汽车用高品质齿轮钢炼钢工艺技术研究

摘要

汽车工业的快速发展，需要高强度窄淬透性带的齿轮钢。而目前国内钢铁企业尚不掌握高品质汽车用齿轮钢的生产工艺技术。本论文结合攀钢大型转炉—大方坯流程及相关技术装备，就汽车用高品质齿轮钢(20CrMo和20CrMoH)的炼钢工艺技术进行了现场试验研究。 20CrMo的工业生产结果表明，在脱氧工艺方面所作的优化调整取得了较好效果，高品质汽车用齿轮钢的转炉—大方坯连铸生产工艺已基本打通： (1)铸坯T[O]含量(14～20)×10<'-6>，平均17×10<'-6>；150方T[O]含量(12～19)×10<'-6>，平均14.8×10<'-6>，其中2炉已达到≤15×10<'-6>的研究目标； (2)4炉试验钢成品成分均符合攀钢要求。铸坯表面质量良好，铸坯及轧制的150方低倍组织控制较好，150方夹杂物级别基本控制在1.0级以内。铸坯N含量(49～62)×10<'-6>；150方N含量(37～55)×10<'-6>，氮含量偏高； (3)从4炉钢在长钢的轧制情况来看，攀长钢采用连铸方坯轧制的20CrMo大型材(直径小于160mm)及中小型材，在质量指标上可达到GB/T3077特级优质钢的质量要求。 在20CrMo工业试验的基础上，分析存在的主要问题，并采取了相应措施，在20CrMoH的工业冶炼试验中取得了较好效果，由此确定了合理的精炼工艺，并实现： (1)在钢中Als含量达0.07％左右时水口不堵塞，浇铸性能良好，实现了8炉钢连续生产； (2)C、Si、Mn、Cr成分精度控制良好，达到课题研究目标，铸坯及150方T[O]≤15×10<'-6>； (3)通过本轮试验，LF精炼过程炉渣TFe含量偏高和RH精炼后钢液T[O]含量偏高等问题得到较好解决。LF处理结束及RH处理前后钢包渣成分控制合理、氧化性(TFe+MnO)<1.0％。

目录

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第一章绪论

1.1生产汽车用高品质齿轮钢的意义

1.2齿轮钢的质量现状和发展趋势

1.2.1齿轮钢的质量现状

1.2.2国内齿轮钢生产技术的发展方向

1.3国内汽车用高品质齿轮钢的生产现状

1.3.1国内汽车用高品质齿轮钢与国外的差距

1.3.2齿轮钢的冶金工艺和质量控制

1.4转炉流程生产高品质齿轮钢的特点与难点

1.5攀钢现有技术水平的差距和解决措施

1.6本文研究内容、研究方法和技术路线

1.6.1研究内容

1.6.2研究目标

第二章高品质汽车用齿轮钢20CrMo工业试验

2.1试验方案

2.2试验结果

2.2.1成品成分

2.2.2脱氧工艺

2.2.3 LF精炼

2.2.4 RH精炼

2.2.5铸坯及150方质量

2.2.6攀长钢轧制

2.3分析与讨论

2.3.1 T[O]

2.3.2钢中P

2.3.3钢中N

2.3.4对采用攀钢连铸坯生产的20CrMo齿轮钢的质量分析

2.4本章小结

第三章高品质汽车用齿轮钢20CrMoH工业冶炼试验

3.1试验方法

3.2过程工艺控制

3.2.1转炉终点控制

3.2.2脱氧工艺

3.2.3精炼工艺

3.2.4过程成分

3.2.5过程温度

3.2.6过程T[O]、N控制情况

3.3试验结果

3.3.1成分控制

3.3.2铸坯及150方质量

3.4 20CrMoH方坯及150方缺陷原因分析与讨论

3.4.1方坯角部缺陷产生原因及调整措施

3.4.2 20CrMoH 150方倒角缺陷产生原因分析

3.4.3 20CrMoH钢种特性与缺陷对应性分析

3.4.4拉速及连铸保护渣的影响

3.4.5设备因素影响

3.4.6轧制工艺影响

3.5本章小结

第四章结论

参考文献

致谢

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