[发明专利]渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯的生产方法

说明书

本发明涉及一种渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯的生产方法，该方法包括以下步骤：在电弧炉内冶炼低碳、低磷、低有害元素含量的初炼钢水；在钢包精炼炉内进行脱氧、脱硫及合金化，在VD炉进行真空脱气，VD真空脱气后，吊包去连铸；大包钢水通过带有吹氩保护的长水口注入中间包内，结晶器内钢水通过一冷区冷却，通过外置式结晶器电磁搅拌器对钢水进行电磁搅拌；铸坯在与浇钢平台垂直的方向上进行冷却及凝固；铸坯经与拉坯速度同步的火焰切割机在垂直方向上切割成定尺铸坯，被勾钢机吊至出坯辊道上出坯；出坯后铸坯入坑缓冷或直接热送锻造。本发明的目的在于提供一种坯料出材率高且生产成本低的渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯方法。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，主要涉及一种渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯的生产方法。

背景技术

G20Cr2Ni4是一种常用的渗碳合金结构钢，渗碳处理后表面硬度、耐磨性和接触疲劳强度高，心部还保留有良好的韧性，耐冲击负荷好，一般应用于耐冲击负荷的大型轴承，或坦克、推土机等的轴料和齿轮材料。

由于连铸与模铸相比，钢水的浇注方式及凝固原理不同，连铸坯存在成分偏析、心部致密性差的缺点，现有连铸技术生产满足不了G20Cr2Ni4钢复杂的工作条件要求，当前行业内G20Cr2Ni4渗碳轴承钢多采用模铸生产或模铸后采用电渣重熔的方法进一步提高洁净度。但是，在模铸生产时，即便采用好的保护浇注手段，水口钢流与大气仍不可避免的会接触，造成二次氧化，中注管、汤道系统的耐火材料也会污染经炉外精炼的纯净度高的钢液。大量的现场取样测定证实，经过模铸系统的钢液，不管是气体或夹杂物含量都比精炼结束时高，且钢锭或电渣锭均需切头、切尾，锻造出材率仅80%，而连铸坯生产效率高，无需切头、切尾，锻造出材率达90%以上。

因此，需要提供一种能够稳定控制连铸坯成分偏析及心部致密性的连铸方法，以替代钢锭或电渣锭来满足渗碳轴承钢G20Cr2Ni4复杂的工作条件的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有生产方式下的渗碳轴承钢G20Cr2Ni4圆坯成分偏析、心部致密性差及模铸生产洁净度低、出材率低的问题而提供一种坯料出材率高且生产成本低的渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯的生产方法，该方法包括以下步骤：

1）在电弧炉内冶炼低碳、低磷、低有害元素含量的初炼钢水；

2）在钢包精炼炉内进行脱氧、脱硫及合金化，在VD炉进行真空脱气，VD真空脱气后，吊包去连铸；

3）大包钢水通过带有吹氩保护的长水口注入中间包内，在连铸过程中，将中间包内钢水过热度控制在20～35℃；结晶器内钢水通过一冷区冷却，结晶器内钢水通过外置式结晶器电磁搅拌器对钢水进行电磁搅拌；拉坯机以0.1～0.5m/min的拉坯速度拉坯；铸坯行走方向与浇钢平台垂直；二冷区分三段对圆坯进行冷却，其中一区为在结晶器足辊处喷水冷却、二区三区为气雾喷水冷却，比水量控制在0.1～0.4L/kg；通过外置式铸流电磁搅拌器在二冷室下部对钢水进行电磁搅拌，以形成更多的等轴晶并降低圆坯1/2半径处正偏析；铸坯在与浇钢平台垂直的方向上进行冷却及凝固；铸坯经与拉坯速度同步的火焰切割机在垂直方向上切割成定尺铸坯，经倾翻辊道倾翻至水平辊道上，被勾钢机吊至出坯辊道上出坯；出坯后铸坯入坑缓冷或直接热送锻造。

采用电弧炉+钢包精炼炉+VD炉真空脱气的冶炼方式，冶炼的渗碳轴承钢G20Cr2Ni4化学成分按质量百分比为：C=0.17～0.23%，Si=0.15~0.40%，Mn=0.30~0.60%，P≤0.020%，S≤0.015%，Ni=3.25~3.75%，Cr=1.25%~1.75%，Cu≤0.25%，Al=0.010~0.030%，余量为Fe及其他不可避免的杂质。