[发明专利]一种高品质40Cr合金结构直条圆钢的制备方法

摘要

本发明公开了一种高品质40Cr合金结构直条圆钢的制备方法，包括以下步骤A、铁水预处理脱硫；B、钢水冶炼；C、脱氧合金化；D、钢水LF炉精炼；E、钢水VD炉真空精炼；F、钢水浇铸；G、钢坯加热；H、轧制；I、钢材精整。本发明生产的高品质40Cr合金结构直条圆钢洁净度高、夹杂物及有害元素P、S含量低，具有高强度、优异的塑韧性、冲击韧性和顶锻变形能力，可较好地满足高端机械制造行业领域的需求。

主权项

一种高品质40Cr合金结构直条圆钢的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水运至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2300~2500mm，按14.0~16.0kg/t钢的量，加入CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为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≥3/4，扒净脱硫渣，得到预处理后的铁水；B、钢水冶炼：将A步骤的预处理后的铁水、优质精废钢加入LD转炉中，进行顶底复合吹炼，分别按30.0~34.0kg/t钢、20.0~24.0kg/t钢、2.0~4.0kg/t钢的加入量，加入活性石灰、轻烧白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量≥0.12wt%，出钢温度≤1645℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰及精炼渣进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30~40NL/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：硅铁→高碳铬铁→高碳锰铁→增碳剂，依次向钢包中加入下列物质：按2.7~4.3kg/t钢的量，加入硅铁；按13.2~16.7kg/t钢的量，加入高碳铬铁；按5.7~7.9kg/t钢的量，加入高碳锰铁；按1.0kg/t钢的量，加入增碳剂；在钢包钢水量达到4/5时加完上述合金及增碳剂；出钢完毕后，将钢水吊送至LF精炼炉进行精炼处理；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，开启氩气采用氩气流量10~20NL/min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3.0~4.0kg/t钢、碳化硅0.3~0.6 kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为6.0~7.0；根据钢样分析结果，补加合金同步调整钢液成分；之后将钢水温度加热至1615~1625℃后进行喂线处理，喂入硅钙线，喂线速度为3.0m/s，喂线量为150m；喂线结束采用流量为15NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为3分钟，之后将钢水吊至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，开启氩气采用氩气流量15NL/min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100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为20~40NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间12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10~20NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；F、钢水浇铸：在中间包温度为1510~1520℃，拉速为1.8~2.0m/min，二冷比水量为0.5~0.6L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为200A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R9m直弧形连续矫直5机5流小方坯铸机将E步骤的钢水全程保护连铸成断面150mm×150mm的钢坯；G、钢坯加热：将F步骤的钢坯送入推钢式蓄热式加热炉进行加热，控制空气、煤气都预热为1020℃，加热炉内采用微正压弱还原性气氛，炉膛压力控制为10~15Pa，以防止钢的过氧化和脱碳；钢坯加热时间控制为50~60分钟，加热温度为1060~1100℃；H、轧制：将G步骤钢坯从加热炉出钢后，开轧温度控制为990~1020℃，采用Φ470×1/Φ350×4横列式轧机生产，总轧制道次为10‑12道；粗轧Φ470×1轧机：7 个道次，粗轧温度为990~1020℃，轧制速度为 0.8~1.2m/s；第二列Ф350×4机列，共3~5个道次，终轧温度为850~900℃，终轧速度为5.0~10.0m/s；I、钢材精整：将H步骤终轧后的钢材送入冷床进行空冷，空冷后钢材下冷床剪切成6米的定尺材，然后进行常规收集、打捆、称重、挂牌，之后将钢材吊至成品库进行堆冷，堆冷温度≤500℃，堆冷后即得40Cr合金结构直条圆钢。