[发明专利]一种用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢钢水及其冶炼方法

权利要求书

1.一种用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢钢水，其特征在于所述的用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢钢水具有下列重量百分比的化学成分：C 0.42~0.46wt%、Si 0.20~0.30wt%、Mn 0.55~0.75wt%、S≤0.005wt%、P≤0.015wt%、O≤0.0010wt%、H≤0.0001wt%、N≤0.0045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述钢水制备锻件钢的夹杂物等级：A（硫化物）≤0.5级、B（氧化铝）≤0.5级、C（硅酸盐）≤0.5级、D（球状氧化物）≤0.5级、Ds（单颗粒球状氧化物）≤0.5级；所述钢水制备锻件钢的工艺力学性能：屈服强度ReL为300-340MPa、抗拉强度Rm为540-580MPa、断后伸长率≥42.0%、-20℃ V型冲击功≥50J。

2.一种权利要求1所述的用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢钢水的冶炼方法，其特征在于包括以下步骤：

A、铁水预处理脱硫：将化学成分C 4.5-5.2wt%、Si 0.30-0.60wt%、Mn 0.30-0.60wt%、P 0.080-0.120wt%、S≤0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的高炉铁水运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2200mm-2350mm，按12.0~14.0 kg/t_钢的量，加入CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6~8分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：C 4.3-5.2wt%、Si 0.30-0.60wt%、Mn 0.30-0.60wt%、P 0.080-0.120wt%、S≤0.007wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；

B、钢水冶炼：将化学成分C 4.3-5.2wt%、Si 0.30-0.60wt%、Mn 0.30-0.60wt%、P 0.080-0.120wt%、S≤0.007wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的A步骤的预处理脱硫铁水、化学成分C 0.12-0.20wt%、Si 0.20-0.30wt%、Mn 0.40-0.65wt%、P 0.020-0.040wt%、S 0.020-0.035wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的优质废钢及化学成分C 3.2-3.6wt%、Si 0.40-0.60wt%、Mn 0.25-0.50wt%、P 0.070-0.095wt%、S 0.015-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的低磷硫生铁加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，分别按35.0~40.0kg/t_钢、20.0~25.0kg/t_钢、4.5~6.5kg/t_钢的加入量，加入石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量≥0.15wt%，出钢温度≤1650℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.5kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20~40NL/min；

C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：硅钙钡→硅铁→高碳锰铁，依次向钢包中加入下列物质：按2.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.1~2.6kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅铁：Si 73.4wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按7.2~8.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的高碳锰铁：Mn 75.6wt%，C 6.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.3~2.6kg/t_钢的量，加入下列质量比的增碳剂：C 92.15wt%，S 0.085wt%，灰分4.15wt%，挥发分1.64wt%，水分0.75wt%，其余为不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

D、钢水LF炉精炼：将C步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用15~25NL/min的小氩量吹氩2分钟，然后下电极采用档位7~9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰5.0~7.0kg/t_钢，然后加入电石0.5 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为6.0~8.0；之后将钢水温度加热至1645~1660℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量为150m；喂线结束采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为2分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位；

E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用15~20NL/min的小氩量吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至45~65Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，根据钢包透气情况氩气流量控制为40~70NL/min，在真空度45~65Pa条件下钢水脱气处理时间控制为16-20分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为30~50NL/min，软吹氩时间为3分钟；钢水软吹氩结束后，加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t_钢，即获得一种用于制造水电站发电机转轴、铰轴的优质锻件钢钢水，钢水具有下列重量百分比的化学成分：C 0.42~0.46wt%、Si 0.20~0.30wt%、Mn 0.55~0.75wt%、S≤0.005wt%、P≤0.015wt%、O≤0.0010wt%、H≤0.0001wt%、N≤0.0045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述钢水制备锻件钢的夹杂物等级：A（硫化物）≤0.5级、B（氧化铝）≤0.5级、C（硅酸盐）≤0.5级、D（球状氧化物）≤0.5级、Ds（单颗粒球状氧化物）≤0.5级；所述钢水制备锻件钢的工艺力学性能：屈服强度ReL为300-340MPa、抗拉强度Rm为540-580MPa、断后伸长率≥42.0%、-20℃ V型冲击功≥50J。