一種淬透性鋼的生產(chǎn)方法以及淬透性鋼的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術領域，具體涉及一種淬透性鋼的生產(chǎn)方法及淬透性鋼。
【背景技術】
[0002] Ca元素是煉鋼過程中必不可少的元素。
[0003] 鋼液中的鈣元素具有如下作用：（1)脫氧:鈣和氧有很強的親和力，精煉時可以用 來深脫氧。（2)脫硫:媽與硫也有很強的未和力，鋼液進一步脫硫時，噴吹的CaSi粉劑首先與 鋼中的氧作用，再與硫起反應。同時，鐵水預處理脫硫常采用噴粉法，以CaC 2或CaO為基的渣 粉進行噴吹脫硫。（3)控制非金屬夾雜物的形態(tài):用鋁脫氧的鋼中，Al2〇3夾雜呈簇狀，其熔點 高（2050°C)，煉鋼溫度下為固態(tài)，連鑄時易粘附在水口壁上、積累長大結(jié)瘤，會引起水口堵 塞;在鋼材加工時，它在鋼中呈鏈狀或串狀分布，惡化鋼材內(nèi)部和表面的質(zhì)量，采用鈣處理 技術，可使Al 2〇3夾雜變?yōu)榈腿埸c的鈣鋁酸鹽。
[0004] 但是，存留在鋼中的鈣元素同樣會對鋼材質(zhì)量造成不良影響，例如:過量的鈣會與 氧化鋁結(jié)合生成鈣鋁酸鹽夾雜，該類夾雜會對鋼材的韌性、抗腐蝕性能等均造成危害;Ca脫 硫的產(chǎn)物為CaS，CaS屬于不可變形夾雜，在鋼材受到拉伸力時，會在CaS處產(chǎn)生疲勞裂紋;鈣 鋁酸鹽在連鑄過程中會堵塞由氧化鋁材質(zhì)構成的水口，進而影響整個生產(chǎn)節(jié)奏。
[0005] 然而現(xiàn)有鋼材中，以淬透性鋼為例，其Ca元素含量大多在5ppm以上，無法滿足高 端產(chǎn)品需求。因此，需要研發(fā)一種將鋼中Ca含量控制較低水平的方法，來滿足對于高端鋼材 產(chǎn)品的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的鋼材中Ca含量較高的缺 陷，從而提供一種低鈣含量淬透性鋼的生產(chǎn)方法。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種淬透性鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：電爐冶煉步驟，精確 控制出鋼C含量在0.04%以下;LF爐精煉步驟，采用專用精煉脫氧渣，采用的精煉渣系中Ca/ A1為1.6-1.8; VD爐精煉步驟，采用底吹Ar氣，Ar氣壓力為0.20-0.40MPa;連鑄步驟，在澆鑄 過程中控制過熱度在30°C以內(nèi)。
[0008] 優(yōu)選的，所述LF爐精煉步驟中，控制A1含量的范圍在0.035-0.055%。
[0009] 優(yōu)選的，所述LF爐精煉步驟中，所述專用精煉脫氧渣采用氧化鈣、氧化硅以及氧化 鋁組成，所述精煉渣系覆蓋在鋼液上的覆蓋時間大于40min。
[0 010 ]優(yōu)選的，所述L F爐精煉步驟中，將Μ η含量控制在1.3 5 % -1.3 8 %，S含量控制為 0.04%-0.045%。
[0011 ]優(yōu)選的，所述V D爐精煉步驟中，采用V D爐真空冶金技術，V D爐中的真空度低于 70Pa〇
[0012]優(yōu)選的，所述連鑄步驟中，在中間包下側(cè)的結(jié)晶器部位進行電磁攪拌，利用電磁脈 沖對連鑄坯凝固末端進行震蕩處理。
[0013] 優(yōu)選的，所述淬透性鋼的生產(chǎn)方法中還包括位于連鑄步驟后的對鑄坯進行熱乳制 的步驟，其中：鑄坯預熱段溫度小于l〇〇〇°C，加熱段溫度為1160±20°C，均熱段溫度為1180 ±20°C，開乳溫度為1050±20°C，終乳溫度小于800°C ;加熱和均熱段保持時間為2.5-3h。
[0014] 優(yōu)選的，所述淬透性鋼的生產(chǎn)方法中還包括位于熱乳制步驟后對鑄坯的冷卻步 驟，其中包括;水霧冷卻以及避風堆冷。
[0015] 本發(fā)明技術方案，具有如下優(yōu)點：
[0016] 1.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，在電爐冶煉步驟中，精確控制出鋼C含 量在0.04%以下，在一定溫度下，由于碳氧積恒定，所以當C含量降低后，會使氧含量保持一 個較高的水平，方便下一步脫氧時，精確控制脫氧劑的鋁鐵的用量，進而可以控制在對生成 的鋁酸鹽進行鈣處理時，Ca元素的量;LF爐精煉步驟，采用專用精煉脫氧渣，采用的精煉渣 系中Ca/Al為1.6-1.8,通過精確控制Ca/Al比，可以減少游尚的Ca兀素;在VD精煉步驟，米用 底吹Ar氣，Ar氣壓力為0.20-0.40MPa，底吹氬氣有利于夾雜物的上浮，促進鈣化合物從鋼液 中的去除;在連鑄步驟中，澆鑄過程控制過熱度在30°C以內(nèi)，低過熱度有利于鋼液中鈣化合 物的上浮。
[0017] 2.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述LF爐精煉步驟中，控制A1含量的 范圍在0.035-0.055%，A1含量低，可以防止強還原性的A1元素與CaO發(fā)生反應，使得Ca元素 進入鋼液中。
[0018] 3.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述LF爐精煉步驟中，所述專用精煉 脫氧渣采用氧化鈣、氧化硅以及氧化鋁組成，所述精煉渣系覆蓋在鋼液上的覆蓋時間大于 40min，采用氧化鈣、氧化硅以及氧化鋁組成的渣系，可以在去除鋼中氧、硫元素的同時，控 制摻入鋼中鈣元素的量。同時大于2min的覆蓋時間可以使鋼渣界面充分反應。
