專利名稱：提高合金結構鋼各向同性的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高合金結構鋼各向同性的冶金方法。
背景技術：
隨著機械制造業的發展，對合金結構鋼的質量要求越來越高。合金結構鋼要 求縱向具有良好的性能，同時要求橫向也具有良好的性能，亦即要求鋼各向同性、性能 良好。冶煉時盡量提高鋼的各向同性，即性能相差越小，加工性能越好，零件成型率越 高，使用壽命越長。目前國內合金鋼橫縱向性能相差較大，橫向沖擊功與縱向沖擊功之 比在0.5 0.8范圍，結構零件成型過程中廢品率較高，使用壽命較短，如鉤尾框成型過 程中開裂比例高達20%。

發明內容
為了克服現有提高合金結構鋼各向同性的方法的上述不足，本發明提供一種合 金結構鋼成型性能好、延長結構零件使用壽命的提高合金結構鋼各向同性的方法。本提高合金結構鋼各向同性的方法主要關鍵技術是在現有的合金結構鋼冶煉、 模鑄成錠、鋼錠紅送初軋、均熱開坯的整個過程中，電爐冶煉完成熔化和氧化，控制出 鋼P《0.015%，P易偏析于晶界，降低晶界的表面能，還可在晶界上形成磷共晶型非金屬 夾雜，造成晶界脆化，鋼中P含量越低，鋼的韌性越好，成型性越好；其次是精煉過程 深脫S，控制S《0.005%，鋼中S和Mn結合生成塑性MnS，在熱加工過程中要發生變 形，并延伸成條狀，顯著降低鋼材的性能，特別是鋼材橫斷面性能大幅度下降，使鋼材 出現各向性能差別，鋼中S含量越低，鋼的各向同性性能越好。此外，VD脫氣結束后 喂Si-Ca線，喂線量0.6-0.8公斤/噸鋼，進行夾雜物去除及變性處理，用球狀的(Ca、 Mn) S代替了條狀的MnS，顯著提高鋼的性能，特別是鋼的橫向性能，使鋼的橫向沖擊功 與縱向沖擊功之比勸.90。本提高合金結構鋼各向同性的方法包括下述依次的步驟I電爐冶煉將廢鋼和預處理后的鐵水加入電爐，鐵水的重量比例不小于50%，一般為 50%-90%。廢鋼中的P含量為0.020 0.035%、S含量為0.020-0.040% ；預處理后的 鐵水中P含量為0.040 0.070%、S含量不大于0.010%;鐵水溫度不低于1250°C，一般 為 12500C -1500°C。先將廢鋼加入電爐中，再加入鐵水，然后開始吹氧，開吹5-10分鐘加入造渣材 料石灰(18-22Kg/噸鋼)。廢鋼熔化和鐵水氧化同時進行，在冶煉過程中廢鋼及石灰等 爐料迅速熔化，同時脫C、脫P、去氣、去夾雜，在P《0.015%后，電爐出鋼。電爐出 鋼前，先根據所冶煉的鋼種，在鋼包精煉爐的鋼包內加入含有對應元素的鐵合金、石灰 (8-12Kg/t)、合成渣(3-4Kg/t)與硅鋁鋇(3-4Kg/t)并烘烤不少于30分鐘以上，然后把 電爐的鋼水倒入鋼包中，鋼水在鋼包中進行初步合金化。
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II鋼包精練爐精煉把裝有鋼水的鋼包移到精煉工位，送電，加入造渣原料電石、石灰、合成渣進 一步脫氧、去夾雜、脫S至S《0.005%，同時加入對應元素的鐵合金，調整鋼水成分。IIIVD真空脫氣把裝有鋼水的鋼包移到VD真空處理工位，喂Si-Ca線0.1-0.2Kg/噸鋼，在高 真空度下(壓強在67Pa以下)保持20分鐘以上，進一步脫氣。VD處理工序中喂Si-Ca 線，喂線量0.5-0.6Kg/噸鋼。鋼包底吹氬氣不少于15分鐘，吹氬氣過程鋼水不裸露。 液面輕微上下波動。之后，把裝有鋼水的鋼包移到鑄臺，鋼水澆鑄成錠、紅送軋制成材。