專利名稱：一種高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法
技術領域：
本發明涉及一種高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法。
背景技術：
用于制作時速大于200公里鐵路客車空心車軸用鋼，對化學成分、鋼質純凈度和力學性能等都有非常嚴格的要求，其中車軸鋼坯中P、S、H、O、N含量分別不大于O. 005%,O. 002%,O. 00015%,O. 0015%,O. 0065% ;非金屬夾雜物細系A、B、C、D類分別不大于1. O級。現有高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法是鐵水預處理一轉爐一LF爐一RH 真空精煉爐一模鑄，只能滿足一般的車軸用鋼，達不到高速鐵路客車空心車軸用鋼要求。

發明內容
為克服現有高速鐵路客車空心車軸用鋼在冶煉方法的不足，本發明提供一種能滿足高速鐵路客車空心車軸用鋼質量要求的冶煉方法，用本發明冶煉出的鋼水生產出的軸坯，P、S、H、0、N 含量分別不大于 O. 003%,O. 001%,O. 00010%,O. 0012%,O. 0050% ;非金屬夾雜物A、B、C、D類細系級別之和不大于1. O級。本發明的構思是在現有高速鐵路客車空心車軸用鋼冶煉的方法基礎上，利用轉爐出鋼之際在包內脫P，之后扒渣，在LF爐脫S、合金化后再造新渣，經RH真空精煉爐處理，可使鋼中P、S、H、O、N含量和非金屬夾雜物級別達到高速鐵路客車空心車軸用鋼要求。本高速鐵路客車空心車軸用鋼化學成分質量百分比C O. 22-0. 29 ； Si O. 15-0. 40 ； Mn O. 50-0. 80 ； P 彡 O. 008 ；S 彡 O. 005 ；Cr O. 90-1. 20 ； Ni O. 20-0. 30 ； Mo O. 20-0. 30V O. 03-0. 06 ； Al O. 01-0. 03 ； Cu O. 10-0. 30 ； Ti ^ O. 02 ；N彡O. 0065 ；H ( O. 00015 ；0 ( O. 0015 ;其余為Fe與不可避免的雜質。本高速鐵路客車空心車軸用鋼冶煉的方法生產工藝流程為鐵水預處理一轉爐一鋼包內脫P —扒渣一LF爐(造新渣)—RH真空精煉爐一模鑄。本高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法包括下述依次的步驟(一)、鐵水預處理將鐵水中S含量脫到O. 005%以下。(二)轉爐冶煉I兌入轉爐鐵水；鎳、鑰、銅合金同廢鋼一起用料槽加入，每噸鋼水配加鎳合金
2.6-3. lKg、加鑰鐵4. 3-5. lKg、加銅板2. 1-3.1Kgo (鋼水量等于鐵水、鎳、鑰和銅合金加入量之和乘以金屬收得率，金屬收得率為90-93% )II頂槍吹氧脫碳，將鋼液中C含量脫到O. 06-0. 10%時，停止吹煉，將轉爐內渣的1/3-2/3倒入渣罐，每噸鋼水加石灰5-8Kg，加鐵礦石4-7Kg，后用頂槍吹氧，吹氧量為每噸鋼水3-5m3。III出鋼前包內加石灰和螢石,每噸鋼水加石灰5_8Kg、加螢石l_2Kg ;鋼包內不加合金；出鋼全過程鋼包底吹以流量1000-1400L/min的氬氣攪拌脫P ;出鋼擋渣，渣厚不大于20mmoIV出鋼后，鋼液化學成分質量百分比C ^ 0.01 ；Si 0-0. 02 ； Mn O. 01-0. 06 ； P ( 0.010; NiO. 25_0. 30 ；Mo O. 25-0. 30 ； Cu O. 20-0. 30 ； Ti ^ O. 02 ;其余為 Fe 與不可避免的雜質。