齒輪鋼在汽車上有著極其廣泛的使用,在使用的過程中會受到變載荷的沖擊力、接觸應力、脈動彎曲應力及摩擦力等多種應力的作用。因此要求齒輪鋼不但要有良好的強韌性、耐磨性,能很好地承受沖擊、彎曲和接觸應力,而且對夾雜物的控制也提出了較高的要求。據此,承鋼公司根據用戶的要求對齒輪鋼化學成分進行設計,調整了相關的工藝參數,在沒有電磁制動的情況下,通過連鑄配水系統和輥縫的調整,板坯鍛件質量合格,成功生產出20CrMnTi齒輪鋼,為下一步齒輪鋼的生產奠定了基礎。
目前,國內大部分鋼廠是在方坯上進行20CrMnTi齒輪鋼的生產,承鋼公司根據用戶需要,在200 mm x (900 ~ 1 650) mm的板埋上試制。主要工藝流程如下:高爐含釩鐵水—脫硫— 150 t轉爐提釩— 150 t 轉爐冶煉—LF精煉—板坯連鑄保護澆鑄—1780生 產線板坯加熱—高壓水除鱗—粗軋—熱卷箱(可選)-精軋-層冷-卷取-檢驗-包裝-檢斤-人庫。
承鋼煉鋼使用含釩鐵水,鐵水中硫含量相對較高,在脫硫工序要進行深脫硫,避免硫對冶煉過程的影響,保證人轉爐鐵水[S]專0.020%。根據承鋼現有的工藝采用高拉碳的方式進行操作。相關資料研究表明,鋼中碳含量和氧含量有一定的比例關系,當終點碳含量小于0. 05%時,鋼水就存在過氧化現象,鋼水過氧化會降低鋼水的純凈度,因此,將轉爐終點碳含量控制在不低于0. 07%,避免鋼水過氧化,同時提高一次拉碳的比例,減少后吹次數。出鋼過程中采取在線吹氬方式,用擋渣塞擋前期渣,出鋼過程采用滑板擋渣。
溫度進行調整;通過合適的處理方式對夾雜物進行變性處理,促進夾雜物的上浮。在精煉工序根據鋼中的氧含量確定脫氧劑的加入數量,主要采用沉淀脫氧方式為主,本次根據鋼水中的氧含量情況平均加人鋁線0.4 kg/t鋼,使鋼中的Als達到0.02%的 目標。爐渣的成分對夾雜物的去除有著直接的影響,降低爐渣中與夾雜相同成分的活度可以提高爐 渣對該夾雜的吸收能力,渣系采用CaO - Si02 - A1203,堿度R控制在3.0 ~4.0(目標),LF精煉渣,精煉后期適當加人活性石灰、螢石調整熔渣;向鋼包內喂人鈣鐵線或鈣鋁線對鋼水進行鈣處理,Ca/Als >0. 10后轉人軟吹,軟吹氬過程嚴禁鋼液面裸露。
在20CrMnTi齒輪鋼生產大型鍛件過程中,連鑄坯的質量對卷板的質量有著重要的影響,在板坯沒有電磁制動的情況下,如何減少成分偏析,保證鑄坯的內部質量符合相關標準要求是非常關鍵的因素。在連鑄生產過程中采用全程保護澆鑄,在長水口處添加密封墊圈和氬封,在中包到結晶器之間添加浸人式水口,并且適當的進行吹氬,避免鋼水在澆鑄的過程中由于二次氧化造成鋼水夾雜物含量升高。為了提高鑄坯的內部質量,對扇形段內的6、7、8段的輥縫進行適當的調節使其有一定的壓力,減少中心疏松、中心縮孔的產生;同時對結晶器的冷卻水和0段的冷卻水進行調整,減少板坯偏析的產生。
轉爐終點碳含量較高,80 %的爐次一次拉碳成功,從而使終點氧活度得到很好地控制,為降低脫氧劑量、提高元素收得率及鋼的清潔度創造了良好的條件