[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

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及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。

背景技术

锻钢件主要用作水力、电力、冶金、石化、铁路、矿山、船舶等领域工程机械设备的轴类零件、连杆、转子、叶轮及管道阀盖、阀体等关键基础部件的生产，是衡量装备制造业生产水平的重要标志，生产高质量的锻钢件产品是保证工程机械设备安全运行的重中之重，减少锻件钢气体及夹杂物含量、提高钢质洁净度是提高锻钢件产品质量的重要保证。

目前用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢由于使用性能要求较高，对钢质要求较高，要求具有较高的强度和良好的塑韧性，良好的抗疲劳性能和断裂韧度，低的疲劳裂纹扩展速率，以保证发电机安全长寿高效的运转；为确保锻件钢具有良好的深加工使用性能，要求钢水具有高洁净度，即钢中含有低的气体含量和非金属夹杂物。

目前国内已有发电机转轴用锻件钢工艺力学性能的研究报道，钢中氧含量大多为0.0015wt%~0.0035wt%，氢含量为0.0002wt%~0.00035wt%，非金属夹杂物大多为0.5~1.5级，钢材具有较好的强韧性和抗疲劳性能，能满足发电机安全高效的运转，但使用寿命受到一定限制。目前国内尚无涉及用于制造水电站发电机转轴、铰轴的高洁净度锻件钢钢水冶炼方法的专利和论文的研究报道。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于制造水电站发电机转轴、铰轴的锻件钢钢水；第二目的在于提供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。

本发明的第一目的是这样实现的，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 0.42～0.46 wt%、Si 0.20～0.30 wt%、Mn 0.55～0.75 wt%、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。

本发明的第二目的是这样实现的，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 0.20-0.30 wt%、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 3.2-3.6 wt%、Si 0.40-0.60 wt%、Mn 0.25-0.50 wt% 、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；