一种齿轮钢的生产方法技术

一种齿轮钢的生产方法，该方法包括将提钒后的半钢加到转炉中进行冶炼，将冶炼得到的钢水加到钢包中，之后在精炼渣和脱氧剂存在下进行钢包炉精炼，然后进行真空处理和钢坯连铸，其中，精炼渣至少分两批加入钢包中，第一批精炼渣在冶炼得到的钢水开始加到钢包中至３５重量％的冶炼得到的钢水加到钢包中的时间段内加入，剩余的精炼渣在冶炼得到的钢水全部加到钢包中至钢包炉精炼开始的时间段内加入；脱氧剂包括沉淀脱氧剂和扩散脱氧剂，沉淀脱氧剂包括铝合金脱氧剂，铝合金脱氧剂在冶炼得到的钢水总重量的２５－４５％加到钢包中时加入；扩散脱氧剂在冶炼得到的钢水全部加到钢包中之后加入。采用本发明专利技术提供的生产方法可以获得总氧含量为１５ｐｐｍ以下的齿轮钢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着工业和科技的发展，各行业对钢的质量要求越来越苛刻。钢中的总氧含量是 衡量钢材质量的一个重要指标，因为与总氧含量关系密切的氧化物夹杂物是降低钢疲劳寿 命的最重要原因之。有人曾对Cr、Cr-M0、Cr-Ni-M0等渗碳合金钢的氧含量与疲劳寿命之间 的关系做过对比试验。据“山阳新钢种系列”资料介绍，当氧含量从25ppm降到Ilppm时， 其接触疲劳强度可提高4倍，其使用寿命可从原来的< 6000小时提高到10000小时。对 SCM420、20MnCr5等引进齿轮钢进行脱气与不脱气的对比试验，结果证实脱气钢疲劳寿命可 提高40%左右。目前，用户一般对齿轮钢要求总氧含量(T)控制在20ppm以内，并且随 着社会经济的发展提出了高纯净度齿轮钢的需求，要求T含量控制在15ppm以内。20CrMo (H)、20CrMnTi (H)等齿轮钢的传统生产工艺是采用电炉冶炼，由于电炉冶 炼生产效率低、成本高，利用转炉冶炼是发展的趋势之一。钒钛磁铁矿生产的高炉铁水含钒 量一般接近0. 30重量％，经过转炉提钒以后的铁水称之为“提钒后的半钢”，与普通铁水相 比，半钢中的碳含量较普通铁水低约0. 5个百分点，硅呈微量，锰含量低0. 2-0. 3个百分点， 温度相近或略低。根据铁水物理热计算可知，采用半钢炼钢时，可用于提升终点钢水温度的热量较 普通铁水低，换算成温度值约为50°C (50士5°C)。由于炼钢过程热源不足，为保证终点钢水 温度，需要降低终点钢水中的碳含量，有时甚至是使铁氧化来提高钢水温度，如此必然导致 冶炼的终点钢水和钢渣过氧化现象严重，终点钢水氧活度可高达IOOOppm以上，终点渣中 全Fe含量可高达30%以上。同时，转炉终点也难以稳定控制，主要体现在转炉终点钢水氧 活度、终渣的氧化性波动大。这些都直接影响后续精炼工序对钢中总氧含量的稳定控制。目前基于含钒铁水和转炉工艺生产的20CrMo(H)、20CrMnTi(H)等齿轮钢铸坯 T 一般控制在20ppm，而齿轮钢铸坯T ^ 15ppm的超低氧齿轮钢基本没有研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供采用含钒铁水生产总氧含量(T) ^ 15ppm的齿轮钢的方法。本专利技术提供了，该方法包括将提钒后的半钢加到转炉中进 行冶炼，将冶炼得到的钢水加到钢包中，之后在精炼渣和脱氧剂存在下进行钢包炉精炼，然 后进行真空处理和钢坯连铸，其中，所述精炼渣至少分两批加入钢包中，第一批精炼渣在第 一时间加到所述钢包中，所述第一时间为从所述冶炼得到的钢水开始加到所述钢包中至35 重量％的所述冶炼得到的钢水加到所述钢包中的时间段，剩余的精炼渣在所述冶炼得到的 钢水全部加到所述钢包中至所述钢包炉精炼开始的时间段内加入；所述脱氧剂包括沉淀脱 氧剂和扩散脱氧剂，所述沉淀脱氧剂包括铝合金脱氧剂，所述铝合金脱氧剂在所述冶炼得到的钢水总重量的25-45%加到所述钢包中时加入；所述扩散脱氧剂在所述冶炼得到的钢 水全部加到所述钢包中之后加入，所述扩散脱氧剂为铝粒；且相对于每吨所述冶炼得到的 钢水，所述精炼渣的加入总量为11-14千克，所述铝合金脱氧剂的加入量为7-9. 5千克，所 述铝粒的加入总量为0. 8-1. 2千克。通过对采用本专利技术提供的方法制得的钢坯的总氧含量进行检测可知，采用本专利技术 提供的方法制得的钢坯的总氧含量均在15ppm以下。附图说明图1为本专利技术的一种优选实施方式中使用的密封垫圈的结构示意图，其中(a)为 剖面图，(b)为俯视图；图2为本专利技术的一种优选实施方式中由所述密封垫圈、钢包和保护管构成的连铸 保护浇注装置的结构示意图。具体实施例方式在本专利技术提供的齿轮钢的生产方法中，包括将提钒后的半钢加到转炉中进行冶 炼，将冶炼得到的钢水加到钢包中，之后在精炼渣和脱氧剂的存在下进行钢包炉精炼，然后 进行真空处理和钢坯连铸。