【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于特種鋼冶煉，具體涉及一種控制齒輪鋼淬透性帶寬的連鑄連軋的生產方法。
技術介紹
1、隨著工業制造技術與金屬材料生產技術的進步，工業機械向著高速度、高載荷、高精度和高穩定性的方向不斷發展，這就要求齒輪鋼擁有更窄的淬透性帶寬。
2、淬透性帶寬的大小很大程度上影響著齒輪鋼熱處理后的變形。淬透性帶寬愈窄，離散度愈小，愈是有利于提升熱處理后的零部件裝配的精度。高端工業零部件對鋼材熱處理后變形的一致性有著嚴格的要求，若零部件熱處理后變形量不一致，將導致零部件裝配精度下降，最終影響產品的疲勞壽命。
3、鋼的淬透性是鋼材本身所固有的屬性，它只取決于其本身的內部因素，而與外部因素無關。鋼的淬透性主要取決于它的化學成分，因此精煉過程化學成分的精確控制、鋼材成分偏析的改善是實現窄淬透性帶寬控制的重要方法。確保通過選用高純度合金原料，整個精煉過程采用計算機系統自動計算并自動加入高純度合金料，精煉過程化學成分按照目標成分進行精確與穩定控制，確保c、mn、cr元素成分控制指數為：0.96-1.00；其余各化學元素成分控制偏差為：△si≤0.02％，△p≤0.005％,△s≤0.005％，△cu≤0.01％，△ni≤0.01％,△v≤0.01％，△mo≤0.01％,△nb≤0.005％,△al≤0.005％,△ti≤0.005％,△b≤0.0002％,△n≤0.0002％。齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制一直是冶金生產領域的難點，目前世界最先進水平的齒輪鋼淬透性帶寬可以穩定控制在3hrc以內,而國內鋼廠齒輪鋼淬透性帶寬基本穩定控制
4、現有研究成果顯示：精煉過程各化學成分穩定與精確的控制可以有效減小齒輪鋼的淬透性帶寬。但是要實現齒輪鋼淬透性帶寬小于3個hrc，還需要結合恰當的連鑄生產工藝與軋鋼加熱方式。連鑄過程根據齒輪鋼的碳含量調整連鑄拉速，隨著齒輪鋼碳含量的增加，連鑄坯的碳偏析指數會不斷升高，為了有效降低碳偏析指數，需要通過調整連鑄拉速來提高凝固速率，最終達到降低鑄坯碳偏析指數與合金元素偏析的目的。軋鋼過程加熱爐根據齒輪鋼碳含量與連鑄坯的厚度調整加熱時間，隨著齒輪鋼碳含量的增加，鑄坯的碳偏析指數也會隨著上升，軋鋼過程根據連鑄坯厚度與齒輪鋼碳含量的增加適當延長連鑄坯加熱時間，以達到連鑄坯均質化處理的目的，最終可以有效改善鑄坯碳偏析指數以及合金元素偏析。最終生產的齒輪鋼淬透性帶寬可以穩定控制在3個hrc之內。
5、專利cn?110273051?a公開了一種合金鋼淬透性窄帶控制的方法，包括利用實測值與標準理論值的比值對合金鋼淬透性進行窄帶控制的步驟。本專利技術通過產品的淬透性實測值與依據產品實際化學成分理論計算淬透性值比對，進行化學成分窄范圍設計，進而實現產品窄淬透性帶寬控制的方法。
6、專利cn?102400052?a公開了窄淬透性齒輪鋼及其制備方法，該方法通過頂底復合吹煉轉爐初煉-鋼包脫氧合金化-lf精煉-連鑄的工序以及適當的工藝參數，實現齒輪鋼較窄的淬透性帶寬控制。
7、專利cn?108193029?a公開了一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，該方法通過采用生產數據對淬透性計算公式進行優化，得到適合齒輪鋼鋼種的計算參數，然后根據優化后的計算公式計算影響淬透性的元素c、si、mn、cr、ni、mo、ti、b的成分上下限，通過控制連鑄過熱度、軋鋼加熱溫度波動與加熱時間波動控制在較窄的范圍，最終得到淬透性j5、j9、j11、j13處帶寬小于4hrc的齒輪鋼棒材。
8、以上專利技術是通過煉鋼全流程的控制以及理論計算等措施實現了合金鋼窄淬透性帶寬的控制，但控制過程復雜，不易于實際操作，難以有效保證淬透性帶寬的有效控制。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種全新的精煉過程成分控制、連鑄拉速控制、軋鋼加熱溫度控制的生產工藝方法，采用該工藝可以有效控制齒輪鋼的淬透性帶寬小于3個hrc。
2、本專利技術解決上述問題所采用的技術方案為：一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，所述方法采用電爐或轉爐冶煉，再經過爐外精煉及真空脫氣處理，澆注成連鑄坯，經加熱后再軋制成鋼材。
3、進一步，該方法包括以下具體步驟：
4、精煉過程化學成分的精確穩定控制，實現窄成分控制，必須提高化學成分控制的精度。合金品位直接影響精煉爐化學成分的控制，尤其是微合金的品位直接影響鋼水成分的穩定控制，因此要確保合金品位的穩定可靠；合金加入時需要保證鋼液完全脫氧，金屬活潑性強的元素適當在前期加入；碳的加入要保證完全進入鋼液，精煉過程要避免電極產生增碳現象。通過生產320爐齒輪鋼，并分析這320爐鋼的實際化學成分與淬透性實測數據，確定當齒輪鋼淬透性帶寬小于3個hrc時，c、mn、cr元素成分控制指數為：0.96-1.00；其余各化學元素成分控制偏差為：△si≤0.02％，△p≤0.005％,△s≤0.005％，△cu≤0.01％，△ni≤0.01％,△v≤0.01％，△mo≤0.01％,△nb≤0.005％,△al≤0.005％,△ti≤0.005％,△b≤0.0002％,△n≤0.0002％。注：c、mn、cr元素成分控制指數＝化學成分控制下限/化學成分控制上限；化學元素成分控制偏差(△)＝化學成分控制上限—化學成分控制下限。
