CN115198166B - 一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法 - Google Patents

一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于洁净钢生产技术领域,尤其涉及一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,通过依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD炉真空处理和全保护连铸,转炉冶炼控制终点碳含量≥0.14%,出钢过程依次加入钢芯铝、硅锰等合金进行脱氧及合金化;在LF精炼造渣脱硫后,控制硫含量≤0.01%,再依次添加合金进行脱氧、脱氮、夹杂物改性等操作,LF精炼全过程底部吹氩气搅拌,促进钢中夹杂物上浮;随后进入VD真空处理,期间底吹氩气进一步去除夹杂物;最后连铸采用保护浇注。本发明生产方法制造的履带钢能够保证A类夹杂物和B类夹杂物均小于或等于1.5级,氧含量≤15ppm,氮含量≤55ppm,氢含量≤2ppm,保证了履带钢的洁净度,并且由于去氮效果好,有效提升了履带钢的淬透性。

Description

一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法
技术领域
本发明属于洁净钢生产技术领域,尤其涉及一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法。
背景技术
履带是挖掘机、推土机等工程机械的行走机构,由于特殊的工作环境,履带钢的使用,通常要求具有高耐磨性和良好的综合力学性能。由于挖掘机、推土机多应用于复杂岩土工况下,履带的工作条件比较恶劣,负荷大,冲击力强,易导致履带板产生腿部磨损、腹板变形、腿部断裂和腹板断裂等失效现象。钢中非金属夹杂物和氮、氢、氧等有害气体元素对履带钢的冲击韧性及抗断裂性能具有重要影响,其中,为了提高履带钢的淬透性能,履带钢会进行加硼处理,硼能够提高钢材的淬透性,钢中只需要加入0.001%的硼就能够成倍提高钢材的淬透性,但是硼元素是一种非常活跃的非金属元素,冶炼过程加入中,硼容易与钢中的残余氧和氮形成稳定的夹杂物,而失去改善淬透性的功能。由于电炉冶炼过程存在一个“还原期”,渣和钢液中的氧含量低,处于良好的还原性气氛,硼的收得率相对较容易控制,所以现有履带钢冶炼以电炉为主,例如中国专利文献CN10166101A(200910018444.7)公开了一种低碳耐磨工程机械履带板用钢极其制造方法,其制造方法是采用电炉冶炼→出钢→LF炉外精炼→VD真空脱气处理,为典型的电炉流程,但是电炉的电弧加热时,在电弧冲击区易出现裸漏钢液面,造成吸氮,且在电弧高温作用下空气中的氮气分解为单原子状态,更易溶解在钢液中,而VD真空脱气时间有限,造成去氮效果较差;另外电炉冶炼原料中铁水比较小,铁水的洁净度较差,增加了夹杂物去除的难度。
目前国内履带钢牌号主要有23MnB、25MnB和25CrMnB,其中25MnB牌号应用最为广泛,涵盖216节距及其以下节距的履带钢规格。基于履带钢截面异型化程度高、轧制变形量大、复杂受力的使用工况等系列因素考虑,为满足履带钢的生产和使用要求,必须减少履带钢非金属夹杂物以及钢中有害气体元素。提高履带钢钢水洁净度,一直以来是相关冶金工作者的亟需研究解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,本发明基于转炉冶炼,通过高拉碳一次补吹法控制终点碳含量在0.14%以上,从源头上减小氧化夹杂物的生成量,并且在转炉脱氧的的基础上,LF精炼阶段在脱硫后,通过依次在钢中加入含铝、钛、钙和硼元素的合金包芯线,并严格控制其在加入后在钢中的含量范围,确保了脱氧、脱氮和夹杂物改性等工艺的依次进行,在提高钢水洁净度的同时,为硼微合金化创造了低氧、低氮的良好条件;而LF全程底吹氩气搅拌,且通过控制出站前小压力氩气软吹时间和压力,为非金属夹杂物上浮创造了良好的条件,也保证了非金属夹杂物有足够的上浮时间;在VD处理阶段,通过真空处理进一步脱除钢水中残留的氮、氢、氧气体,在破空后则利用小压力氩气软吹进一步促进了履带钢钢水中残留非金属夹杂物上浮去除,并且采用全保护浇注,避免了钢水的二次氧化,保证了最终成品的洁净度。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD炉真空处理和全保护连铸,具体为:
