CN116287557A - 硅脱氧45钢棒材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了硅脱氧45钢棒材的生产方法,本发明不采用铝脱氧的精炼工艺,硅脱氧精炼渣系组分:CaO:55~60wt%;SiO2:20~23wt%;Al2O3:3~5wt%;MgO:6~8wt%,碱度2.4~2.8。通过此方法生产的45钢棒材全氧含量稳定在18~23ppm,硅酸盐类夹杂物降低至细系1.0级,细系夹杂物(A+B+C+D)≤2.0级,本发明通过减少铝质脱氧剂使用量,生产成本降低22元/吨钢;解决了Al2O3类夹杂物堵塞水口问题,保证生产顺行;减轻了脆性夹杂物易引起的钢材断裂问题,超声波探伤A级平均合格率由95%提高到98%,提高了钢材使用性能与稳定性的效果。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及硅脱氧45钢棒材的生产方法。
背景技术
45钢棒材为优质碳素结构用钢,成本低、热加工性好,经调质处理后具有良好的强度、韧性、塑性且价格便宜,可用于模具中的模板、梢子、导柱等,也因其优良的机械性能广泛应用于制作重型机械的轴、蜗杆、齿轮等机械零件。目前,国内钢厂大多采用铝脱氧工艺生产该类产品以保证钢材高洁净度,但铝脱氧钢成本较高且易造成水口堵塞,脱氧生成的Al2O3夹杂物塑性差,加工过程易形成应力集中点引起材料断裂,发明一种硅脱氧45钢棒材对于产品成本控制、生产组织顺行、保证材料使用性能等方面具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供硅脱氧45钢棒材的生产方法,本发明不采用铝脱氧的精炼工艺,减少铝质脱氧剂使用量,生产成本降低22元/吨钢;解决Al2O3类夹杂物堵塞水口问题,保证生产顺行;减轻脆性夹杂物易引起的钢材断裂问题,超声波探伤A级平均合格率由95%提高到98%,提高了钢材使用性能与稳定性。
本发明所采用的技术方案是:
步骤1:采用转炉冶炼,控制转炉冶炼终点C含量为0.41~0.43%,出钢温度1590~1610℃;
步骤2:转炉出钢脱氧合金化:见钢流依次向钢包中加入硅铁合金、锰铁合金;
步骤3:脱氧合金化结束后补加顶渣料,出钢过程钢包全程直通吹氩;
步骤4:出钢完成后5min内将其吊入精炼平台送电升温并补加石灰、预熔渣,快速形成“灰白渣”,升温至1540℃以上取一次样,根据一次样检验结果调整化学成分达到内控要求;
步骤5:精炼过程采用碳化硅扩散脱氧,选取少量多次模式进行调渣,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料,保持足够的“灰白渣”时间;
步骤6:精炼完成进行弱氩操作后将钢包吊至连铸平台保护浇铸,得到45钢棒材。
本发明的特点还在于,
步骤2硅铁合金的加入时机为出钢1/4时,锰铁合金的加入时机为出钢1/3时。
步骤3所述顶渣料为石灰,加入量4.0~4.3kg/吨钢。
步骤4所述石灰加入量0.7~1.4kg/吨钢,预熔渣加入量1.0~1.2kg/吨钢。
步骤4所述“灰白渣”渣系组分:CaO:55~60wt%;SiO2:20~23wt%;Al2O3:3~5wt%;MgO:6~8wt%,碱度2.4~2.8。
步骤5所述少量多次模式指碳化硅加入批次5~8次,加入总量0.21~0.36kg/吨钢。
步骤5所述“灰白渣”保持时间≥30min。
步骤4所述45钢棒材内控要求为C:0.44~0.46wt%,Si:0.20~0.30wt%,Mn:0.55~0.70wt%,P:≤0.025wt%,S:≤0.020wt%。
步骤6所述弱氩操作氩气量50~100NL/min,保持时间≥10min。
