本发明专利技术涉及一种低氧车轴用钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤：Ⅰ电炉冶炼?将废钢与预处理铁水加入电炉，然后吹氧，加入造渣材料；继续吹氧，电炉偏底心出钢；出钢前钢包中加入脱氧剂、铁合金及造渣剂；钢水倒入钢包；Ⅱ钢包炉精炼钢包精炼前先快速喂入Al线脱氧处理；钢包进入LF工位底吹Ar气，加入电石；再送电升温；在钢包内造还原性白渣；加入Al粉和合成渣进行扩散脱氧；白渣状态下保持时间不小于15分钟后钢包出LF站；ⅢVD真空精炼钢包进VD工位；高真空度下底吹Ar气；VD处理后，喂Al线；加入覆盖剂；e底吹Ar软搅拌；出站；注钢。本低氧车轴用钢的冶炼方法可将钢中的氧含量降低到不高于15×10-6。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种低氧车轴用钢的冶炼方法，主要是车轴用钢生产过程中氧含量的控制方法。
技术介绍
车轴是铁路列车重要的承重构件之一，其质量可靠性直接关系到铁道列车的高速行车安全。高速动车车轴对钢质纯净度及抗疲劳性能要求非常高。目前，我国高速动车车轴全部采用国外进ロ产品，国内在此领域尚属空白。氧作为ー种有害元素在钢中应严加控制。研究表明，钢中的氧及非金属氧化物会降低钢材的疲劳强度和冲击韧性，同时也是疲劳失效裂纹的发源地。因此，应尽量降低钢中的氧含量及非金属氧化物，特别是对安全有很高要求的列车关键构件，其氧含量及夹杂物 级别尤其应严加控制，如时速在200公里以上的高速动车车轴，要求钢中彡20X10_6，A类、B类、C类、D类夹杂物均不大于I. 0级。现有车轴用钢的低氧冶炼方法生产的车轴钢质量波动大，氧含量及夹杂物控制水平难以稳定达到国外同类产品的水平。
技术实现思路
为了克服现有低氧车轴用钢的冶炼方法的上述不足，本专利技术提供一种车轴用钢的低氧冶炼方法，本专利技术可将钢中的氧含量降低到不高于15X10'本专利技术的钢种高速动车车轴用钢，其成分的质量百分比与氧含量的要求如下C 0. 20 0. 30% ； Si 0. 15 0. 40% ； Mn 0. 50 0. 80% ； P 彡 0. 020% ；S^O. 015% ； Cr 0. 90 I. 20% ； Mo 0. 20 0. 30% ； V^O. 06% ； Al く 0. 045% ； く 20X 10' 其余为Fe与不可避免的杂质。通过出钢时沉淀脱氧、精炼阶段控制渣系及扩散脱氧、真空处理脱氧、注钢保护浇注措施，可以将钢中的氧稳定控制在不高于15X Kr6的水平。本低氧车轴用钢的冶炼方法包括下述依次的步骤 I电炉冶炼 (I)电炉装料先将优质的废钢加入电炉，废钢中(重量)P ^ 0. 025%,S ^ 0. 030%，废钢表面干燥、无油污、无杂质，外形尺寸< 800mmX500mm。再将预处理后铁水倒入电炉,入炉预处理铁水中(重量)P彡0. 070%, S彡0. 050%，铁水温度为1250°C 1500°C，铁水的重量比例彡60%o(2)然后电炉吹氧10± I分钟后，加入石灰、萤石造渣材料，电炉中的废钢及造渣料得到熔化。(3)继续吹氧，钢中的C、Si、P、S元素得到氧化。当钢液中C :0. 08 0. 12%、P彡0. 010%、S彡0. 020%、Si彡0. 20%且钢液温度为1640 1680°C时电炉偏底心出钢。(4)出钢前在烘烧大于2小时的钢包中加入(计算好的)脱氧剂、铁合金及造渣剂。脱氧剂为Si-Al-Ba、Al丸，进行沉淀脱氧；铁合金为钥铁、中碳铬铁、硅锰铁；造渣剂为CaO及合成渣。使其在钢包内初步完成钢水合金化。(5)将钢包移至电炉出钢口，倾斜电炉将钢水倒入钢包。出钢时要求留钢留渣操作，严禁出钢过程中流入氧化渣到钢包中。2钢包炉精炼 (I)钢包精炼前喂入Al线，进行在线脱氧处理。(2)钢包进入LF工位，底吹Ar气，加入石灰和萤石，送电升温8±2分钟，(熔化钢包内的合金料及渣料)当温度在1550±10°C时，加入电石。(3)然后再送电升温10±2分钟，在温度达到1640±10°C时，加入合金微调整成分。再送电10±2分钟，升温熔化合金。(4)成分达到钢种要求后，在钢包内造还原性白渣，加入石灰。使渣中E (FeO) (0. 5%，调整精炼渣的碱度达到R (Ca0/Si02) =3. 0 7. 0，Al2O3含量在20 40%，SiO2 ( 15% ； (5)在白渣状态下加入Al粉和合成渣进行扩散脱氧，继续送电。精炼过程全程底软Ar气，Ar气压力0. 