鋼液溫度1570-1590°C;鋼包空間高度350_500mm(鋼包上沿距鋼液面間的距離)。 V出鋼結束后扒渣，渣厚不大于20mm。(三)、LF爐冶煉I送電升溫的同時向鋼水中按每噸鋼水加入石灰9-llKg、螢石2.8-3. 4Kg和鋁粒2. 8-3. 6Kg，升溫至1600-1620°C停電，按每噸鋼水加入鋁粉O. 4-0. 6Kg，鋼包底吹以流量1200-1400L/min的氬氣攪拌脫S ;脫S后每噸鋼水加金屬錳7. 8-8. 4Kg、硅鐵4. 7-5. 2Kg、釩鐵O. 94-1. 15Kg和高碳鉻鐵17. 8-19. 5Kg，最后根據鋼液中C含量補加碳粉；合金化后，扒渣至渣厚不大于50mm，每噸鋼水加石灰3-6Kg和螢石l_2Kg再造新渣。II處理結束，按2. 5-3. 5m/t喂硅鈣線(硅鈣線中Si回收率93_96% )，之后在鋼面不裸露的前提下，鋼包底吹氬氣流量為80-200L/min攪拌，攪拌時間彡IOmin0III出站成分質量百分比C O. 27-0. 28 ； Si O. 35-0. 39 ； Mn O. 75-0. 80 ； P 彡 O. 006 ；S 彡 O. 002 ；Cr1. 10-1. 20 ； Ni O. 25-0. 30 ； Mo O. 25-0. 30V O. 045-0. 055 ； Al O. 025-0. 035 ； Cu O. 15-0. 30 ； Ti ^ O. 02 ；N彡O. 0065;H彡O. 00040 ;O彡O. 0015 ;其余為Fe與不可避免的雜質。出站溫度1620-1640°C ;鋼包空間高度200-400mm ;渣厚小于150mm。(四)、RH真空精煉爐操作I該鋼處理前，先處理I爐P含量不大于O. 010%,S含量不大于O. 005%,Ti含量不大于O. 01 %的鋼，對RH真空罐進行預熱。(預熱處理后用過的鋼水，鋼水正常連鑄或模
鑄。)II脫氫操作進站測溫、定氫、取樣；循環3min后測溫、取樣；在真空度不大于3 X IO2Pa下處理時間不少于20min，過程不加料；處理結束，鋼包底吹氬氣，以80_200L/min流量吹氬氣攪拌，攪拌時間> 8min ;之后澆鑄，澆鑄溫度1535-1555°C。III成品成分質量百分比C O. 22-0. 29 ； Si O. 15-0. 40 ； Mn O. 50-0. 80 ； P 彡 O. 008 ；S 彡 O. 005 ； Cr O. 90-1. 20 ； Ni O. 20-0. 30 ； Mo O. 20-0. 30V O. 03-0. 06 ； Al O. 01-0. 03 ； Cu O. 10-0. 30 ； Ti ^ O. 02 ；N 彡 O. 0060; H 彡 O. 00015;O 彡 O. 0015 ;其余為Fe與不可避免的雜質。上述的高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法，其特征是在步驟(一)鐵水預處理是將S含量不大于O. 060%的鐵水倒入預處理罐中，測溫、取樣，下噴槍，槍頭至距罐底200mm處，每噸鐵水噴吹鈍化顆粒鎂O. 5-0. 7Kg脫硫，噴吹結束測溫、取樣，鐵水中S含量小于O. 005% ;然后扒渣，渣厚小于20mm。本發明中鈍化顆粒鎂理化指標Mg ^ 95% ；S ^ O. 002% ；H20 ^ O. 5% ;粒度0· 5 1. 6mm ;堆比重≥O. 75g/cm3 ;燃點≥ 560°C ；鎳合金中鎳含量99%;鑰合金中鑰含量60%;銅合金中銅含量99%;石灰中CaO含量不小于90% ;螢石中CaF2含量不小于80% ；鐵礦石中Fe2O3含量不小于90% ；招粒中Al含量不小于99% ； 招粉中Al含量不小于99% ；硅鈣線中Si含量60%、Ca含量29%、芯粉質量不小于230g/m ；金屬猛中Mn含量98%、P含量不大于O. 