一种用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺制造技术

技术编号：43341588 阅读：0 留言：0更新日期：2024-11-15 20:36

本发明专利技术属于钢铁冶金技术领域，具体为一种用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，在转炉出钢时采用碳预脱氧+含碳铬铁脱氧合金化，到LF炉中进行精炼渣改质，使得被氧化的铬元素还原重新进入钢液。与传统Al脱氧工艺相比，该工艺可大大减少Al耗，从而减少氧化铝类夹杂物产生量，进而还可减少钙线喂入量，具备良好的冶金效果。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金，具体为一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺。

技术介绍

1、20crmnti齿轮钢是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性，且具有良好的加工性，特加工变形微小，抗疲劳性能相当好，正火后可切削性良好。用于制造承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字等。目前，国内外齿轮钢的冶炼主要采用的脱氧剂为铝粒，其产生的脱氧产物al2o3夹杂熔点高且变形能力低，属于高熔点不易变形类夹杂，在中间包浇铸过程中容易在水口处聚集，造成水口结瘤发生堵塞，使水口寿命降低甚至影响生产的顺利进行。此外，在后序轧制中，由于al2o3夹杂物不易变形的特性，会造成钢基体划伤，且应力易在夹杂物周围集中，从而形成空隙或裂纹，造成材料在使用过程中出现损伤断裂，疲劳性能降低。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本专利技术的主要目的是提出一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺。

2、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：

3、一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，在转炉出钢过程中进行碳预脱氧+含碳铬铁脱氧合金化，在lf精炼中进行精炼渣改质，使得被氧化的铬元素还原重新进入钢液。

4、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述冶炼工艺包括以下步骤：

5、s1.转炉冶炼结束定氧；</p>

6、s2.转炉出钢；

7、s3.碳预脱氧；

8、s4.含碳铬铁脱氧并初次合金化；

9、s5.精炼渣改质；

10、s6.lf二次合金化；

11、s7.微钙处理；

12、s8.软吹。

13、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s1中，转炉出钢前，采用定氧仪定氧。

14、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s2中，出钢温度1610～1650℃，出钢时间3～4min。

15、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s3中，出钢过程中，加入碳粉对钢液进行预脱氧，碳与钢液中的自由氧反应生成co后脱离钢液体系，脱氧产物不会污染钢液。碳粉加入量为0.70～0.95kg/t钢，出钢量达到1/4时开始加入。

16、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，出钢量达到1/2时开始加入含碳铬铁进行脱氧合金化；当含碳铬铁为低碳铬铁时，低碳铬铁加入量为17.5～18.8kg/t钢；当含碳铬铁为高碳铬铁和低碳铬铁，低碳铬铁加入量为10～12kg/t钢，高碳铬铁加入量为4～5kg/t钢，还需加入碳粉0.3～0.5kg/t钢。

17、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，脱氧合金化后，通过料仓加入造渣剂，造渣剂选择合成精炼渣+石灰；精炼合成渣的加入量在5～6kg/t钢，石灰加入量在2～3kg/t钢；合成精炼渣包括：cao：40～50wt％，al2o3：30～45wt％；石灰中cao≥95wt％；lf冶炼结束时精炼终渣的碱度为5～7，cao：50～60wt％，sio2：9～13wt％，al2o3：25～35wt％，mgo：3～5wt％，∑(feo+mno)≤1wt％。

18、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s5中，钢包进入lf精炼工序后，向钢包中加入改质剂降低精炼渣氧化性来造还原性白渣，造渣改质剂选择电石+碳化硅+铝粒；其中电石加入量0.95～1.2kg/t钢，碳化硅的加入量为0.6～0.85kg/t钢，电石+碳化硅的加入量≥1.8kg/t钢；同时向渣面铺撒0.23～0.35kg/t钢的铝粒，辅助快速脱氧和铝的合金化。

19、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s6中，钢包进入lf精炼工序渣改质完成后，通过加料仓加入硅锰和钛铁进行二次合金化。