1)转炉冶炼:所述转炉冶炼采用高拉碳一次补吹法,提高终点命中率,吹炼过程,渣料分两批加入,首批加入渣料总质量的2/3,控制终点碳含量即碳质量分数≥0.14%,降低冶炼终点钢水氧化程度;转炉出钢过程中依次加入钢芯铝进行脱氧,加入硅锰和高锰合金进行脱氧合金化,添加铬铁进行微合金化;
2)LF精炼:造渣脱硫,控制钢液中硫含量即硫质量分数≤0.010%,脱硫后,依次加入含铝、钛、钙和硼合金包芯线进行脱氧、脱氮、夹杂物改性及微合金化;在本发明中,先加铝包芯线脱氧,在脱氮前降低钢水氧含量,减少含钛包芯线的氧化,提高钛的固氮效果;钢水加入含钛包芯线进行脱氮操作,降低钢中氮含量,为加入硼进行微合金化提供良好的低氮、氧条件;在加入铝、钛后加入钙线,进行夹杂物改性处理,能够将钢中主要夹杂物Al2O3簇状夹杂改性为球状铝酸钙夹杂,铝酸钙是球状夹杂,较易从钢水中除去,并且在LF精炼阶段进行钙处理,能够增加铝酸钙夹杂上浮的时间,进一步提高钢水洁净度;经过上述3个环节最后加入含硼包芯线进行微合金化,在提高钢水洁净度的同时,也有利于充分发挥硼元素的作用,提高履带钢关键技术指标的末端淬透性;
LF精炼全过程钢包底吹氩气搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力,LF精炼过程出站前采用小压力氩气软吹,压力为0.1~0.2MPa,促进夹杂物上浮,所述小压力氩气软吹时间大于12分钟;前期适当调高压力,能够促进钢中化学元素的均匀分布,有助于钢水中的氧和氮充分反应,提高钢水中氧和氮的去除效率,后期采用小压力是为了促进夹杂物的上浮,钢液循环带入钢包底部的夹杂和卷入钢液的渣需要一定时间上浮,因此控制软吹时间大于12分钟,这时如果小压力搅拌,吹入的氩气泡能够为10um或更小的不易排除的夹杂颗粒提供黏附基体,使之黏附在气泡表面排入渣中,从而减少夹杂的上浮时间,另外变性的铝酸钙夹杂物也需要一定的时间上浮;并且能够避免钢水液面裸露接触空气,避免钢水的进一步氧化产生新的夹杂物;
3)VD真空处理:真空处理过程中,控制真空度小于67Pa,该真空度状态保持时间大于12分钟;为了进一步去除钢水中残留的气体,通过控制VD炉在真空状态下12分钟以上,能够有效去除钢水中的氮、氢、氧;
破真空后,钢液出站前,采用小压力氩气软吹,压力小于0.2MPa,软吹时间大于15分钟;破空后采用小压力氩气软吹,能够进一步促进钢水中夹杂物的上浮,提升钢水的洁净度;
4)全保护连铸:连铸过程采用保护浇注,避免钢水二次氧化。
本发明的技术方案还有,转炉底吹采用“氮氩切换”模式,即冶炼过程前三分之一时间底吹氮气搅拌熔池,降低底吹气体成本,剩余冶炼时间切换底吹模式,采用氩气搅拌熔池,有助于降低冶炼终点钢水中的氮含量。
本发明的技术方案还有,转炉出钢,钢水出至总量的1/4时依次均匀加入硅锰、高锰、钢芯铝、高铬合金,钢水出至总量的3/4时加完,合金对准钢流冲击区加入。
本发明的技术方案还有,在转炉冶炼工序中,采用底吹良好的烘烤后洁净钢包,所述钢包烘烤温度≥800℃。采用底吹良好的烘烤后洁净钢包能够促进转炉冶炼期间钢水中夹杂物的上浮。
本发明的技术方案还有,LF精炼工序根据炉渣的粘度、颜色及泡沫化程度,利用碳化硅、复合脱氧剂调整炉渣,达到白渣或黄白渣,碳化硅加入量为每吨钢液加入1.4~1.8kg。
本发明的技术方案还有,LF精炼控制炉渣碱度大于3.0,强化脱硫效果。
本发明的技术方案还有,LF精炼加入含铝合金包芯线后,控制钢中铝重量百分比含量范围为0.025%~0.045%;
LF精炼含钛合金包芯线加入后,控制钢中钛重量百分比含量范围为0.030%~0.065%;
