CN111961950A - 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法 - Google Patents

一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111961950A
CN111961950A CN202010691154.5A CN202010691154A CN111961950A CN 111961950 A CN111961950 A CN 111961950A CN 202010691154 A CN202010691154 A CN 202010691154A CN 111961950 A CN111961950 A CN 111961950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
controlling
titanium
titanium nitride
engineering machinery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010691154.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张瑞
方圆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Iron and Steel Co Ltd filed Critical Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202010691154.5A priority Critical patent/CN111961950A/zh
Publication of CN111961950A publication Critical patent/CN111961950A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0006—Adding metallic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明公开了一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09～0.14％或出钢TSO氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；在出钢前期加入石墨碳粉和脱氧剂进行预脱氧，再加入合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气。本发明一方面降低钢中钛氮积，降低氮化钛的析出温度，钛元素在真空处理后添加，此时钢中氮含量最低，钛元素选用钛铁线喂入，冶炼末期加入钛元素收得率高，较LF精炼期间钛元素加入收得率提高约25％，降低成分；另一方面通过控制钢中氧含量，减少钢中Al类夹杂，减少钢中氮化钛形核质点，提升工程机械底盘履带的使用寿命。

Description

一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法。
背景技术
35MnB系列工程机械用钢主要用于工程机械履带底盘链轨节产品，各家工程机械主机重点关注提升履带底盘的使用寿命，对工程机械履带底盘的质量提出新的要求，特别是原材料钢中夹杂物的控制。该钢种钛含量0.02～0.05wt％，氮含量30～70ppm，在生产过程中，存在尺寸6μm以上的氮化钛夹杂物，在产品热处理及使用中会成为裂纹源，对链轨节造成伤害，影响履带底盘的使用寿命。
相关研究表明，含钛微合金钢在液态或凝固过程中会析出氮化钛，因TiN在钢中的溶解度小，在液态析出的TiN聚集长大，比较粗大，多为大颗粒多边形粒子，尺寸为微米级的；在凝固过程中，TiN析出时间短，析出温度低，不易长大，TiN颗粒细小弥散的分布在钢中。在熔炼过程中，随着温度的降低，氮和钛在钢中的溶解度逐渐降低，当其浓度积达到一定值时即析出TiN。
TiN在钢中的析出温度与[％Ti][％N]浓度积的函数为：
lg([％Ti]·[％N])＝-13850/T+4.01
控制钢水中钛氮积，降低氮化钛析出温度，减少氮化钛在液态析出的数量和时间，氮化钛在析出过程中易吸附Al2O3类夹杂物，使其形核长大，减少钢中Al 类夹杂物间接控制减少大尺寸氮化钛夹杂物的形成。
氮化钛夹杂物的控制普遍采用降低钢水中氮含量或者钛含量，降低氮化钛析出温度，以热力学的方法实现氮化钛夹杂物的控制。如：申请号201410459165.5 的专利公开了“一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法”和申请号 201710693270.9的专利公开了“一种降低齿轮钢20CrMnTi中氮化钛夹杂的冶炼工艺”通过控制钢中氮含量和钛含量从而达到降低钢水中氮化钛夹杂物的目的。以上方法对钛元素的添加选用钛合金，加入时间为精炼过程或真空过程，因钛元素为易氧化活跃元素，考虑收得率，在精炼过程或真空处理前钛合金加入量较大，钢水中氮含量较真空处理后高，钢中钛氮积仍有降低的空间
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，一方面降低钢中钛氮积，降低氮化钛的析出温度，钛元素在真空处理后添加，此时钢中氮含量最低，钛元素选用钛铁线喂入，冶炼末期加入钛元素收得率高，较LF精炼期间钛元素加入收得率提高约25％，降低成分；另一方面通过控制钢中氧含量，减少钢中Al类夹杂，减少钢中氮化钛形核质点，提升工程机械底盘履带的使用寿命，解决了现有的钢在生产过程中，存在尺寸6μm 以上的氮化钛夹杂物，其导致钢使用中出现裂纹，影响履带底盘的使用寿命问题。
技术方案：本发明一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09～0.14％或出钢TSO氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；
(2)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和脱氧剂进行预脱氧，再加入合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气；