本发明的有益效果是:本发明的硅脱氧45钢棒材的生产方法,本发明工艺特点为精炼工序采用硅脱氧工艺,工艺流程为高炉→转炉→LF精炼→连铸,达到降低成本、生产顺行及提高钢材使用性能与稳定性的效果。本发明专利提出“硅脱氧下45钢棒材高洁净度控制技术”,造渣材料选取石灰、硅铁、预熔渣,造渣过程由转炉出钢脱氧合金化后加顶渣料及精炼到站后补加渣料两部分组成,精炼到站后10min内完成整体造渣,扩散脱氧剂使用碳化硅,采取少量多次模式,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料。硅脱氧渣系组分:CaO:55~60wt%;SiO2:20~23wt%;Al2O3:3~5wt%;MgO:6~8wt%,碱度2.4~2.8。通过此方法生产的45钢棒材全氧含量稳定在18~23ppm,硅酸盐类夹杂物降低至细系1.0级,细系夹杂物(A+B+C+D)≤2.0级,内部质量提升明显。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明生产45钢棒材采用硅脱氧工艺,硅脱氧与铝脱氧相比优势在于①减少铝质脱氧剂使用量,降低生产成本;②解决Al2O3类夹杂物堵塞水口问题,保证生产顺行;③减轻脆性夹杂物易引起的钢材断裂问题,提高钢材使用性能与稳定性。
若采用铝脱氧工艺,将生成Al2O3类夹杂物,此为脆性夹杂物,在轧制过程不变形,易引起应力集中导致钢材断裂;采用硅脱氧工艺,将生成硅酸盐类夹杂物,硅酸盐类夹杂物为塑性夹杂物,在轧制过程会随钢材基本同时变形,不易引起应力集中,钢材断裂概率将降低。
实施例1
硅脱氧45钢棒材的生产方法,具体操作步骤如下:
步骤1:采用转炉冶炼,控制转炉冶炼终点C含量为0.41%,出钢温度1610℃。
步骤2:转炉出钢脱氧合金化:见钢流依次向钢包中加入硅铁合金、锰铁合金,硅铁合金的加入时机为出钢1/4时,锰铁合金的加入时机为出钢1/3时。
步骤3:脱氧合金化结束后加入顶渣料4.3kg/吨钢,出钢过程钢包全程直通吹氩。
步骤4:出钢完成后5min将其吊入精炼平台送电升温并补加石灰、预熔渣,快速形成“灰白渣”,升温至1560℃以上取一次样,其中石灰加入量1.4kg/吨钢,预熔渣加入量1.2kg/吨钢。渣系组分:CaO:60wt%;SiO2:22wt%;Al2O3:5wt%;MgO:7wt%,碱度2.7。
步骤5:精炼过程采用碳化硅扩散脱氧,加入批次8次,加入量0.29kg/吨钢,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料,“灰白渣”保持时间35min。
步骤6:弱氩操作氩气流量50NL/min,吹氩时间15min后将钢包吊至连铸平台保护浇铸,得到45钢棒材,45钢棒材C元素质量占比0.46wt%,Si元素质量占比0.28wt%,Mn元素质量占比0.65wt%,P元素质量占比0.022wt%,S元素质量占比0.012wt%。
实施例2
硅脱氧45钢棒材的生产方法,具体操作步骤如下:
步骤1:采用转炉冶炼,控制转炉冶炼终点C含量为0.42%,出钢温度1600℃。
步骤2:转炉出钢脱氧合金化:见钢流依次向钢包中加入硅铁合金、锰铁合金,硅铁合金的加入时机为出钢1/4时,锰铁合金的加入时机为出钢1/3时。
步骤3:脱氧合金化结束后加入顶渣料4.1kg/吨钢,出钢过程钢包全程直通吹氩。
步骤4:出钢完成后4min将其吊入精炼平台送电升温并补加石灰、预熔渣,快速形成“灰白渣”,升温至1550℃以上取一次样,其中石灰加入量1.0kg/吨钢,预熔渣加入量1.1kg/吨钢。渣系组分:CaO:56wt%;SiO2:22wt%;Al2O3:4wt%;MgO:7wt%,碱度2.5。
步骤5:精炼过程采用碳化硅扩散脱氧,加入批次6次,加入量0.33kg/吨钢,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料,“灰白渣”保持时间32min。
步骤6:弱氩操作氩气流量70NL/min,吹氩时间13min后将钢包吊至连铸平台保护浇铸,得到45钢棒材,45钢棒材C元素质量占比0.45wt%,Si元素质量占比0.25wt%,Mn元素质量占比0.62wt%,P元素质量占比0.023wt%,S元素质量占比0.015wt%。
实施例3
硅脱氧45钢棒材的生产方法,具体操作步骤如下:
步骤1:采用转炉冶炼,控制转炉冶炼终点C含量为0.43%,出钢温度1590℃。
步骤2:转炉出钢脱氧合金化:见钢流依次向钢包中加入硅铁合金、锰铁合金,硅铁合金的加入时机为出钢1/4时,锰铁合金的加入时机为出钢1/3时。