LF精炼工序含钙合金包芯线加入量为1.5~3.0m/吨钢。
本发明的技术方案还有,在连铸工序中,使用塞棒中间包,使用浸入式水口全保护浇注。
本发明的履带钢成品A类夹杂物、B类夹杂物评级均小于或等于1.5级,氧含量≤15ppm,氮含量≤55ppm,氢含量≤2ppm。
本发明的有益效果:本发明基于转炉冶炼,通过高拉碳一次补吹法控制终点碳含量在0.14%以上,极大程度降低了冶炼终点钢水氧化程度,也有利于降低转炉冶炼终点钢水氮含量,从源头减少了炼钢过程氧化物、氮化物等夹杂产生,同时降低了转炉出钢脱氧剂和增碳剂的消耗,并且由于转炉终点碳含量接近履带钢成品碳含量,缩短了LF精炼成分调整时间,进而提高了软吹时间的占比,即增加了夹杂物的上浮时间,有助于夹杂物的去除;在LF精炼阶段控制钢液中硫含量≤0.010%,并在脱硫后依次加入铝、钛、钙和硼合金包芯线,进一步脱氧、脱氮的同时,钙将夹杂物Al2O3簇状夹杂改性为球状铝酸钙夹杂,在连铸前有更充分的上浮时间,提高夹杂物的去除效果,并且为硼元素的加入提供了低氮低氧的环境,有效提升了硼元素的收得率;而LF精炼全过程钢包底吹氩气,前期氩气压力大于后期氩气压力,通过前期控制钢水中的氧、氮与添加的合金充分反应形成夹杂物,后期则辅助夹杂物的快速上浮;在VD处理阶段,通过真空处理进一步脱除钢水中的氮、氢、氧气体,在破空后则利用小压力氩气软吹进一步促进钢水中残留的夹杂物上浮去除,进一步提升了钢水的洁净度,并且采用全保护浇注,避免了钢水的二次氧化,保证了最终履带钢成品的洁净度,履带钢成品A类夹杂物、B类夹杂物评级均小于或等于1.5级,氧含量≤15ppm,氮含量≤55ppm,氢含量≤2ppm,由于去氮效果好,有效提升了履带钢的淬透性。
本发明在转炉出钢过程中采用钢芯铝脱氧,钢芯铝具有密度大、易穿透钢液渣层、熔点高不易在钢液渣层熔化,可达到钢液深层融化脱氧等特点,脱氧效果和利用率更高,在LF精炼工序用铝线进行了二次脱氧,在两次脱氧过程夹杂物的上浮时间更为充足,有利于减少氧化夹杂物。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明实施例进一步详细说明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间能够彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,采用本发明生产方法制造的履带钢非金属夹杂物及钢中有害气体元素均大幅降低,提高了履带钢洁净度。
根据本发明实施例,提高履带钢钢水洁净度的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD炉真空处理、全保护连铸。
本发明未提及的工序,均可采用现有技术。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1-3
履带钢炼钢工艺流程为:
转炉冶炼→LF精炼→VD炉真空处理→全保护连铸。
制备方法主要工艺措施:
(1)履带钢化学成分按重量百分比为:C:0.24~0.30%、Si:0.15~0.35%、Mn:1.00~1.40、P≤0.025%、S≤0.015%、Cr:0.15~0.30%、Ni≤0.10%、Cu≤0.1%、B:0.0005~0.0030%、Ti≤0.065%,其余为Fe和其他不可避免的杂质。
(2)转炉冶炼:入炉原料必须满足一下要求:铁水硫含量≤0.010wt%;吹炼过程,采用高拉碳一次补吹法操作,吹炼过程,渣料分两批加入,首批加入渣料总质量的2/3,控制终点碳含量0.15%~0.19%,转炉底吹采用“氮氩切换”模式,即冶炼过程前三分之一时间底吹氮气搅拌熔池,降低底吹气体成本,剩余冶炼时间切换底吹模式,采用氩气搅拌熔池,降低冶炼终点钢水中的氮含量。
钢包采用底吹良好的烘烤后洁净钢包,烘烤温度≥800℃。采用钢芯铝脱氧,采用硅锰、高锰合金进行脱氧及合金化。要求合金干净、干燥。钢水中合金元素的目标值按相应元素范围的中间值控制。