2-0. 5MPa，保证脱氧反应动力学条件且使反应产物A1203、SiO2可以充分上浮并在渣金界面吸收。(6)白渣状态下保持时间不小于15分钟，钢包出LF站，出站温度1660±5°C。3 VD真空精炼 (1)钢包进VD工位； (2)高真空度下(压强彡67pa)保持时间不少于15分钟，并底吹Ar气，在真空条件下进一步脱除钢中的氧，使 ( 15X10'(3) VD处理后，(破真空后)根据钢中铝含量喂适当Al线，按成分的中上限(即铝0. 025% 0. 040%)控制Al含量;快速(3 4m/s)喂入Si-Ca线(0. 3 I. Okg/t)进行钢水钙处理，使钢中夹杂物得到球化。(4)加入优质覆盖剂(含CaO的渣剂，加在钢包表面用于防止温降过快及防止钢水与空与直接接触)。(5)底吹Ar气进行软搅拌，搅拌时间不少于15分钟，控制吹氩强度，保持钢水不裸露、液面上下蠕动状态，促进夹杂物的上浮，并在渣金反应界面得到吸收。(6)出站温度 1565±5°C。注钢 注钢过程采用全程Ar封浇注。防止钢水的二次氧化。上述的低氧车轴用钢的冶炼方法(下述的步骤标注序号与上述的步骤标注序号一致)，其步骤特征为 I电炉冶炼 (2 )加入石灰、萤石造渣材料的量为，每吨钢水加石灰8 土 lkg/t，萤石4. 5 土 lkg/t。(4)钢包中加入的脱氧剂、铁合金及造渣剂的量为每吨钢水Si-Al-Ba :3.5±0. 2kg,Al 丸:2±0. 5kg、钥铁3. 3±0. 3kg、中碳铬铁:15±0. 15kg、硅锰铁:10±lkg、CaO :5±lkg、合成渣(CaO 和 Al2O3 的混合物，CaO 40±4%，A1203 40 ±4%，其它为 SiOjPMgO杂质):5±0. 5kg。钢包炉精炼(1)Al线喂入量为每吨钢水I.25±0. 3kg ； (2)Ar压カ为0. 2-0. 5MPa,姆吨钢水加入量为石灰5±0. 5kg,萤石3. 5±0. 5kg ;姆吨钢水电石加入量为I. 3±0. 2kg/t。(3)加入量为每吨钢水加石灰5±0. 2kg。3 VD真空精炼 (2)每吨钢水吹氩0. 05±0. 01m3 ； (5)每吨钢水 Ar 量为 0. 009±0. OOlm30本车轴用钢的低氧冶炼方法可以使钢中< 15X 10_6，B类非金属夹杂物级别达到0. 5级以下，钢质纯净，提高了高速动车车轴的综合性能。该钢质能达到高速铁路客车时速大于200公里空心车轴用钢的质量要求。具体实施例方式下面结合实施例详细说明本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的具体实施方式不局限于下述的实施例。实施例本实施例生产的是高速动车车轴用钢，其成分的质量百分比与氧含量的要求如下 C 0. 20 0. 30% ； Si 0. 15 0. 40% ； Mn 0. 50 0. 80% ； P 彡 0. 020% ； S^O. 015% ； Cr 0. 90 I. 20% ； Mo 0. 20 0. 30% ； V^O. 06% ； Al く 0. 050% ； く 20X 10' 其余为Fe与不可避免的杂质。本实施例为下述依次的步骤 I电炉冶炼 (I)电炉装料先将优质废钢6吨加入电炉，废钢中(重量)P ( 0. 025%、S ( 0. 030%，废钢表面干燥、无油污、无杂质，外形尺寸< 800mmX500mm。再将预处理后铁水54吨倒入电炉，入炉预处理铁水中(重量)P 0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低氧车轴用钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤：Ⅰ？电炉冶炼（1）电炉装料：先将优质的废钢加入电炉，废钢中P≤0.025%、S≤0.030%，废钢表面干燥、无油污、无杂质，外形尺寸≤800mm×500mm；再将预处理后铁水倒入电炉，入炉预处理铁水中P≤0.070%，S≤0.050%，铁水温度为1250℃～1500℃，铁水的重量比例≥60%；（2）然后电炉吹氧10±1分钟后，加入石灰、萤石造渣材料，电炉中的废钢及造渣料得到熔化；（3）继续吹氧，钢中的C、Si、P、S元素得到氧化；当钢液中C：0.08～0.12%、P≤0.010%、S≤0.020%、Si≤0.20%且钢液温度为1640～1680℃时电炉偏底心出钢；（4）出钢前在烘烧大于2小时的钢包中加入脱氧剂、铁合金及造渣剂；脱氧剂为Si？Al？