[发明专利]一种用转炉工艺冶炼汽车半轴套管用钢圆坯的方法

说明书

技术背景

本发明属于钢铁冶炼工艺技术领域，特别是用转炉工艺生产汽车半轴套管用钢连铸圆坯的方法。

背景技术

汽车半轴套管用无缝钢管是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。

汽车半轴套管装配在汽车车桥部位，承受车体和车载的全部重量、冲击力和传动扭矩，并保证车轴在轴套内自由旋转。该产品的生产工艺为冲拔、机加、热处理、滚齿等多道工序。

汽车半轴套管用钢的材质主要有优质碳素结构钢和合金结构钢，本发明涉及的汽车半轴套管钢的钢种是45Mn2合金结构钢。目前生产厂家大多采用电弧炉工艺生产45Mn2钢，生产工艺为电弧炉→钢包精炼→连铸。本发明通过对汽车半轴套管用钢特性的研究，利用先进的工艺和技术装备，开发了高炉炼铁→顶底复吹转炉炼钢→LF钢包精炼炉精炼→VD真空脱气精炼→圆坯连铸机连铸，生产牌号为45Mn2的汽车半轴套管用钢连铸圆坯的工艺。

本发明的目的在于克服采用电弧炉冶炼工艺使得钢中的残余元素Cu、Cr、Ni、Mo含量相对较高，特别是钢中的氮气含量较高的不足，提供一种用转炉工艺生产汽车半轴套管用钢连铸圆坯的方法。

发明内容

本发明45Mn2汽车半轴套管用无缝钢管用钢的成分为：控制成分(重量百分数)为：C＝0.42-0.49％，Si＝0.17-0.37％，Mn＝1.40-1.80％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr≤0.30％，Mo≤0.15％，Ni≤0.30％Cu≤0.30％。

本发明优化成分(重量百分数)为：C＝0.44-0.46％，Si＝0.23-0.27％，Mn＝1.57-1.63％，P≤0.020％，S≤0.010％。

本发明的生产工艺：

高炉→顶底复吹转炉→LF精炼炉→VD真空炉→圆坯连铸机→翻转冷床→检验→入库。

具体工艺步骤：高炉铁水进入顶底复吹转炉初炼，出钢后采用LF精炼炉、VD真空炉精炼，再由圆坯连铸机铸成Φ150mm-Φ200mm圆坯，最后经翻转冷床、检验、入库；其中：

①入炉铁水成分要求，顶底复吹转炉工艺中入炉铁水成分要求Si＝0.30-0.85％、P＝0-0.080％、S＝0-0.030％；

②顶底复吹转炉采用氧压为0.8-0.85MPa、流量为22800-23200m³/h的低氧压、大流量顶部供氧制度，底吹氮气/氩气搅拌，转炉冶炼的前、中期强化造渣脱磷，中、后期稳定炉渣中的磷并实现钢水脱硫，转炉挡渣出钢，控制下渣量0-50mm；转炉出钢要求钢水[C]＝0.10-0.20％、[P]＝0-0.012％；

③LF精炼过程中采用电石、硅铁粉、碳化硅还原剂为主的脱氧工艺，造发泡白渣，要求精炼终渣FeO+MnO＜1.0％，白渣精炼时间15～25分钟，LF精炼处理时间在30～40分钟，精炼过程中，全程底吹氩气搅拌，并按照预吹、正常给电吹氩、软吹3种模式控制底吹氩气搅拌的气体流量；

④VD精炼工艺中钢水真空处理要求在真空度≤67Pa下保持时间10-15分钟，同时采用软吹氩搅拌，真空处理结束后，根据钢水情况适当调整喂CaSi丝数量，喂CaSi丝结束后，继续进行软吹操作，保证软吹时间5-8分钟，钢水出站氢含量为0-2ppm，严格控制钢水到达连铸台的温度；

⑤连铸工艺要求钢包到中间包、中间包到结晶器采取全程加保护套管保护浇注，根据钢种特点和铸坯断面的不同，合理控制铸机二冷水分配及二冷水比水量，水的分配为一段占33％、二段占48％、三段占19％、比水量0.92-1.20L/Kg，钢水过热度控制在15-25℃范围内，稳定拉速为1.5-3.2m/min，中间包采用MgCa质涂层，并设置挡墙，使用结晶器电磁搅拌技术。

按照以上的方法，所述LF精炼过程中钢水成分控制范围为：[C]＝0.44-0.46％，[Si]＝0.23-0.27％，[Mn]＝1.57-1.63％，[S]＝0-0.010％，[P]＝0-0.020％。

按照以上的方法，所述圆坯连铸工艺中按照铸坯规格不同控制比水量为：对于Φ150mm圆坯，采用1.20L/Kg的冷却强度，对于Φ160mm圆坯，采用1.15L/Kg的冷却强度；对于Φ180mm圆坯，采用1.0L/Kg的冷却强度；对于Φ200mm圆坯，采用0.92L/Kg的冷却强度。