02% ;硅鐵中Si含量75% ；釩鐵中V含量50% ；高碳鉻鐵中C含量8%，Cr含量65%，P含量不大于O. 02% ；碳粉中水分不大于O. 5%，C回收率按80-85%計算。用本高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法冶煉的鋼水，生產出的車軸鋼坯，P、S、H、O、N含量分別不大于 O. 005%,O. 002%,O. 00015%,O. 0015%,O. 0065% ;非金屬夾雜物A、B、C、D類細系級別之和不大于1. O級，該鋼質能達到高速鐵路客車時速大于200公里空心車軸用鋼的質量要求。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本發明的具體實施方式
，但本發明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。實施例本實施例的生產流程為180t鐵水預處理一180t轉爐一鋼包內脫P —扒渣一180tLF爐(造新渣)—180tRH真空精煉爐一模鑄(一)、鐵水預處理將S含量O. 035%、溫度1360°C的180t鐵水倒入預處理罐中，下噴槍，槍頭至距罐底200mm處，噴吹鈍化顆粒鎂IOOKg脫硫，噴吹結束，鐵水溫度1320°C，鐵水中S含量O. 003% ;然后扒渣，渣厚15mm。( 二 )轉爐冶煉I兌入轉爐180t脫S鐵水，530Kg鎳板、850Kg鑰鐵和390Kg銅板同30t廢鋼用料槽一起加入轉爐。II頂槍吹氧脫碳，將鋼液中C含量脫到O. 08%時，停止吹煉，轉爐內渣的1/3倒入洛罐，加石灰1200Kg和鐵礦石IOOOKg,用頂槍吹氧650m3。III出鋼前包內加入石灰IOOOKg和螢石300Kg;鋼包內不加合金；出鋼5min，出鋼全過程鋼包底吹以流量1200L/min的氬氣攪拌脫P ;出鋼擋渣，渣厚20mm ;鋼液量192. 7t，金屬收得率91 %。IV出鋼后，鋼液化學成分質量百分比C O. 013 ；Si O. 01 ；Mn O. 03 ；P O. 008 ；Ni 0. 27 ；Mo 0. 26 ；Cu 0. 20 ；Ti 0.003 ;其余為Fe與不可避免的雜質。鋼液溫度1579°C ;鋼包空間高度400mm。V出鋼結束，扒渣至渣厚20mm ;扒渣損失鋼液1. 6t。(三)、LF爐冶煉I送電升溫的同時向鋼水中加入石灰2000Kg、螢石600Kg和鋁粒550Kg，升溫至 1610°C停電，加鋁粉lOOKg，鋼包底吹以流量1300L/min吹氬氣攪拌脫S ;脫S后加金屬錳1540Kg、硅鐵960Kg、釩鐵200Kg和高碳鉻鐵3550Kg，最后根據鋼液中C含量補加碳粉350Kg (碳粉中固定C含量93 % );合金化后，扒渣至渣厚50mm，加石灰IOOOKg和螢石300Kg再造新渣；鋼水量195. 7t。II處理結束，喂600m硅鈣線，之后在鋼面不裸露的前提下，鋼包底吹氬氣流量為150L/min攪拌,攪拌時間12min。III出站成分質量百分比C O. 28 ； Si O. 38 ； Mn O. 78 ； P O. 0015 ； S O. 001 ； Cr1. 12 ；Ni O. 27 ； Mo O. 26 ； V O. 05 ； Al O. 03 ； Cu O. 20 ； Ti O. 003 ；N O. 0055 ；H O. 00026 ；0 O. 0010 ;其余為 Fe 與不可避免的雜質。溫出站度1628°C ;鋼包空間高度320mm邊厚80mm。(四)、RH真空精煉爐操作I該鋼處理前，先處理I爐P先處理I爐P含量O. 