当钢水出至1/4时依次、均匀加入钢芯铝、硅锰、高锰和高铬合金,钢水出至3/4时加完,合金对准钢流冲击区加入,先加入铝,主要起到脱氧作用,后续添加硅锰、高锰等合金在脱氧的同时进行合金化,添加高铬合金进行铬元素微合金化。
(3)LF精炼:LF精炼工序根据炉渣的粘度、颜色及泡沫化程度,用碳化硅、复合脱氧剂等调整炉渣,达到白渣或黄白渣,碳化硅加入量为每吨钢液加入1.4~1.8kg。LF精炼炉渣碱度大于3.0,强化脱硫效果,控制硫含量≤0.010%。
LF精炼脱硫后,依次加入含铝的合金包芯线进行脱氧,加入含钛的合金包芯线进行脱氮,加入含钙的合金包芯线进行夹杂物改性处理,加入含硼的合金包芯线进行硼元素微合金化,控制钢中铝重量百分比含量范围为0.025%~0.045%,控制钢中钛重量百分比含量范围为0.030%~0.065%,含钙合金包芯线加入量为1.5~3.0m/吨钢。
LF精炼全程底吹氩气搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力至0.4~0.6MPa,出站前采用小压力氩气软吹,压力0.1~0.2MPa,氩气流量为50~150NL/min促进夹杂物上浮,保证小压力氩气软吹时间大于12分钟。
VD炉真空处理:在VD炉对LF精炼后的钢水进行真空处理;入VD炉前扒渣;真空处理过程中,控制真空度小于67Pa,该真空度状态保持时间大于12分钟;VD破真空后,钢液出站前,采用小压力氩气软吹,压力小于0.2MPa,软吹时间大于15分钟。
(4)全保护连铸:使用塞棒中间包,保证中间包烘烤良好并保持清洁,烘烤温度≥1100℃,使用浸入式水口全保护浇注。
具体工艺参数见表1所示,表1是实施例1-3实施例履带钢的化学成分,冶炼、连铸过程控制参数见表2。
对比例
采用专利文献CN10166101A的炼钢工艺流程制备履带钢。
具体为:电炉冶炼→LF精炼→VD真空处理→连铸。
制备方法主要工艺措施:
(1)履带钢化学成分按重量百分比为:C:0.17~0.27%、Si:0.17~0.37%、Mn:0.85~1.20、P≤0.025%、S≤0.025%、Cr:0.10~0.30%、Ni≤0.20%、Cu≤0.20%、B:0.0005~0.0035%、Ti:0.0020~0.060%,其余为Fe和其他不可避免的杂质。
(2)电炉冶炼及合金化:电炉冶炼、出钢,采用炉外精炼、真空脱气处理;通过钢包吹氩,氩气流量为40~80L/min;真空脱气处理8~12min,精炼喂入铝线进行终脱氧,喂入钛线,真空处理前加入硼铁,真空处理后进行氩气处理12~25min。
(3)浇注:采用连铸,控制中间包过热度15~30℃,控制浇注速度,连铸拉坯速度为1.0~1.20m/min。
对比例履带钢的化学成分见表1,通过对实施例1-3和对比例生产的履带钢进行检测,非金属夹杂物评级对比见表3,气体含量对比见表4,其中对比例对应非金属夹杂物评级以及气体含量均为实际生产统计数据。
表1化学成分
Figure BDA0003718436380000081
表2冶炼、连铸过程控制参数
Figure BDA0003718436380000082
Figure BDA0003718436380000091
表3非金属夹杂物评级
Figure BDA0003718436380000092
表4气体含量
N/ppm O/ppm H/ppm
对比例 ≤90 ≤20 -
实施例1 42.6 7.1 1
实施例2 39.7 8.2 0.8
实施例3 38.3 5.8 1.2
通过对比例和实施例1-3对比:
a.本发明在生产流程上采用转炉冶炼,转炉以铁水为原料,铁水比远大于电炉,铁水的洁净度优于废钢,本发明从原料洁净度方面优于对比例;电炉的电弧加热时,在电弧冲击区易出现裸漏钢液面,造成吸氮,且在电弧高温作用下空气中的氮气分解为单原子状态,更易溶解在钢液中,而本发明采用转炉初炼钢水的氮含量仅为电炉初炼钢水的三分之一,在氮含量控制方面,本发明在钢水初炼环节优于对比例,这在最终氮含量控制方面也得到了体现。
