结束时，加入硅钙包芯线200m进行钙处理。
（4）连铸工序：采用公称容量为42吨的中间包；对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封，氩气流量为3.2～4.0m3/h，中间包内采用专业覆盖剂，结晶器内采用专用保护渣。结晶器电磁搅拌电流强度350A、频率3Hz。中间包内钢水温度1540～1550℃，过热度40℃，钢水深度790mm，钢坯拉速1.0m/min，矫直温度925℃，满足设计要求。
本实施例所得连铸坯中氮含量、钛含量、TiN夹杂物含量以及氧含量见表1。
表1：各实施例所得连铸坯的氮、钛及TiN夹杂物检测评级结果
由表1可见，本方法所得连铸坯中的氮、钛含量及TiN夹杂物级别得到了明显降低，因此本方法，简单易行，可行性强，应用前景广。

Claims (4)

1.一种降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺，其包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和浇铸工序，其特征在于，所述转炉冶炼工序：控制入炉铁水的温度≥1250℃、磷含量≤0.140%、硫含量≤0.040%，控制铁水比80%及以上；
控制终点碳0.06～0.12%，增加渣层厚度到110～150mm；转炉吹炼过程中添加铁矿石，控制终点氮含量小于35ppm；出钢前10分钟开始吹氩气，保证出钢前底吹时间控制在3～5分钟，出钢过程底吹流量控制在0.15～0.25Nm3/min；出钢结束后，关闭底吹；
所述转炉冶炼工序中，通过钢水出钢至钢包过程中添加150～250kg的铝合金，使钢水不完全脱氧，控制钢水中残余氧含量为200～600ppm，控制终点钛≤0.02%；
所述LF精炼工序：所用钢包顶渣主要成分的重量百分含量为：CaO≥50%，SiO2≤10%，Al2O3≥25%，MgO≤10%，MnO+FeO≤1%；采用微正压操作，微正压压力50～100k Pa；LF精炼后，钢水温度达到1655℃及以上时加入纯钙合金包芯线进行钙处理，加入量为150～250m；
所述RH精炼工序：RH精炼结束，加入硅钙合金包芯线200～400m进行钙处理；
所述连铸工序：对于大包到中间包的钢流采用长水口氩气密封；中间包内钢水温度1532～1552℃，过热度20～40℃，钢坯拉速1.1±0.1m/min，矫直温度900～925℃。
2.根据权利要求1所述的降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺，其特征在于，所述转炉冶炼中，转炉出钢加合成渣400～600kg。
3.根据权利要求1所述的降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺，其特征在于：所述连铸工序中，氩气密封时的氩气流量为2.8～4.5m3/h。
4.根据权利要求1－3任意一项所述的降低齿轮钢20CrMnTi中TiN夹杂的冶炼工艺，其特征在于：所述连铸工序中采用结晶器电磁搅拌，电流强度350A、频率2.5～3Hz。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109082493A (zh) * 2018-07-20 2018-12-25 邯郸钢铁集团有限责任公司 降低高钛微合金化高强钢中TiN夹杂含量的冶炼工艺
CN110184522B (zh) * 2019-05-31 2020-07-07 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种生产风电齿轮用含硫齿轮钢的方法
CN111378810A (zh) * 2020-04-24 2020-07-07 南京钢铁股份有限公司 一种降低钢中非金属夹杂物尺寸及数量的精炼工艺
CN111593172B (zh) * 2020-05-29 2022-03-22 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 高钛钢的生产方法
CN112626302B (zh) * 2020-11-26 2022-06-28 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种高洁净度微合金化高强钢的冶炼方法
CN113817952B (zh) * 2021-08-30 2022-11-22 石钢京诚装备技术有限公司 一种低钛热作模具钢的冶炼方法
CN114231698B (zh) * 2021-11-16 2022-08-26 北京科技大学 一种抑制20CrMnTi钢生成大尺寸含TiN复合夹杂物的RH精炼工艺
CN114672614B (zh) * 2022-04-05 2023-06-06 江苏省镔鑫钢铁集团有限公司 一种金属冶炼微钛处理工艺
CN114540717B (zh) * 2022-04-28 2022-07-12 北京科技大学 钙-碲协同的齿轮钢及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103627841A (zh) * 2013-11-01 2014-03-12 南京钢铁股份有限公司 耐磨钢钢水氮含量控制方法
CN104212934A (zh) * 2014-09-10 2014-12-17 广东韶钢松山股份有限公司 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103627841A (zh) * 2013-11-01 2014-03-12 南京钢铁股份有限公司 耐磨钢钢水氮含量控制方法
CN104212934A (zh) * 2014-09-10 2014-12-17 广东韶钢松山股份有限公司 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

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