步骤3:脱氧合金化结束后加入顶渣料4.0kg/吨钢,出钢过程钢包全程直通吹氩。
步骤4:出钢完成后4min将其吊入精炼平台送电升温并补加石灰、预熔渣,快速形成“灰白渣”,升温至1540℃以上取一次样,其中石灰加入量0.7kg/吨钢,预熔渣加入量1.0kg/吨钢。渣系组分:CaO:55wt%;SiO2:23wt%;Al2O3:3wt%;MgO:6wt%,碱度2.4。
步骤5:精炼过程采用碳化硅扩散脱氧,加入批次5次,加入量0.21kg/吨钢,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料,“灰白渣”保持时间30min。
步骤6:弱氩操作氩气流量100NL/min,吹氩时间10min后将钢包吊至连铸平台保护浇铸,得到45钢棒材,45钢棒材C元素质量占比0.45wt%,Si元素质量占比0.22wt%,Mn元素质量占比0.58wt%,P元素质量占比0.020wt%,S元素质量占比0.018wt%。
本发明方法生产的45钢棒材,45钢棒材全氧含量稳定在18~23ppm,硅酸盐类夹杂物降低至细系1.0级,细系夹杂物(A+B+C+D)≤2.0级,内部质量提升明显。
Claims (9)
1.硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,具体操作步骤如下:
步骤1:采用转炉冶炼,控制转炉冶炼终点C含量为0.41~0.43%,出钢温度1590~1610℃;
步骤2:转炉出钢脱氧合金化:见钢流依次向钢包中加入硅铁合金、锰铁合金;
步骤3:脱氧合金化结束后补加顶渣料,出钢过程钢包全程直通吹氩;
步骤4:出钢完成后5min内将其吊入精炼平台送电升温并补加石灰、预熔渣,快速形成灰白渣,升温至1540℃以上取一次样,根据一次样检验结果调整化学成分达到45钢棒材的内控要求;
步骤5:精炼过程采用碳化硅扩散脱氧,选取少量多次模式进行调渣,保证良好的还原气氛,精炼过程不再补加其他渣料,保持足够的灰白渣时间;
步骤6:精炼完成进行弱氩操作后将钢包吊至连铸平台保护浇铸,得到45钢棒材。
2.根据权利要求1所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤2所述硅铁合金的加入时机为出钢1/4时,锰铁合金的加入时机为出钢1/3时。
3.根据权利要求1所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤3所述顶渣料为石灰,加入量4.0~4.3kg/吨钢。
4.根据权利要求1所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤4所述石灰加入量0.7~1.4kg/吨钢,预熔渣加入量1.0~1.2kg/吨钢。
5.根据权利要求4所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤4所述灰白渣渣系组分:CaO:55~60wt%;SiO2:20~23wt%;Al2O3:3~5wt%;MgO:6~8wt%,碱度2.4~2.8。
6.根据权利要求3所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤5所述少量多次模式指碳化硅加入批次5~8次,加入总量0.21~0.36kg/吨钢。
7.根据权利要求3所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤5所述灰白渣保持时间≥30min。
8.根据权利要求3所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤4所述45钢棒材内控要求为C:0.44~0.46wt%,Si:0.20~0.30wt%,Mn:0.55~0.70wt%,P:≤0.025wt%,S:≤0.020wt%。
9.根据权利要求3所述的硅脱氧45钢棒材的生产方法,其特征在于,步骤6所述弱氩操作氩气量50~100NL/min,保持时间≥10min。
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