b.对比例中未提及电炉冶炼终点碳含量控制,电炉的电极包含碳元素,在电极加热过程易造成增碳,无法对初炼终点碳含量进行有效控制,因此在电炉初炼钢水碳含量普遍较低,后期需要通过添加增碳剂调整碳含量。本发明实施例中终点碳含量控制在0.15%~0.19%,对比例与本发明的品种比较相近,在以碳氧反应为主的钢水初炼中,显而易见的本发明实施例初炼钢水氧含量低于对比例,这在源头上减少了非金属夹杂物产生,也减少了脱氧剂和增碳剂的消耗,本发明实施例的非金属夹杂物控制水平较对比例明显提高。
c.本发明实施例中转炉出钢采用钢芯铝脱氧,钢芯铝具有密度大、易穿透钢液渣层、熔点高不易在钢液渣层熔化,可达到钢液深层融化脱氧等特点,脱氧效果和利用率更高,在LF精炼工序用铝线进行了二次脱氧,在两次脱氧过程夹杂物的上浮时间相较于对比例更为充足,更有利于减少夹杂物;对比例中仅提及终脱氧采用铝线,铝线存在密度小、熔点低的特点,在加入过程易在钢液渣层处造成烧损,且自身密度小不易进入钢液深处,脱氧反应集中于钢液上部或表面,在脱氧效果和利用率方面较低。
d.氢在固态钢中多数会扩散到纤维孔隙中、夹杂物附近等处,在聚集后会引起钢的内应力。在热加工过程中,钢中含氢气的孔隙会沿加工方向拉长形成发裂,引起钢材强度、塑性、冲击韧性的降低,业内称为“氢脆”。对比例中未提及对氢含量的控制及相应效果,本发明降低钢中氢含量可有效提高钢的热加工性能和使用寿命。
e.过高的氮含量在履带钢的淬火过程中易造成淬火时效和形变时效,经过热处理的履带钢,硬度和强度有所增强,氮直接导致塑性和韧性明显降低,并随着时间的延长其形变时效,导致履带钢的塑性和韧性进一步降低,影响履带的使用寿命,本发明通过有效降低氮含量,减少了履带钢淬火中的淬火时效和形变时效,节约了加工过程原材料成本,提高了履带的使用寿命。
f.本发明在夹杂物控制方面较对比例有了极大的提高,钢材在轧制后在非金属夹杂物附近易形成较大的应力集中场,在此极易形成初生疲劳裂纹;因此减少非金属夹杂物,能够减少材料因内应力产生疲劳裂纹,提高钢材的疲劳寿命。
综上所述,本发明实施例所公开的一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,通过在转炉冶炼过程控制终点碳含量在0.15%~0.19%范围内,降低终点钢水氧含量,转炉出钢过程采用钢芯铝、硅锰合金等复合脱氧;在LF精炼过程控制炉渣碱度大于3,强化脱硫效果,添加含铝、钛、钙和硼等合金包芯线进行脱氧、脱氮、夹杂物改性和微合金化等,优化底吹氩气搅拌参数,控制钢水中硫含量小于0.010%;VD真空处理过程,控制真空度小于67Pa,保持时间大于12分钟,脱除钢中氮、氢等有害气体,破真空后采用小压力氩气软吹等措施,提高了履带钢钢水洁净度,保证履带钢成品A类夹杂物和B类夹杂物均小于或等于1.5级,氧含量≤15ppm,氮含量≤55ppm,氢含量≤2ppm,由于去氮效果好,改善了履带钢的淬透性。
最后需要说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解,依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种提高履带钢钢水洁净度的生产方法,履带钢化学成分按重量百分比为:C:0.24~0.30%、Si:0.15~0.35%、Mn:1.00~1.40、P≤0.025%、S≤0.015%、Cr:0.15~0.30%、Ni≤0.10%、Cu≤0.1%、B:0.0005~0.0030%、Ti≤0.065%,其余为Fe和其他不可避免的杂质,其特征在于,依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD炉真空处理和全保护连铸,具体为:
1)转炉冶炼:所述转炉冶炼采用高拉碳一次补吹法,吹炼过程,渣料分两批加入,首批加入渣料总质量的2/3,控制终点碳含量≥0.14%,转炉出钢过程中依次加入钢芯铝进行脱氧,加入硅锰和高锰合金进行脱氧合金化,添加铬铁进行微合金化;
2)LF精炼:在LF精炼造渣脱硫,控制钢液中硫含量≤0.010%,脱硫后,依次加入含铝、钛、钙和硼合金包芯线进行脱氧、脱氮、夹杂物改性及微合金化;
