一种sae8620系列含氮钢的冶炼方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶炼工艺领域，尤其是一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法。
【背景技术】
[0002]SAE8620系列钢是从美国AISI标准引进的钢种，主要应用于汽车齿轮。由于该钢种要求一定的N含量，需要在冶炼过程中进行增氮操作。目前国内普遍采用转炉冶炼一LF炉精炼一VD炉精炼一含氮合金增氮一连铸的生产工艺路线。由于添加氮化合金，造成该方法的生产成本偏高；而且氮化合金一般为氮化铬、氮化锰等合金，加入钢液后容易造成铬、锰等合金质量分数的波动。
[0003]公开号CN103146875A的中国专利公开了的一种常压下冶炼高氮钢的方法，该方法采用氮化锰合金进行增氮，氮的收得率在70%以上；但该方法的生产成本较高，且由于氮收得率的波动易造成钢中合金元素Mn的波动。公开号CN101440420A的中国专利公开了一种含氮齿轮钢生产工艺中的增氮方法，其在真空后向钢水中吹氮进行增氮，同时采用和添加氮化合金相结合的方式对钢中氮含量进行控制；该方法工艺复杂不易操作，且真空后进行通气容易造成钢水吸氢，造成钢水中氢超标。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高质量的SAE8620系列含氮钢的冶炼方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:其包括LF炉精炼和VD炉精炼工序，所述LF炉精炼工序:转炉出钢加Al脱氧后进LF工位，然后通氩气搅拌并通电提温，再停氩气通氮气进行合金化，最后停氮气通氩气进行精炼。
[0006]本发明所述通电提温至1630°C及以上后停氩气通氮气进行合金化。
[0007]本发明所述加Al脱氧，将钢中氧含量脱至0.01?0.02wt%o
[0008]本发明所述通氮气过程中，在氮气压力控制在0.65?1.25MPa，流量控制在150?270Nl/min条件下，平均每分钟增长0.0003wt%?0.0006wt%的氮含量，通氮时间为5?15min0
[0009]
本发明所述VD炉精炼工序中，真空保持时间为6?8min。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明既能避免高成本氮化合金的加入造成钢中合金元素的波动，又可以保证VD真空处理后的脱气效果，VD后定
0.00025wt% ;在节约生产成本的同时提高了氮合金化的精度。本发明通过氮气直接合金化可避免高成本氮化合金的使用，同时可提高钢种合金元素的命中率，还可以节约价格相对较高的氩气用量，综合计算降低合金成本吨钢4.6元。经试用，采用本发明共生产SAE8620系列含氮钢190多炉，可实现氮气增氮，连铸终点钢中氮含量在0.0060?0.0085wt%之间，比使用氮化合金增氮0.0050?0.0090 wt%更稳定，且钢中氮质量分数命中率彡90%ο
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0012]实施例1:本SAE8620系列含氮钢的冶炼方法采用下述工艺步骤。
[0013](I) LF炉精炼工序:A、转炉出钢后首先在炉后加Al脱氧，将钢中氧含量脱除至
0.015wt% ；
B、钢包到达LF工位后通氩气搅拌并通电提温至1650°C;
C、停止通氩气，并改通氮气进行合金化；其中，氮气压力控制在0.8MPa，流量控制在190Nl/min，平均增氮速率为0.0005wt%/每分钟，通氮时间12min ；
D、停止通氮气，并改通氩气进行精炼。
[0014](2) VD炉精炼工序:真空精炼时间控制在6min，精炼后钢水进行连铸。
[0015]本实施例连铸终点钢中氮含量为0.0070wt%,满足含氮钢SAE8620H的要求。
[0016]实施例2:本SAE8620系列含氮钢的冶炼方法采用下述工艺步骤。
[0017](I) LF炉精炼工序:A、转炉出钢后首先在炉后加Al脱氧，将钢中氧含量脱除至
0.012wt% ；
B、钢包到达LF工位后通氩气搅拌并通电提温至1640°C;
C、停止通氩气，并改通氮气进行合金化；其中，氮气压力控制在1.1MPa，流量控制在230Nl/min，平均增氮速率为0.0006wt%/每分钟，通氮时间1min ；
D、停止通氮气，并改通氩气进行精炼。
[0018](2) VD炉精炼工序:真空精炼时间控制在7min，精炼后钢水进行连铸。
[0019]本实施例连铸终点钢中氮含量为0.0085wt%，满足含氮钢SAE8620H的要求。