5、連鑄澆鑄過程控制過熱度≤35℃，有效地減少澆鑄過程中成分偏析的產生。根據齒輪鋼的碳含量控制連鑄拉速，連鑄拉速按照基礎拉速0.85m/min減去0.25*c(m/min)進行控制。連鑄基礎拉速設置的依據為以下三點：①為保證鋼水的純凈度，中間包不可以產生死區，中間包死區的鋼水不流動，夾雜物幾乎不上浮，鋼水純凈度較差；②為保證生產效率，鋼水在水口中必須具有一定的流速，以確保水口不結瘤，生產效率不降低；③為保證連鑄拉矯機的使用壽命，澆鑄過程必須具有一定的拉速，連鑄拉速過慢會導致拉矯機負載過大，嚴重影響拉矯機的使用壽命。連鑄拉速變量是通過不斷調整c含量的系數，并使用不同c含量系數的變量澆鑄了320爐齒輪鋼,最終確定了最佳變量系數為0.25。即當連鑄拉速變量為-0.25*c時，鑄坯可以擁有最佳的碳偏析指數與較好的合金偏析，連鑄拉速按照表1的要求進行調整時，齒輪鋼淬透性帶寬實測值小于3個hrc。
6、表1
7、 連鑄工藝 連鑄過程拉速(m/min) 基礎參數 0.85 變量 -0.25*c
8、注：c為齒輪鋼碳含量目標成分*100。
9、連鑄坯軋鋼加熱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：所述方法采用電爐或轉爐冶煉，再經過爐外精煉及真空脫氣處理，澆注成連鑄坯，鑄坯經加熱后再軋制成鋼材，通過精煉過程化學成分C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Cr、V、Mo、Nb、Al、Ti、B、N的精確控制；根據齒輪鋼的碳含量調整連鑄拉速；軋鋼加熱爐根據齒輪鋼碳含量與連鑄坯的厚度調整加熱時間,可以使齒輪鋼淬透性實測值的帶寬穩定控制在3HRC以內。
2.根據權利要求1所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：精煉過程中C、Mn、Cr元素成分控制指數為：0.96-1.00；其余各化學元素成分控制偏差為：△Si≤0.02％，△P≤0.005％,△S≤0.005％，△Cu≤0.01％，△Ni≤0.01％,△V≤0.01％，△Mo≤0.01％,△Nb≤0.005％,△Al≤0.005％,△Ti≤0.005％,△B≤0.0002％,△N≤0.0002％。
3.根據權利要求2所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：其中C、Mn、Cr元素成分控制指數＝化學成分控制下限/化學成分控制上限；化學元素成分控制
4.根據權利要求1所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：連鑄澆鑄過程控制過熱度≤35℃，根據齒輪鋼的碳含量控制連鑄拉速，連鑄拉速按照基礎拉速0.85m/min減去0.25*C(m/min)進行控制，其中C為碳含量。
5.根據權利要求1所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：連鑄坯軋鋼加熱采用三段式加熱爐，預熱段加熱溫度為700-850℃，加熱段加熱溫度為1050-1200℃，均熱段加熱溫度為1100-1290℃。
6.根據權利要求5所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：連鑄坯預熱段加熱時間的范圍為[(h*0.30+100*C)-(h*0.55+100*C)]min；連鑄坯加熱段加熱時間的范圍為[(h*0.35+100*C)-(h*0.60+100*C)]min；連鑄坯均熱段加熱時間的范圍為[(h*0.35+150*C)-(h*0.65+150*C)]min，C齒輪鋼碳含量目標成分*100，h為連鑄坯厚度mm。
...【技術特征摘要】
1.一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：所述方法采用電爐或轉爐冶煉，再經過爐外精煉及真空脫氣處理，澆注成連鑄坯，鑄坯經加熱后再軋制成鋼材，通過精煉過程化學成分c、si、mn、p、s、cu、ni、cr、v、mo、nb、al、ti、b、n的精確控制；根據齒輪鋼的碳含量調整連鑄拉速；軋鋼加熱爐根據齒輪鋼碳含量與連鑄坯的厚度調整加熱時間,可以使齒輪鋼淬透性實測值的帶寬穩定控制在3hrc以內。
2.根據權利要求1所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：精煉過程中c、mn、cr元素成分控制指數為：0.96-1.00；其余各化學元素成分控制偏差為：△si≤0.02％，△p≤0.005％,△s≤0.005％，△cu≤0.01％，△ni≤0.01％,△v≤0.01％，△mo≤0.01％,△nb≤0.005％,△al≤0.005％,△ti≤0.005％,△b≤0.0002％,△n≤0.0002％。
3.根據權利要求2所述的一種齒輪鋼窄淬透性帶寬的控制方法，其特征在于：其中c、mn、cr元素成分控制指數＝化學成分控制下限/化學成分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張學誠，繆新德，吳小林，宋延成，柳琴，竇勝濤，張永啟，彭繼承，顧畔，顧君斌，
申請(專利權)人：江陰興澄特種鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
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