Ba、Al丸，进行沉淀脱氧；铁合金为：钼铁、中碳铬铁、硅锰铁；造渣剂为：CaO及合成渣？使其在钢包内初步完成钢水合金化；（5）将钢包移至电炉出钢口，倾斜电炉将钢水倒入钢包；出钢时要求留钢留渣操作，严禁出钢过程中流入氧化渣到钢包中；Ⅱ？钢包炉精炼（1）钢包精炼前喂入Al线，进行在线脱氧处理；（2）钢包进入LF工位，底吹Ar气，加入石灰和萤石，送电升温8±2分钟，（熔化钢包内的合金料及渣料）当温度在1550±10℃时，加入电石；（3）然后再送电升温10±2分钟，在温度达到1640±10℃时，加入合金微调整成分；再送电10±2分钟，升温熔化合金；（4）成分达到钢种要求后，在钢包内造还原性白渣，加入石灰；使渣中∑（FeO）≤0.5%，调整精炼渣的碱度达到R=3.0～7.0，Al2O3含量在20～40%，SiO2≤15%；（5）在白渣状态下加入Al粉和合成渣进行扩散脱氧，继续送电；精炼过程全程底软Ar气，Ar气压力0.2？0.5MPa，保证脱氧反应动力学条件且使反应产物Al2O3、SiO2可以充分上浮并在渣金界面吸收；（6）白渣状态下保持时间不小于15分钟，钢包出LF站，出站温度1660±5℃；Ⅲ？VD真空精炼（1）钢包进VD工位；（2）高真空度下（压强≤67pa）保持时间不少于15分钟，并底吹Ar气，在真空条件下进一步脱除钢中的氧，使[O]≤15×10？6；（3）VD处理后，破真空后根据钢中铝含量喂Al线，按成分的中上限（铝0.025%～0.040%）控制Al含量；喂入Si？Ca线进行钢水钙处理，使钢中夹杂物得到球化；（4）加入优质覆盖剂即含CaO的渣剂，加在钢包表面用于防止温降过快及防止钢水与空与直接接触；（5）底吹Ar气进行软搅拌，搅拌时间不少于15分钟，控制吹氩强度，保持钢水不裸露、液面上下蠕动状态，促进夹杂物的上浮，并在渣金反应界面得到吸收；（6）出站温度1565±5℃；Ⅳ？注钢注钢过程采用全程Ar封浇注；防止钢水的二次氧化。...
【技术特征摘要】
1. ー种低氧车轴用钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤 I电炉冶炼 (1)电炉装料先将优质的废钢加入电炉，废钢中P彡0.025%,S彡0. 030%，废钢表面干燥、无油污、无杂质，外形尺寸< 800mmX500mm ;再将预处理后铁水倒入电炉，入炉预处理铁水中P彡0. 070%, S彡0. 050%，铁水温度为1250°C 1500°C，铁水的重量比例彡60% ； (2)然后电炉吹氧10±1分钟后，加入石灰、萤石造渣材料，电炉中的废钢及造渣料得到熔化； (3)继续吹氧，钢中的C、Si、P、S元素得到氧化；当钢液中C:0. 08 0. 12%、P彡0. 010%、S彡0. 020%、Si ( 0. 20%且钢液温度为1640 1680°C时电炉偏底心出钢； (4)出钢前在烘烧大于2小时的钢包中加入脱氧剂、铁合金及造渣剂；脱氧剂为Si-Al-Ba, Al丸，进行沉淀脱氧；铁合金为钥铁、中碳铬铁、硅锰铁；造渣剂为CaO及合成渣使其在钢包内初步完成钢水合金化； (5)将钢包移至电炉出钢ロ，倾斜电炉将钢水倒入钢包；出钢时要求留钢留渣操作，严禁出钢过程中流入氧化渣到钢包中； II钢包炉精炼 (1)钢包精炼前喂入Al线，进行在线脱氧处理； (2)钢包进入LFエ位，底吹Ar气，加入石灰和萤石，送电升温8±2分钟，(熔化钢包内的合金料及渣料)当温度在1550±10°C时，加入电石； (3)然后再送电升温10±2分钟，在温度达到1640±10°C时，加入合金微调整成分；再送电10±2分钟，升温熔化合金； (4)成分达到钢种要求后，在钢包内造还原性白渣，加入石灰；使渣中E(FeOX 0. 5%，调整精炼渣的碱度达到R=3. 0 7. 0，Al2O3含量在20 40%, SiO2彡15% ； (5)在白渣状态下加入Al粉和合成渣进行扩散脱氧，继续送电；精炼过程全程底软Ar气，Ar气压カ0. 2-0. 5MPa，保证脱氧反应动力学条件且使反应产物A1203、SiO2可以充分上浮并在渣金界面吸收； (6)白渣状态下保持...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬中华，王玉玲，王之香，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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