[0019] 4.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述LF爐精煉步驟中，將Μη含量控制 在1.35%-1.38%，S含量控制為0.04%-0.045%。S含量較高，可以確保生產(chǎn)的非調(diào)質(zhì)鋼具 有一定的切削加工性能。
[0020] 5.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述VD爐精煉步驟中，采用VD爐真空 冶金技術，VD爐中的真空度低于70Pa，低真空度可以促進鋼中有害氣體，如Η 2、〇4ΡΝ2的排 除。
[0021] 6.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述連鑄步驟中，在中間包下側(cè)的結(jié) 晶器部位進行電磁攪拌，利用電磁脈沖對連鑄坯凝固末端進行震蕩處理。經(jīng)過震蕩可以防 止晶粒粗大，打碎鑄坯中的大型柱狀晶，打碎的細小晶粒成為新的結(jié)晶核，形成等軸晶，有 效地擴大等軸晶區(qū)的區(qū)域，改善了宏觀偏析。
[0022] 7.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，所述的生產(chǎn)方法還包括位于連鑄步驟 后的對鑄坯的熱乳制的步驟，其中：鑄坯預熱段溫度小于l〇〇〇°C，加熱段溫度為1160±20 °C，均熱段溫度為1180 ± 20°C，開乳溫度為1050 ± 20°C，終乳溫度小于800°C ;加熱段和均熱 段保持時間為2.5-3h。對鋼材進行分段加熱，保證鋼材升溫均勻，防止過熱度較高，造成元 素偏析等現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0023] 8.本發(fā)明所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法中，還包括位于熱乳制步驟后對鑄坯的冷 卻步驟，其中包括;水霧冷卻以及避風堆冷。冷卻可以加快冷卻速度，鋼材表面溫度低，鋼材 的心部熱量容易釋放出去，降低鋼材的過熱度，可以防止鋼材內(nèi)部柱狀晶過度生長，造成晶 粒粗大。
【具體實施方式】
[0024] 下面對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā) 明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒 有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025] 此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構 成沖突就可以相互結(jié)合。
[0026] 實施例1
[0027] 本實施例所提供的淬透性鋼的生產(chǎn)方法，包括
[0028]電爐冶煉步驟，精確控制出鋼C含量在0.04%以下，在一定溫度下，由于碳氧積恒 定，所以當C含量降低后，會使氧含量保持一個較高的水平，方便下一步脫氧時，精確控制脫 氧劑的鋁鐵的用量，進而可以控制在對生成的鋁酸鹽進行鈣處理時，Ca元素的量；
[0029] LF爐精煉步驟，采用專用精煉脫氧渣，采用的精煉渣系中Ca/Al為1.6，通過精確控 制Ca/Al比，可以減少游離的Ca元素；
[0030] VD爐精煉步驟，采用底吹Ar氣，Ar氣壓力為0.20MPa，底吹氬氣有利于夾雜物的上 浮，促進鈣化合物從鋼液中的去除；
[0031 ]連鑄步驟中，澆鑄過程控制過熱度在25°C以內(nèi)，低過熱度有利于鋼液中鈣化合物 的上浮。
[0032]優(yōu)選的，所述LF爐精煉步驟中，控制A1含量的范圍在0.035 %，A1含量低，可以防止 強還原性的A1元素與CaO發(fā)生反應，使得Ca元素進入鋼液中。
[0033]所述LF爐精煉步驟中，所述專用精煉脫氧渣采用氧化鈣、氧化硅以及氧化鋁組成， 所述精煉渣系覆蓋在鋼液上的覆蓋時間45min，采用氧化鈣、氧化硅以及氧化鋁組成的渣 系，可以在去除鋼中氧、硫元素的同時，控制摻入鋼中鈣元素的量。同時45min的覆蓋時間可 以使鋼渣界面充分反應。
[0034]所述LF爐精煉步驟中，將Μη含量控制在1.35%，S含量控制為0.04% d含量較高， 可以確保生產(chǎn)的淬透性鋼具有一定的切削加工性能。
[0035]所述VD爐精煉步驟中，采用VD爐真空冶金技術，VD爐中的真空度60Pa，低真空度可 以促進鋼中有害氣體，如H2、02和N2的排除。
[0036] 所述連鑄步驟中，在中間包下側(cè)的結(jié)晶器部位進行電磁攪拌，利用電磁脈沖對連 鑄坯凝固末端進行震蕩處理。經(jīng)過震蕩可以防止晶粒粗大，打碎鑄坯中的大型柱狀晶，打碎 的細小晶粒成為新的結(jié)晶核，形成等軸晶，有效地擴大等軸晶區(qū)的區(qū)域，改善了宏觀偏析。
[0037] 所述的生產(chǎn)方法還包括位于連鑄步驟后的對鑄坯的熱乳制的步驟，其中：鑄坯預 熱段溫度900°C，加熱段溫度為1140°C，均熱段溫度為1160°C，開乳溫度為1030°C，