20、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s7中，合金化之后，成分已满足目标要求；考虑到依旧采用高碱度、高铝精炼渣系，为确保钢液的可浇性，对钢液进行微钙处理，钙线喂入量为0.35～0.60m/t钢。

21、作为本专利技术所述的一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺的优选方案，其中：所述步骤s8中，喂钙线之后，钢包在吊至连铸之前，进行至少10min的软吹操作。

22、本专利技术的有益效果如下：

23、本专利技术提出一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，采用转炉出钢碳预脱氧+含碳铬铁脱氧合金化的方式，代替传统al脱氧工艺，减少了al的消耗，夹杂物产生量也得到减少，含碳铬铁中的部分铬元素在出钢时被氧化，进入lf造还原渣后氧化的铬被还原又进入钢液，此种方法可实现生产高洁净度20crmnti齿轮钢，并且可以减少钙处理加入量，一方面节约了成本，另一方面使冶金效果得到了提升。

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【技术保护点】

1.一种用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，在转炉出钢过程中进行碳预脱氧+含碳铬铁脱氧合金化，在LF精炼中进行精炼渣改质，使得被氧化的铬元素还原重新进入钢液。

2.根据权利要求1所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述冶炼工艺包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S2中，出钢温度1610～1650℃，出钢时间3～4min。

4.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S3中，出钢过程中，加入碳粉对钢液进行碳预脱氧，碳粉加入量为0.70～0.95kg/t钢，出钢量达到1/4时开始加入。

5.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S4中，出钢量达到1/2时开始加入含碳铬铁进行脱氧合金化；当含碳铬铁为低碳铬铁时，低碳铬铁加入量为17.5～18.8kg/t钢；当含碳铬铁为高碳铬铁和低碳铬铁，低碳铬铁加入量为10～12kg/t钢，高碳铬铁加入量为4～5k

6.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S4中，脱氧合金化后，通过料仓加入造渣剂，造渣剂选择合成精炼渣+石灰，精炼合成渣加入量在5～6kg/t钢，石灰加入量在2～3kg/t钢。

7.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S5中，钢包进入LF精炼工序后，向钢包中加入改质剂降低精炼渣氧化性来造还原性白渣，改质剂选择电石+碳化硅+铝粒；其中电石加入量0.95～1.2kg/t钢，碳化硅加入量为0.6～0.85kg/t钢，电石+碳化硅加入量≥1.8kg/t钢；同时向渣面铺撒0.23～0.35kg/t钢的铝粒。

8.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S6中，精炼渣造还原性白渣之后，通过合金料仓加入硅锰和钛铁进行二次合金化。

9.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S7中，对钢液进行微钙处理，钙线的喂入量0.35～0.6m/t钢。

10.根据权利要求2所述的用于20CrMnTi的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤S8中，喂钙线之后，钢包在吊至连铸之前，进行至少10min的软吹操作。

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【技术特征摘要】

1.一种用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，在转炉出钢过程中进行碳预脱氧+含碳铬铁脱氧合金化，在lf精炼中进行精炼渣改质，使得被氧化的铬元素还原重新进入钢液。

2.根据权利要求1所述的用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述冶炼工艺包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤s2中，出钢温度1610～1650℃，出钢时间3～4min。

4.根据权利要求2所述的用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤s3中，出钢过程中，加入碳粉对钢液进行碳预脱氧，碳粉加入量为0.70～0.95kg/t钢，出钢量达到1/4时开始加入。

5.根据权利要求2所述的用于20crmnti的钢液洁净度提升工艺，其特征在于，所述步骤s4中，出钢量达到1/2时开始加入含碳铬铁进行脱氧合金化；当含碳铬铁为低碳铬铁时，低碳铬铁加入量为17.5～18.8kg/t钢；当含碳铬铁为高碳铬铁和低碳铬铁，低碳铬铁加入量为10～12kg/t钢，高碳铬铁加入量为4～5kg/t钢，还需加入碳粉0.3～0.5kg/t钢。

6.根据权利要求2所述的用于20...

【专利技术属性】
技术研发人员：包燕平，李昊哲，高放，周志伟，李海涛，顾超，李立凯，孙玉春，王二庆，张小华，于飞，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：

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