009%、、S含量O. 005%,Ti含量O. 005%的鋼，對RH真空罐進行預熱。(預熱處理后用過的鋼水，鋼水正常連鑄或模鑄。)II脫氫操作進站測溫、定氫、取樣；循環3min后測溫、取樣；在真空度1. 3X IO2Pa下處理時間23. 5min，過程不加料；處理結束，鋼包底吹氬氣，以95L/min流量吹氬氣攪拌，攪拌時間9min ;之后澆鑄，澆鑄溫度1551°C。III成品成分質量百分比C O. 28 ； Si O. 36 ； Mn O. 75 ； P O. 002 ； S O. 0015 ； Cr1. 10 ；Ni O. 26 ； Mo O. 26 ； V O. 05 ； Al O. 017 ； Cu O. 19 ； Ti O. 003 ；N O. 0045 ；H O. 00005 ；0 O. 0010 ;其余為 Fe 與不可避免的雜質。本實施例中鈍化顆粒鎂理化指標Mg 97% ；S O. 001% ；H20 O. 3% ;粒度1.1mm ;堆比重 O. 85g/cm3 ;燃點630°C;鎳合金中鎳含量99%;鑰合金中鑰含量60%;銅合金中銅含量99% ；石灰中CaO含量92% ；螢石中CaF2含量85 % ;鐵礦石中Fe2O3含量93 % ;鋁粒中Al含量99%;鋁粉中Al含量99%;硅鈣線中Si含量60 %、Ca含量29 %、芯粉質量236g/m ；金屬錳中Mn含量98%、P含量0.015% ;
硅鐵中Si含量75% ；釩鐵中V含量50% ；高碳鉻鐵中C含量8%，Cr含量65%，P含量O. 02% ；碳粉中水分不大于O. 5%，C回收率按82%計算。用本實施例冶煉方法冶煉出的鋼水，生產出的車軸鋼坯，P、S、H、O、N含量分別為
O.002%,O. 0015%,O. 00005%,O. 0010%,O. 0050% ;非金屬夾雜物 A、B、C、D 類細系級 別之
和O. 5級，該鋼質能達到高速鐵路客車時速大于200公里空心車軸用鋼的質量要求。
權利要求
1.一種高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法，它包括下述依次的步驟 一、鐵水預處理 將鐵水中S含量脫到O. 005%以下； 二、轉爐冶煉 I兌入轉爐鐵水；鎳、鑰、銅合金同廢鋼一起用料槽加入，每噸鋼水配加鎳合金.2.6-3. lKg、加鑰鐵 4. 3-5. lKg、加銅板 2. 1-3.1Kg ； II頂槍吹氧脫碳，將鋼液中C含量脫到O. 06-0. 10%時，停止吹煉，將轉爐內渣的1/3-2/3倒入渣罐，每噸鋼水加石灰5-8Kg，加鐵礦石4-7Kg，后用頂槍吹氧，吹氧量為每噸鋼水3-5m3 ； III出鋼前包內加石灰和螢石，每噸鋼水加石灰5-8Kg、加螢石l_2Kg;鋼包內不加合金；出鋼全過程鋼包底吹以流量1000-1400L/min的氬氣攪拌脫P ;出鋼擋渣，渣厚不大于20mm ； IV出鋼后，鋼液化學成分質量百分比 C 彡 O. 01 ；Si 0-0. 02 ；Mn O. 01-0. 06 ；P ( O. 010 ；Ni 0. 25-0. 30 ；Mo 0. 25-0. 30 ；Cu 0. 20-0. 30 ；Ti ( 0. 02 ;其余為 Fe 與不可避免的雜質； 鋼液溫度1570-1590°C ;鋼包空間高度350-500mm ； V出鋼結束后扒渣，渣厚不大于20mm ； 三、LF爐冶煉 I送電升溫的同時向鋼水中按每噸鋼水加入石灰9-llKg、螢石2. 8-3. 4Kg和鋁粒.2.8-3. 6Kg，升溫至1600-1620°C停電，按每噸鋼水加入鋁粉O. 4-0. 6Kg，鋼包底吹以流量1200-1400L/min的氬氣攪拌脫S ;脫S后每噸鋼水加金屬錳7. 8-8. 4Kg、硅鐵4. 