上述的提高合金結構鋼各向同性的方法，其特征是在步驟I，鋼水在鋼包中進 行初步合金化時，鐵合金中合金元素的含量要高、成分準確、有害元素含量低；鐵合金 加入量應使鋼水中對應元素的含量達到相應標準要求的中下限；在步驟II鋼包精煉爐的 鋼包出鋼時，鋼水中的合金元素控制在標準的中限。上述的提高合金結構鋼各向同性的方法，其特征是在步驟I在步驟I電爐出鋼 前加入螢石，加入量3-4Kg/t。本提高合金結構鋼各向同性方法的主要關鍵技術是同時降低鋼中P、S含量并進 行夾雜物去除及變性處理，在保證合金結構鋼高強度的同時提高鋼的韌性，并且橫向沖 擊功與縱向沖擊功之比由0.5 0.8提高到0.9之上，保證鋼具有良好的熱加工性能，避免 鉤尾框鍛造等合金零件成型及使用過程中開裂。用本方法處理合金結構鋼成本低、便于 操作、處理后的鋼各向性能良好，且橫向和縱向沖擊功差別很小，成型性能好，零件成 型率達到98%。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本提高合金結構鋼各向同性的方法的具體實施方式
， 但本提高合金結構鋼各向同性的方法的具體實施方式
不局限于下述的實施例。實施例一本實施例冶煉的是鐵道車輛鉤尾框用25MnCrNiMoA鋼。25MnCrNiMoA鋼化學成分的質量百分比要求如下表1。表1
權利要求
1. 一種提高合金結構鋼各向同性的方法，它包括下述依次的步驟 I電爐冶煉將廢鋼和預處理后的鐵水加入電爐，鐵水的重量比例不小于50%，廢鋼中的P含 量為0.020 0.035%、S含量為0.020-0.040% ；預處理后的鐵水中P含量為0.040 0.070%, S含量不大于0.010% ；鐵水溫度不低于1250°C ；先將廢鋼加入電爐中，再加入鐵水，然后開始吹氧，開吹5-10分鐘加入造渣材料石 灰；廢鋼熔化和鐵水氧化同時進行，在冶煉過程中廢鋼及石灰等爐料迅速熔化，同時脫 C、脫P、去氣、去夾雜，在P《0.015%后，電爐出鋼；電爐出鋼前，先根據所冶煉的鋼 種，在鋼包精煉爐的鋼包內加入含有對應元素的鐵合金、石灰、合成渣與硅鋁鋇并烘烤 不少于30分鐘以上，然后把電爐的鋼水倒入鋼包中，鋼水在鋼包中進行初步合金化； II鋼包精練爐精煉把裝有鋼水的鋼包移到精煉工位，送電，加入造渣原料電石、石灰、合成渣進一步 脫氧、去夾雜、脫S至S≤0.005%，同時加入對應元素的鐵合金，調整鋼水成分； IIIVD真空脫氣把裝有鋼水的鋼包移到VD真空處理工位，喂Si-Ca線0.1-0.2K/g噸鋼，在高真空 度下保持20分鐘以上，進一步脫氣；VD處理工序中喂Si-Ca線，喂線量0.5-0.6Kg/噸 鋼。鋼包底吹氬氣不少于15分鐘，吹氬氣過程鋼水不裸露。
全文摘要
本發明涉及一種提高合金結構鋼各向同性的方法，它包括下述步驟I.電爐冶煉先將廢鋼加入電爐中，再加入鐵水，然后開始吹氧加入造渣材料冶煉，在P≤0.015％后，電爐出鋼；根據所冶煉的鋼種加入含有對應元素的鐵合金，進行初步合金化；II.鋼包精練爐精煉把裝有鋼水的鋼包移到精煉工位，加入造渣原料進一步脫氧、去夾雜、脫S至S≤0.005％，同時加入對應元素的鐵合金，調整鋼水成分；III.VD真空脫氣把裝有鋼水的鋼包移到VD真空處理工位，喂Si-Ca線，在高真空度下進一步脫氣；VD處理后喂Si-Ca線。本提高合金結構鋼各向同性的方法處理后的鋼各向性能良好，且橫向和縱向沖擊功差別小，零件成型率高達到98％。
文檔編號C21C5/52GK102021270SQ201010601318
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者王之香, 王玉玲, 鄔中華 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司