[0020]实施例3:本SAE8620系列含氮钢的冶炼方法采用下述工艺步骤。
[0021](I) LF炉精炼工序:A、转炉出钢后首先在炉后加Al脱氧，将钢中氧含量脱除至
0.020wt% ；
B、钢包到达LF工位后通氩气搅拌并通电提温至1680°C;
C、停止通氩气，并改通氮气进行合金化；其中，氮气压力控制在0.65MPa，流量控制在150Nl/min，平均增氮速率为0.0003wt%/每分钟，通氮时间8min ；
D、停止通氮气，并改通氩气进行精炼。
[0022](2) VD炉精炼工序:真空精炼时间控制在8min，精炼后钢水进行连铸。
[0023]本实施例连铸终点钢中氮含量为0.0065wt%,满足含氮钢SAE8620H的要求。
[0024]实施例4:本SAE8620系列含氮钢的冶炼方法采用下述工艺步骤。
[0025](I) LF炉精炼工序:A、转炉出钢后首先在炉后加Al脱氧，将钢中氧含量脱除至
0.010wt% ；
B、钢包到达LF工位后通氩气搅拌并通电提温至1630°C;
C、停止通氩气，并改通氮气进行合金化；其中，氮气压力控制在1.25MPa，流量控制在200Nl/min，平均增氮速率为0.0006wt%/每分钟，通氮时间5min ；
D、停止通氮气，并改通氩气进行精炼。
[0026](2) VD炉精炼工序:真空精炼时间控制在7min，精炼后钢水进行连铸。
[0027]本实施例连铸终点钢中氮含量为0.0075wt%,满足含氮钢SAE8620H的要求。
[0028]实施例5:本SAE8620系列含氮钢的冶炼方法采用下述工艺步骤。
[0029](I) LF炉精炼工序:A、转炉出钢后首先在炉后加Al脱氧，将钢中氧含量脱除至0.017wt% ；
B、钢包到达LF工位后通氩气搅拌并通电提温至1660°C;
C、停止通氩气，并改通氮气进行合金化；其中，氮气压力控制在0.9MPa，流量控制在270Nl/min，平均增氮速率为0.0005wt%/每分钟，通氮时间15min ；
D、停止通氮气，并改通氩气进行精炼。
[0030](2) VD炉精炼工序:真空精炼时间控制在7min，精炼后钢水进行连铸。
[0031]本实施例连铸终点钢中氮含量为0.0085wt%,满足含氮钢SAE8620H的要求。
【主权项】
1.一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其包括LF炉精炼和VD炉精炼工序，其特征在于，所述LF炉精炼工序:转炉出钢加Al脱氧后进LF工位，然后通氩气搅拌并通电提温，再停氩气通氮气进行合金化，最后停氮气通氩气进行精炼。2.根据权利要求1所述的一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其特征在于:所述通电提温至1630°C及以上后停氩气通氮气进行合金化。3.根据权利要求1所述的一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其特征在于:所述加Al脱氧，将钢中氧含量脱至0.01wt%?0.02wt%o4.根据权利要求1所述的一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其特征在于:所述通氮气过程中，在氮气压力控制在0.65?1.25MPa，流量控制在150?270Nl/min，通氮时间为 5 ?15min05.根据权利要求1一 4任意一项所述的一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其特征在于:所述VD炉精炼工序中，真空保持时间为6?8min。
【专利摘要】本发明公开了一种SAE8620系列含氮钢的冶炼方法，其包括LF炉精炼和VD炉精炼工序，所述LF炉精炼工序：转炉出钢加Al脱氧后进LF工位，然后通氩气搅拌并通电提温，再停氩气通氮气进行合金化，最后停氮气通氩气进行精炼。本方法既能避免高成本氮化合金的加入造成钢中合金元素的波动，又可以保证VD真空处理后的脱气效果；在节约生产成本的同时提高了氮合金化的精度。采用本方法生产SAE8620系列含氮钢，可实现氮气增氮，钢中氮质量分数命中率≥90%；本方法通过氮气直接合金化可避免高成本氮化合金的使用，同时可提高钢种合金元素的命中率，还可以节约价格相对较高的氩气用量。
【IPC分类】C21C7/06, C21C7/072, C21C7/10
【公开号】CN105063278
【申请号】CN201510495253
【发明人】董大西, 杨锋功, 胡云生, 张永, 战东平, 邱国兴, 姜周华
【申请人】石家庄钢铁有限责任公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月13日