(3)LF炉精炼：精炼时加入精炼渣，控制钢中夹杂物百分含量为：CaO为 58～62％，Al2O3为23～25％，终渣碱度控制在3.8～4.0，且供电冶炼过程采用SiC、铝丸或电石进行复合扩散脱氧，确保LF精炼出站时氧含量在14～16ppm，氮含量在68～72ppm；
(4)RH真空：真空度控制在2.5毫巴以下，高真空保持时间≥10min，使得氮含量在45～48ppm，在真空处理后选用钛铁线喂入方式加入钛元素，钙处理后软吹15min以上；
(5)连铸：控制连铸中包过热度为≤35℃，二冷水采用中冷模式自动配水冷却，比水量0.31～0.33kg/L。
进一步，在所述步骤(1)之前对铁水进行脱硫预处理，使得S含量≤0.025％。
进一步，所述步骤(2)中脱氧剂为铝块。
进一步，所述步骤(3)中精炼渣为CaO-Al2O3渣系。
进一步，所述步骤(2)中合金为硅锰和高碳锰铁。
本发明有益效果在于：本发明在真空处理后使用钛铁线喂入方式加入钛元素，较精炼加入方式显著的提高了钛元素的收得率，降低合金消化使得钛元素损耗小，钛元素加入量少，钢中钛氮积最低，通过计算氮化钛析出温度可控制在约 1520℃，在连铸过程析出，考虑析出孕育时间，钢中氮化钛主要在凝固过程中析出，避免液态大尺寸氮化钛的析出，可稳定将钢中氮化钛尺寸控制在5μm以下，提高35MnB系列工程机械产品的内部质量，提高产品使用寿命，具有较高的经济、环境和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：
(1)对铁水进行脱硫预处理，使得S含量≤0.025％，减少LF处理过程脱硫负担，缩短精炼时间，提高钢水纯净度；可根据入炉铁水情况调整，如铁水 S≤0.025％可无需脱硫；
(2)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09％或出钢TSO氧位为350ppm，出钢温度1590℃，严格控制氧位，为后道工序创造良好条件；
(3)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和铝块进行预脱氧，再加入硅锰和高碳锰铁合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，也是转炉出钢过程中保持全程吹氩气；
(4)LF炉精炼：精炼时加入CaO-Al2O3渣系，控制钢中夹杂物百分含量为：CaO为58％，Al2O3为23％，终渣碱度控制在3.8，且供电冶炼过程采用SiC、铝丸或电石进行复合扩散脱氧，确保LF精炼出站时氧含量在14ppm，氮含量在 72ppm；
(5)RH真空：真空度控制在2.5毫巴以下，高真空保持时间10min，使得氮含量在48ppm，在真空处理后选用钛铁线喂入方式加入钛元素，钙处理后软吹 15min；
(6)连铸：控制连铸中包过热度为20℃，二冷水采用中冷模式自动配水冷却，比水量0.31kg/L。
实施例2
一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：
(1)对铁水进行脱硫预处理，使得S含量≤0.025％，减少LF处理过程脱硫负担，缩短精炼时间，提高钢水纯净度；可根据入炉铁水情况调整，如铁水 S≤0.025％可无需脱硫；
(2)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.12％或出钢TSO氧位为350ppm，出钢温度1610℃，严格控制氧位，为后道工序创造良好条件；
(3)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和铝块进行预脱氧，再加入硅锰和高碳锰铁合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，也是转炉出钢过程中保持全程吹氩气；
(4)LF炉精炼：精炼时加入CaO-Al2O3渣系，控制钢中夹杂物百分含量为：CaO为60％，Al2O3为25％，终渣碱度控制在4，且供电冶炼过程采用SiC、铝丸或电石进行复合扩散脱氧，确保LF精炼出站时氧含量在15ppm，氮含量在70ppm；
(5)RH真空：真空度控制在2.5毫巴以下，高真空保持时间12min，使得氮含量在46ppm，在真空处理后选用钛铁线喂入方式加入钛元素，钙处理后软吹 16min；
(6)连铸：控制连铸中包过热度为25℃，二冷水采用中冷模式自动配水冷却，比水量0.32kg/L。
实施例3
一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：
(1)对铁水进行脱硫预处理，使得S含量≤0.025％，减少LF处理过程脱硫负担，缩短精炼时间，提高钢水纯净度；可根据入炉铁水情况调整，如铁水 S≤0.025％可无需脱硫；
(2)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.14％或出钢TSO氧位为350ppm，出钢温度1620℃，严格控制氧位，为后道工序创造良好条件；
(3)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和铝块进行预脱氧，再加入硅锰和高碳锰铁合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气，也是转炉出钢过程中保持全程吹氩气；
(4)LF炉精炼：精炼时加入CaO-Al2O3渣系，控制钢中夹杂物百分含量为：CaO为62％，Al2O3为24％，终渣碱度控制在3.9，且供电冶炼过程采用SiC、铝丸或电石进行复合扩散脱氧，确保LF精炼出站时氧含量在16ppm，氮含量在 68ppm；
(5)RH真空：真空度控制在2.5毫巴以下，高真空保持时间13min，使得氮含量在45ppm，在真空处理后选用钛铁线喂入方式加入钛元素，钙处理后软吹 18min；
(6)连铸：控制连铸中包过热度为35℃，二冷水采用中冷模式自动配水冷却，比水量0.33kg/L。
对本发明的35MnB工程机械用钢进行测试，测试结果如下：
1、T.O全氧稳定控制在18ppm以下；
2、氮化钛夹杂物水平：按ASTM E45A法检测，连锁线型评为B级；分散球状评为D级，氮化钛夹杂物评级见表1，氮化钛夹杂物在钢中细小弥散的分布，无B粗和D粗大尺寸氮化钛夹杂物。氮化物评级满足高端链轨节质量要求，可提高工程机械底盘履带使用寿命。
表1：氮化钛夹杂物评级
Figure RE-GDA0002696232870000051