LF精炼全过程钢包底吹氩气搅拌,LF精炼过程出站前采用小压力氩气软吹,压力为0.1~0.2MPa,所述小压力氩气软吹时间大于12分钟;
3)VD真空处理:真空处理过程中,控制真空度小于67Pa,该真空度状态保持时间大于12分钟;
破真空后,钢液出站前,采用小压力氩气软吹,压力小于0.2MPa,软吹时间大于15分钟;
4)全保护连铸:连铸过程采用保护浇注。
2.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:转炉底吹采用“氮氩切换”模式,即冶炼过程前三分之一时间底吹氮气搅拌熔池,剩余冶炼时间切换底吹模式,采用氩气搅拌熔池。
3.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:转炉出钢,钢水出至1/4时依次均匀加入硅锰、高锰、钢芯铝、高铬合金,钢水出至3/4时加完,合金对准钢流冲击区加入。
4.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:在转炉冶炼工序中,采用底吹良好的烘烤后洁净钢包,所述钢包烘烤温度≥800℃。
5.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:LF炉精炼中,利用碳化硅、复合脱氧剂调整炉渣,达到白渣或黄白渣,碳化硅加入量为每吨钢液加入1.4~1.8kg。
6.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:所述LF精炼渣碱度大于3.0。
7.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:LF精炼过程中,所述含铝合金包芯线加入后,控制钢中铝重量百分比含量范围为0.025%~0.045%;
所述含钛合金包芯线加入后,控制钢中钛重量百分比含量范围为0.030%~0.065%;
所述含钙合金包芯线加入量为1.5~3.0m/吨钢。
8.根据权利要求1所述提高履带钢钢水洁净度的生产方法,其特征在于:在连铸工序中,使用塞棒中间包,使用浸入式水口全保护浇注。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111254358A (zh) * 2020-03-23 2020-06-09 江苏利淮钢铁有限公司 一种超高纯净度履带链轨节用钢的生产方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2381537B (en) * 2000-06-05 2005-09-14 Sanyo Special Steel Co Ltd High-cleanliness steel and process for producing the same
CN102758051A (zh) * 2012-04-23 2012-10-31 西宁特殊钢股份有限公司 转炉流程高洁净低氧含量特殊钢生产方法
CN110055450B (zh) * 2019-04-18 2021-04-20 石钢京诚装备技术有限公司 一种非调质钢的冶炼方法
CN110331249B (zh) * 2019-07-26 2021-10-08 石钢京诚装备技术有限公司 一种石油套管钢26CrMoVTiB的冶炼方法
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
CN112853206B (zh) * 2020-12-31 2021-11-09 大冶特殊钢有限公司 一种改善纯净度、可靠性的风电齿轮用钢及其冶炼方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111254358A (zh) * 2020-03-23 2020-06-09 江苏利淮钢铁有限公司 一种超高纯净度履带链轨节用钢的生产方法

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