短流程生产汽车齿轮钢

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1、120吨BOF+LF短流程生产齿轮钢的关键工艺控制谢英明宝钢集团八钢公司第二炼钢厂摘要：本文简述了第二炼钢厂倒运钢水冶炼齿轮钢的工艺管控过程。其中转炉的脱磷和挡渣操作，精炼炉的送电制度，钙处理是影响质量的最关键的控制环境。关键词：齿轮钢转炉脱磷精炼炉钙处理前言：八钢第二炼钢厂短流程生产线生产齿轮钢的工艺，由于钢中氮含量较高，粗炼钢水的硫含量较高等不利因素，造成冶炼的齿轮钢的质量异议较多。为此第二炼钢厂充分利用转炉生产线的优势，采用转炉冶炼齿轮钢，钢水经过200吨钢水倒运车经过短途倒运，拉运到电炉生产线，经过精炼生产线的70

2、吨LF炉进行精炼，然后钢水上方坯连铸机浇铸，工艺实施以后，质量取得了明显的进步，笔者在此简述，供同行参考。1工艺参数1.1齿轮钢20CrMnTi的成分如下表所示牌号CMnSiCrTiSNi20CrMnTi0.17～0.240.80～1.100.20～0.401.00～1.300.06～0.12≤0.04≤0.40转炉的工艺参数转炉公称容量：3×120t转炉料型结构：82%的脱硫铁水+9%的废钢+9%的生铁纯供氧时间：8熔池深度：1307纯供氧时间：13min9～16min熔池深度：1590mm1307mm炉容比：0.989

3、6最大供氧流量:43200m324500m3/h冶炼周期：30～42min铁水碳含量：4.0%～5.6%冶炼齿轮钢的出钢量：70～90吨70吨钢包炉的技术参数公称容量：70吨钢包底吹气形式：偏心底单透气砖转炉生产的工艺控制采用这种工艺生产20CrMnTiH的管控特点如下①转炉按照低氮钢的工艺组织生产，铁水硫含量不高时（S<0.030%），可以不要脱硫操作。②转炉控制出钢的终点磷成分，防止钢包带渣回磷。③转炉出钢温度控制在1620～1660℃，出钢前合金经过烘烤，减少转炉的出钢温度。2转炉工序的操作要点由于转炉铁水的脱硫，使

4、得转炉的主要难点聚焦于脱磷和挡好渣两个方面。其中铁水在氧化性渣下的脱磷反应可表述如下：2[P]+5(FeO)＝(P2O5)+5Fe（1）3(FeO)+(P2O5)＝(3FeO•P2O5)（2）(1)式+(2)式：2[P]+8(FeO)＝(3FeO•P2O5)+5Fe（3）4由于在1400～1600℃时，(3FeO•P2O5)不稳定，为了有效脱磷，则必须使渣中磷在高碱度下生成更稳定的化合物(4CaO•P2O5)，即发生置换反应：(3FeO•P2O5)＋4(CaO)＝(4CaO•P2O5)+3(FeO)（4）(3)式+(4)式

5、：2[P]+5(FeO)+4(CaO)＝(4CaO•P2O5)+5Fe（5）其平衡常数为：Kp与温度的关系为：lgKp＝51875/T-33.16故高(CaO)，高(FeO)，一般经常采用的脱磷剂如铁矿石、烧结矿、氧化铁皮等，要求其(FeO)含量不低于20%；低温度，温度为1250℃～1400℃对脱磷有利。但是氧化铁含量大于20%的氧化渣挡渣不成功，下渣以后，对于后续的工艺的还原控制带来难度，出现过转炉下渣精炼炉精炼时间过长，连铸断钢水的事故，故经过讨论我们采用以下工艺，取得了较好的效果：①铁水原料磷含量较高时采用双渣操作

6、，转炉在低温期间，增加化渣时间，脱碳反应开始以后，及时的补加烧结矿化渣，保证渣中氧化铁处于脱磷的有利条件范围，脱碳反应结束前，取样倒渣，终点前测温根据钢水的温度，添加生白云石或者轻烧白云石调整温度的同时，调整炉渣中间氧化镁的含量，增加炉渣的粘度，减少下渣带渣的几率。工艺过程中的典型转炉渣样成分如下表CaOSiO2FeMgOMnOCaO/SiO2(R)45.328514.000311.749911.83321.93543.237737.193111.426216.688210.70162.72863.255140.05551

7、4.761315.37989.19252.5932.713639.297812.165915.500311.56092.68213.230244.618414.96389.96513.06522.27482.981842.00612.757816.28898.91192.12013.292642.907213.471514.325411.09061.85693.18534.165912.552721.79228.26813.16212.721845.326111.805415.47139.07932.16273.83953

8、3.761910.535227.12123.40612.4973.204733.386312.172321.98589.04413.15842.7428②转炉出钢前倒渣根据渣况决定倒渣的量，如果渣况粘度较低，以倒出大部分氧化渣的操作为重点，反之亦然，减少挡渣的难度。③转炉出钢温度保持在1650℃左右，保