Claims (5)

1.一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09～0.14％或出钢TSO氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；
(2)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和脱氧剂进行预脱氧，再加入合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气；
(3)LF炉精炼：精炼时加入精炼渣，控制钢中夹杂物百分含量为：CaO为58～62％，Al2O3为23～25％，终渣碱度控制在3.8～4.0，且供电冶炼过程采用SiC、铝丸或电石进行复合扩散脱氧，确保LF精炼出站时氧含量在14～16ppm，氮含量在68～72ppm；
(4)RH真空：真空度控制在2.5毫巴以下，高真空保持时间≥10min，使得氮含量在45～48ppm，在真空处理后选用钛铁线喂入方式加入钛元素，钙处理后软吹15min以上；
(5)连铸：控制连铸中包过热度为≤35℃，二冷水采用中冷模式自动配水冷却，比水量0.31～0.33kg/L。
2.根据权利要求1所述的一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，其特征在于：在所述步骤(1)之前对铁水进行脱硫预处理，使得S含量≤0.025％。
3.根据权利要求1所述的一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中脱氧剂为铝块。
4.根据权利要求1所述的一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中精炼渣为CaO-Al2O3渣系。
5.根据权利要求1所述的一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中合金为硅锰和高碳锰铁。
CN202010691154.5A 2020-07-17 2020-07-17 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法 Pending CN111961950A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010691154.5A CN111961950A (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010691154.5A CN111961950A (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111961950A true CN111961950A (zh) 2020-11-20