7-5. 2Kg、釩鐵O. 94-1. 15Kg和高碳鉻鐵17. 8-19. 5Kg，最后根據鋼液中C含量補加碳粉；合金化后，扒渣至渣厚不大于50mm，每噸鋼水加石灰3-6Kg和螢石l_2Kg再造新渣； II處理結束，按2. 5-3. 5m/t喂硅鈣線，之后在鋼面不裸露的前提下，鋼包底吹氬氣流量為80-200L/min攪拌，攪拌時間彡IOmin ； III出站成分質量百分比C O. 27-0. 28 ； Si O. 35-0. 39 ； Mn O. 75-0. 80 P < O. 006 ； S^O. 002 ； Cr1. 10-1. 20 ； Ni O. 25-0. 30 ； Mo O. 25-0. 30VO. 045-0. 055 ；A1 O. 025-0. 035 ； Cu O. 15-0. 30 ； Ti ^ O. 02 ； N彡O. 0065; H彡O. 00040; O彡O. 0015 ;其余為Fe與不可避免的雜質； 出站溫度1620-1640°C ;鋼包空間高度200-400mm ;渣厚小于150mm ； 四、RH真空精煉爐操作 I該鋼處理前，先處理I爐P含量不大于O. 010%,S含量不大于O. 005%,Ti含量不大于O. 01 %的鋼，對RH真空罐進行預熱； II脫氫操作進站測溫、定氫、取樣；循環3min后測溫、取樣；在真空度不大于3X IO2Pa下處理時間不少于20min，過程不加料；處理結束，鋼包底吹氬氣，以80-200L/min流量吹氬氣攪拌，攪拌時間彡8min ;之后澆鑄，澆鑄溫度1535-1555°C ； III成品成分質量百分比C O. 22-0. 29 ； Si O. 15-0. 40 ； Mn O. 50-0. 80 ； P 彡 O. 008 ；S ≤ O. 005 ； Cr O. 90-1. 20 ； Ni O. 20-0. 30 ； Mo O. 20-0. 30VO. 03-0. 06 ； Al O. 01-0. 03 ； Cu O. 10-0. 30 ； Ti ≤ O. 02 ； N ≤ O. 0060 ； H ≤ O. 00015;O ≤ O. 0015 ; 其余為Fe與不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法，其特征是所述的鐵水預處理是將S含量不大于O. 060%的鐵水倒入預處理罐中，測溫、取樣，下噴槍，槍頭至距罐底200mm處，每噸鐵水噴吹鈍化顆粒鎂O. 5-0. 7Kg脫硫，噴吹結束測溫、取樣，鐵水中S含量小于O. 005% ;然后扒渣，渣厚小于20mm。
全文摘要
本發明涉及一種高速鐵路客車空心車軸用鋼的冶煉方法，它包括下述依次的步驟一、鐵水預處理；二、轉爐冶煉I兌入轉爐鐵水；鎳、鉬、銅合金同廢鋼一起加入；II將鋼液中C含量脫到0.06-0.10％時，停止吹煉，加石灰與鐵礦石后用頂槍吹氧；III出鋼前包內加石灰和螢石，吹氬氣攪拌脫P；IV出鋼；V扒渣；三、LF爐冶煉I升溫的同時向鋼水中加入石灰、螢石與鋁粒吹氬氣攪拌脫S；再加金屬錳、硅鐵、釩鐵和高碳鉻鐵合金化，加石灰和螢石再造新渣；II處理結束，喂硅鈣線；四、RH真空精煉爐操作I對RH真空罐進行預熱；II脫氫操作在真空度下處理，底吹氬氣后澆鑄。用本發明冶煉出的鋼水生產出的軸坯，能達到高速鐵路客車空心車軸用鋼的質量要求。
文檔編號C21C7/072GK103014537SQ20111028233
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者張增武, 劉亮, 谷宇, 王玉玲 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司