所述冶炼得到的钢水可以为由提钒后的半钢通过各种常规的炼 钢工艺获得的钢水，所述冶炼得到的钢水的成分没有特别的限定，例如，以所述冶炼得到的 钢水的总重量为基准，所述冶炼得到的钢水可以含有0. 01-0. 12重量％的碳、0. 01-0. 03重 量％的硅、002-0. 4重量％的锰、0. 02重量％以下的磷、0. 02重量％以下的硫、0. 01-0. 05重 量的钒和99. 45-99. 85重量％的铁。将所述提钒后的半钢冶炼成钢水的方法可以采用各种常规的炼钢方法，例如可以 为氧气顶吹转炉炼钢方法或者氧气顶底复吹炼钢方法，本专利技术优选采用氧气顶底复吹炼钢 方法。在本专利技术提供的炼钢方法中，所述精炼渣至少分两批加到所述钢包中，且相对于 每吨所述冶炼得到的钢水，所述精炼渣的加入总量为11-14千克。在生产过程中，第一批精 炼渣在第一时间加到所述钢包中，所述第一时间为从所述冶炼得到的钢水开始所述钢包中 至35重量％的所述冶炼得到的钢水加到所述钢包中的时间段；剩余的精炼渣在所述冶炼 得到的钢水全部加到所述钢包中至所述钢包炉精炼开始的时间段内加入，具体地在所述钢 包炉精炼开始之前1-3分钟之内加入。而且，相对于每吨所述冶炼得到的钢水，所述第一批 精炼渣的加入量为7-9千克。所述剩余的精炼渣可以一次加到所述钢包中，也可以分多批 加到所述钢包中，所述剩余的精炼渣的加入批数优选为1-3，当所述剩余的精炼渣分2或3 批加到所述钢包中时，每批的加入的精炼渣的量可以相同也可以不同。所述精炼渣没有特别的限定，可以为本领域常规使用的各种精炼渣。优选情况下， 为了使所制得的钢坯符合齿轮钢的性能要求，以所述精炼渣的总重量为基准，所述精炼渣 可以为含有70-88重量％的Ca0、4重量％以下的Si02、4重量％以下的Al203、2_4重量％的 Na20、8-13重量％的CaF2和5重量％以下的MgO的精炼渣，所述精炼渣可以通过常规的方 法制得，例如，可以通过将活性石灰、萤石和工业纯碱进行均勻混合而制得。在本专利技术提供的生产方法中，所述脱氧剂包括沉淀脱氧剂和扩散脱氧剂，所述沉淀脱氧剂通过沉淀脱氧作用对钢液进行脱氧，所述沉淀脱氧是指脱氧剂直接和钢液中的溶 解氧作用，使其转化为不溶于钢液中的氧化物，从而进入熔渣中的脱氧方式；所述扩散脱 氧剂通过扩散脱氧作用对钢液进行脱氧，所述扩散脱氧是指通过扩散脱氧剂造还原性精炼 渣，生成的还原性精炼渣与钢液接触，使钢液中的溶解氧扩散进入渣中的脱氧方式。所述沉 淀脱氧剂包括铝合金脱氧剂，所述铝合金脱氧剂在所述冶炼得到的钢水总重量的25-45% 加到所述钢包中时加入，而且，通常所述铝合金脱氧剂在加入所述第一批精炼渣之后加入。 相对于每吨所述冶炼得到的钢水，所述铝合金脱氧剂的加入量为7-9. 5千克。所述铝合金 脱氧剂在本专利技术中没有特别的限定，可以为各种常规的铝合金脱氧剂，然而，为了达到更好 的脱氧效果，从而降低制得的钢坯的总氧含量，所述铝合金脱氧剂优选为铁锰铝，以所述铝 锰铁的总重量为基准，所述铝锰铁含有18-28重量％的Al (铝)、23-32重量％的Mn (锰) 和40-50重量％的Fe (铁)，所述铁锰铝中还可以含有1. 5重量％以下的Si (硅)、1. 5重 量％以下的C (碳)以及微量的P (磷)、S (硫)或其它的不可避免的杂质。所述铝合金脱氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮钢的生产方法，该方法包括将提钒后的半钢加到转炉中进行冶炼，将冶炼得到的钢水加到钢包中，之后在精炼渣和脱氧剂存在下进行钢包炉精炼，然后进行真空处理和钢坯连铸，其特征在于，所述精炼渣至少分两批加入钢包中，第一批精炼渣在第一时间加到所述钢包中，所述第一时间为从所述冶炼得到的钢水开始加到所述钢包中至３５重量％的所述冶炼得到的钢水加到所述钢包中的时间段，剩余的精炼渣在所述冶炼得到的钢水全部加到所述钢包中至所述钢包炉精炼开始的时间段内加入；所述脱氧剂包括沉淀脱氧剂和扩散脱氧剂，所述沉淀脱氧剂包括铝合金脱氧剂，所述铝合金脱氧剂在所述冶炼得到的钢水总重量的２５－４５％加到所述钢包中时加入；所述扩散脱氧剂在所述冶炼得到的钢水全部加到所述钢包中之后加入，所述扩散脱氧剂为铝粒；且相对于每吨所述冶炼得到的钢水，所述精炼渣的加入总量为１１－１４千克，所述铝合金脱氧剂的加入量为７－９．５千克，所述铝粒的加入总量为０．８－１．２千克。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天明，杨素波，曾建华，赵克文，李桂军，陈永，江南红，李清春，顾武安，陈亮，周伟，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，攀钢集团有限公司，攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]