Family

ID=73360789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010691154.5A Pending CN111961950A (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111961950A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115233098A (zh) * 2022-07-20 2022-10-25 中天钢铁集团有限公司 一种高洁净度滚珠丝杠用中碳合金结构钢的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717894A (zh) * 2009-12-15 2010-06-02 南京钢铁股份有限公司 一种40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢及其生产工艺
CN104212934A (zh) * 2014-09-10 2014-12-17 广东韶钢松山股份有限公司 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法
CN104259414A (zh) * 2014-09-16 2015-01-07 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法
CN109898020A (zh) * 2019-03-22 2019-06-18 达力普石油专用管有限公司 一种钛微合金化无缝管线管及其制备方法
CN111254254A (zh) * 2020-03-10 2020-06-09 南京钢铁股份有限公司 一种含硫工程机械用钢的制备方法
CN111411188A (zh) * 2020-03-10 2020-07-14 南京钢铁股份有限公司 一种控制非调质钢大颗粒夹杂物的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717894A (zh) * 2009-12-15 2010-06-02 南京钢铁股份有限公司 一种40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢及其生产工艺
CN104212934A (zh) * 2014-09-10 2014-12-17 广东韶钢松山股份有限公司 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法
CN104259414A (zh) * 2014-09-16 2015-01-07 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法
CN109898020A (zh) * 2019-03-22 2019-06-18 达力普石油专用管有限公司 一种钛微合金化无缝管线管及其制备方法
CN111254254A (zh) * 2020-03-10 2020-06-09 南京钢铁股份有限公司 一种含硫工程机械用钢的制备方法
CN111411188A (zh) * 2020-03-10 2020-07-14 南京钢铁股份有限公司 一种控制非调质钢大颗粒夹杂物的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张学民等: ""钛微合金化抗低温冲击H型钢Q345E的开发"", 《山东冶金》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115233098A (zh) * 2022-07-20 2022-10-25 中天钢铁集团有限公司 一种高洁净度滚珠丝杠用中碳合金结构钢的制备方法
CN115233098B (zh) * 2022-07-20 2023-08-22 中天钢铁集团有限公司 一种高洁净度滚珠丝杠用中碳合金结构钢的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103160729B (zh) 中碳微合金化工程机械履带链片用钢及其生产工艺
CN110229992B (zh) 一种钛微合金化低成本q355b钢板的冶炼生产方法
CN112267004B (zh) 一种低成本洁净钢的冶炼方法
CN111254254A (zh) 一种含硫工程机械用钢的制备方法
CN109706404B (zh) 一种含钛碳素钢及其生产方法
CN102071287A (zh) 耐高温高压合金钢的冶炼方法
WO2023056792A1 (zh) 一种含镁45钢及其制备工艺
CN112442572A (zh) 高端轴承钢夹杂物的脱氧控制方法
CN114395657A (zh) 一种高洁净铁路货车用电渣轴承钢及其冶炼方法
CN103276153A (zh) 降低焊接用钢盘条中氮含量的方法
CN114381574B (zh) 高钛钢夹杂物的控制方法、高钛钢及其制备方法
CN112481549A (zh) 一种GCr15轴承钢的制备方法
CN104975136A (zh) 一种重轨钢夹杂物的控制方法
CN112143852A (zh) 一种高洁净度含钛钢种的冶炼制备方法
CN109868415B (zh) 一种低硫低硼管线钢的冶炼方法
CN109161799B (zh) 一种电气化铁路接触网支柱用热轧h型钢及其制备方法
CN111961950A (zh) 一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法
CN113215475B (zh) 一种高合金钢控氮、控夹杂的生产方法
CN111945062B (zh) 机械结构管用低碳钢的冶炼方法
CN113528976A (zh) 一种非调质无表面裂纹棒材及其制备方法
CN111411188A (zh) 一种控制非调质钢大颗粒夹杂物的制备方法
CN113913704B (zh) 碲-硫协同处理的铝脱氧钢及其制备方法和应用
CN114292984B (zh) 一种LF精炼炉渣组元研究[Mn][Si]元素RC工艺方法
CN104060047B (zh) 一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法
CN116159975A (zh) 一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201120

RJ01 Rejection of invention patent application after publication