[发明专利]一种高速铁路客车空心车轴用钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速铁路客车空心车轴用钢的冶炼方法。

背景技术

用于制作时速大于200公里铁路客车空心车轴用钢，对化学成分、钢质纯净度和力学性能等都有非常严格的要求，其中车轴钢坯中P、S、H、O、N含量分别不大于0.005％、0.002％、0.00015％、0.0015％、0.0065％；非金属夹杂物细系A、B、C、D类分别不大于1.0级。

现有高速铁路客车空心车轴用钢的冶炼方法是：铁水预处理→转炉→LF炉→RH真空精炼炉→模铸，只能满足一般的车轴用钢，达不到高速铁路客车空心车轴用钢要求。

发明内容

为克服现有高速铁路客车空心车轴用钢在冶炼方法的不足，本发明提供一种能满足高速铁路客车空心车轴用钢质量要求的冶炼方法，用本发明冶炼出的钢水生产出的轴坯，P、S、H、O、N含量分别不大于0.003％、0.001％、0.00010％、0.0012％、0.0050％；非金属夹杂物A、B、C、D类细系级别之和不大于1.0级。

本发明的构思是：在现有高速铁路客车空心车轴用钢冶炼的方法基础上，利用转炉出钢之际在包内脱P，之后扒渣，在LF炉脱S、合金化后再造新渣，经RH真空精炼炉处理，可使钢中P、S、H、O、N含量和非金属夹杂物级别达到高速铁路客车空心车轴用钢要求。

本高速铁路客车空心车轴用钢化学成分质量百分比：

C 0.22-0.29；    Si 0.15-0.40；    Mn 0.50-0.80；    P≤0.008；

S≤0.005；       Cr 0.90-1.20；    Ni 0.20-0.30；    Mo 0.20-0.30

V 0.03-0.06；    Al 0.01-0.03；    Cu 0.10-0.30；    Ti≤0.02；

N≤0.0065；H≤0.00015；O≤0.0015；其余为Fe与不可避免的杂质。

本高速铁路客车空心车轴用钢冶炼的方法生产工艺流程为：

铁水预处理→转炉→钢包内脱P→扒渣→LF炉(造新渣)→RH真空精炼炉→模铸。

本高速铁路客车空心车轴用钢的冶炼方法包括下述依次的步骤：

(一)、铁水预处理

将铁水中S含量脱到0.005％以下。

(二)转炉冶炼

I兑入转炉铁水；镍、钼、铜合金同废钢一起用料槽加入，每吨钢水配加镍合金2.6-3.1Kg、加钼铁4.3-5.1Kg、加铜板2.1-3.1Kg。(钢水量等于铁水、镍、钼和铜合金加入量之和乘以金属收得率，金属收得率为90-93％)

II顶枪吹氧脱碳，将钢液中C含量脱到0.06-0.10％时，停止吹炼，将转炉内渣的1/3-2/3倒入渣罐，每吨钢水加石灰5-8Kg，加铁矿石4-7Kg，后用顶枪吹氧，吹氧量为每吨钢水3-5m³。

III出钢前包内加石灰和萤石，每吨钢水加石灰5-8Kg、加萤石1-2Kg；钢包内不加合金；出钢全过程钢包底吹以流量1000-1400L/min的氩气搅拌脱P；出钢挡渣，渣厚不大于20mm。

IV出钢后，钢液化学成分质量百分比：

C≥0.01；       Si 0-0.02；    Mn 0.01-0.06；  P≤0.010；  Ni 0.25-0.30；

Mo 0.25-0.30；  Cu 0.20-0.30； Ti≤0.02；其余为Fe与不可避免的杂质。

钢液温度1570-1590℃；钢包空间高度350-500mm(钢包上沿距钢液面间的距离)。

V出钢结束后扒渣，渣厚不大于20mm。

(三)、LF炉冶炼

I送电升温的同时向钢水中按每吨钢水加入石灰9-11Kg、萤石2.8-3.4Kg和铝粒2.8-3.6Kg，升温至1600-1620℃停电，按每吨钢水加入铝粉0.4-0.6Kg，钢包底吹以流量1200-1400L/min的氩气搅拌脱S；脱S后每吨钢水加金属锰7.8-8.4Kg、硅铁4.7-5.2Kg、钒铁0.94-1.15Kg和高碳铬铁17.8-19.5Kg，最后根据钢液中C含量补加碳粉；合金化后，扒渣至渣厚不大于50mm，每吨钢水加石灰3-6Kg和萤石1-2Kg再造新渣。

II处理结束，按2.5-3.5m/t喂硅钙线(硅钙线中Si回收率93-96％)，之后在钢面不裸露的前提下，钢包底吹氩气流量为80-200L/min搅拌，搅拌时间≥10min。

III出站成分质量百分比：