齿轮钢生产流程工艺控制改进(终稿)

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1、20CrMnTi齿轮钢生产工艺的改进摘要：本文简述了某钢铁公司第二炼钢厂将转炉齿轮钢钢水倒运到电炉车间进行精炼的工艺管控过程。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关键控制环节。同时也对轧制工艺进行改进，采用控轧控冷的TMCP技术，使圆钢轧材质量更加稳定。关键词：齿轮钢；转炉；脱磷；精炼炉；钙处理；TMCP控轧控冷中图分类号：文献标识码：A文章编号：TheImprovementofKeyTechniquesDuringtheProductionofGearSteel20CrMnTiAbstract:Wemainlydiscussthetechniquesmana

2、gementduringthetransportmoltensteelforgearsteelproductionintheNO.2plantinasteelandironcompanyinthispaper.ThedephosphorusandslagstayoperationsintheBOF,theelectricitydeliveryruleandcalciumdisposalinLFaretheimportantprocedures.Meanwhiletheoperationintherollingprocessingisalsoimproved,theadvancedTMC

3、PtechniqueofControlledrollingandcontrolledcooling(CRCCtechnology)isadopted,andthequalityofrollingproductismorestable.Keywords:gearsteel;BOF；dephosphorus;LF;calciumdisposal;TMCPofCRCCtechnology0引言齿轮钢主要应用于汽车、工程机械及机械制造业的传动部件。在国内，传统齿轮钢20CrMnTi不论产量及用量仍占主导地位，约占齿轮钢全部用量的60%以上。高质量的齿轮不但要有良好的强韧性、耐磨性,能很好地承受

4、冲击、弯曲和接触应力,而且还要求变形小、精度高和噪声低。这就要求齿轮钢棒材的实物质量控制如下：淬透性带窄（7～8HRC）、洁净度高（钢材中氧不大于20×10-6）、晶粒细小均匀（奥氏体晶粒度≥6级）、带状组织轻微（≤2级），钢材低倍组织偏析轻微（≤3级）。钢的切削加工性能好，非金属夹杂物少[1-2]。某钢铁公司第二炼钢厂短流程生产线生产齿轮钢20CrMnTi时，由于钢中氮、硫含量较高等不利因素，造成齿轮钢部分棒材带状组织较严重（≥2级)，碳偏析超标（≥3级)。而碳偏析的超标直接影响到齿轮钢的淬透性带宽。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200t钢水倒

5、运车短途倒运，拉运到电炉生产线，经过精炼生产线的70tLF炉进行精炼，然后钢水上方坯连铸机浇铸;同时为了减轻或消除齿轮钢的碳偏析和带状组织，在冶炼过程中，尽量降低钢中有害元素、气体及夹杂物的含量；在浇注过程中，采用低的过热度、改进电磁搅拌技术和提高冷却速度；在轧制过程中，采用高刚度大变形工艺和控轧控冷的TMCP技术。工艺实施以后，质量取得了明显的进步。2.转炉冶炼控制2.1基本工艺参数20CrMnTi齿轮钢的成分如表1所示，转炉的基本参数如表2所示。转炉生产的工艺要点主要如下：1)转炉按照低氮钢的工艺组织生产，铁水硫含量不高时（wS<0.030%）。2)转炉控制出钢的终点磷成分，防止钢

6、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，降低转炉的出钢温度。表1齿轮钢20CrMnTi的成分Table1Thecontentof20CrMnTigearsteel%7CMnSiCrTiSNi0.17～0.240.80～1.100.20～0.401.00～1.300.06～0.12≤0.04≤0.40表2转炉的基本工艺参数Table2ThebasictechniqueparametersofBOF转炉公称容量/t料型结构纯供氧时间/min熔池深度/mm铁水碳含量/%出钢量/t脱硫铁水/%废钢/%生铁/%1208299813074.0～5.670～902

7、.2冶炼成分控制由于铁水的预脱硫，使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[3]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）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•P2O