一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺，属于回转支承材料技术领域，原料中各元素及其质量百分数为C：0.48?0.54％，Si：0.17?0.32％，Mn：0.70?0.85％，Cr：0.04?0.18％，Mo：0.20?0.24％，P：≤0.022％，S:≤0.022％，Ni≤0.30％，Cu：≤0.018％，V≤0.10％，余量为Fe。生产工艺包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、钢坯检查入库，本发明的有益效果是能有效的提高回转支承用钢的强度和耐磨性。
【专利说明】
一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及回转支承材料技术领域，具体涉及一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]回转支承在现实工业中被广泛应用于起重机和挖掘机的臂弯处，被人们称为是“机器的关节”。是两物体之间需作相对回转运动，同时又需要承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。挖掘机工作强度大频率高且工作环境多样、恶劣，这就要求回转支承有较高的耐磨性，较好的韧性以及较高的强度。
[0003]现有技术中，回转支承用钢会因为材料成分的先天性缺陷，工艺设计中除氧、脱硫、去氢不足而不能满足日新月异的工业生产应用对材料质量的需求。如当钢中含有过量的H时，随着温度的降低H在钢中的溶解度减小，如果过饱和的H未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷而形成Hs。此时H的体积发生急剧膨胀，内压很大足以将金属局部撕裂，而形成裂纹。钢中随着O含量的增加，氧化夹杂物几率大大增加，也会降低材料的疲劳寿命。钢中N主要起固溶强化和沉淀强化的作用，但N导致钢的时效及蓝脆现象，过高还会造成钢的疏松和气泡。而S易于和Fe反应生成FeS，使钢在压力加工时易于开裂，降低了材料的塑形。这些工艺设计的不足使得回转支承在应用中强度不够，且不耐磨，寿命短，最终导致回转支承的更换频率加大，提高了挖掘机的使用成本。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺，能有效的提高回转支承用钢的强度和耐磨性。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0006]—种挖掘机回转支承用钢，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.48-0.54%，S1:0.17-0.32% ,Mn:0.70-0.85% ,Cr:0.04-0.18% ,Mo:0.20-0.24% ,P:.022 % , S: ^0.022% ,Ni^0.30%，Cu:彡0.018% ,V^0.10%，余量为Fe。
[0007]进一步的，作为本发明一种挖掘机回转支承用钢的一个优选方案，原料中各元素及其质量百分数为:c:0.50-0.52%，S1:0.18-0.30%，Mn:0.72-0.83% ,Cr:0.08-0.14%，Mo:0.20-0.22% ,P:^0.022% ,S:^0.022% ,Ni^0.30%，Cu:彡0.018%，V<0.10%，余量为Fe。
[0008]进一步的，作为本发明一种挖掘机回转支承用钢的另一个优选方案，原料中各元素及其质量百分数为:c: 0.50%，S1:0.18% ,Mn:0.72% ,Cr:0.08% ,Mo:0.20% ,P:0.020% ,S:0.018% ,Ni:0.22% ,Cu:0.014% ,V:0.08%，余量为Fe。
[0009]本发明还提供了一种挖掘机回转支承用钢的生产工艺，包括下列步骤:
[0010](I)转炉冶炼:①装料:将铁水、废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，加渣料，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼14-20min，温度控制在1200°C_1300°C③脱氧出钢④倒渣；
[0011 ] (2)LF精炼(钢包炉外精炼):①转炉出钢:钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入熔剂、脱氧剂，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温④白渣精炼:采用A1203-Ca0-Si02渣系脱硫，再加入Ni ,Mo,V,保持还原性氛围，搅拌20min⑤包口扒渣，进入VD真空室；
[0012](3)VD真空脱气:设置VD真空室P〈65Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度低于250L/min；
[0013](4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却；
[0014](5)钢坯入库。
[0015]进一步的，所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，装入量中铁水配比为80%-90 %。
[0016]进一步的，所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，所加熔剂为石灰石、脱氧剂为硅铁、锰铁和铝中的一种或混合。
[0017]进一步的，所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，添加的渣料成分为:石灰石20%-25%，石灰30%-35%，白云石22%_26%，铁矿石20%-25%,渣料分多批次加入。
[0018]进一步的，所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，LF精炼步骤中渣碱度为2.8-
3.3。
[0019]本发明一种挖掘机回转支承用钢及其生产工艺，能有效的提高回转支承用钢的强度和耐磨性。在改性的金属原料中，C、Si和Mn能显著提高钢的强度以及它的的淬透性和淬硬性。Cr、Mo的加入能显著提高材料的淬透性，同时能提高钢的硬度，抗腐蚀、耐磨性和耐候性，提高钢的淬火及回火稳定性作用，改善钢材焊缝处的淬火特性，减少淬火裂纹，提高焊缝处的冲击韧性。Ni与Fe以互溶的形式存在于钢中的α相或γ相中，通过细化α相的晶粒，改善钢的低温性能，特别是韧性。Al提高钢的抗氧化性，降低钢中气体含量，提高钢的耐磨性和疲劳强度，同时作为细化晶粒元素存在于钢种，起到提高钢的低温性能和耐蚀性能的作用。
[0020]在氧气顶吹转炉炼钢过程中，主要是通过高温物理化学反应的过程实现降碳、升温、脱磷和合金化，通过添加渣料使钢水中Mn、S、0等元素在氧化性气氛中形成渣料，从而降低钢水的杂质含量。此外，渣料分多批次加入有利于降低钢水中有害元素的含量，将LF精炼步骤中渣碱度设置为2.8-3.3，是因为在现有技术基础上渣碱度设置为2.8-3.3，能使硫的分配比达到最大值，有利于S的脱去。白渣精炼、真空脱气都有益于H的去除。
[0021]本发明材料组分设计合理，工艺简单有效。与现有技术相比，本发明的有益效果是能有效的提高回转支承用钢的强度和耐磨性。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]下面将结合实施例，对本发明作进一步的说明。
[0024]实施例一:
[0025]一种挖掘机回转支承用钢，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.48%，S1:0.17% ,Mn:0.70% ,Cr:0.04% ,Mo:0.20% ,P: 0.014% ,S: 0.016% ,Ni 0.20% ,Cu:0.012%，ν:0.06%，余量为 Fe。
[0026]—种挖掘机回转支承用钢的生产工艺，包括下列步骤:
[0027](I)转炉冶炼:①装料:将配比80%的铁水、20%的废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，分3次加入渣料，渣料组成为石灰石20 %，石灰30 %，白云石26 %，铁矿石24 %，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼14min，温度控制在1200 °C③脱氧出钢:停止吹炼，将钢水转移到LF炉钢包中④倒渣；
[0028](2) LF精炼:①转炉出钢:将钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入石灰石、硅铁、锰铁和铝，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温，④白渣精炼:采用Al2O3-CaO-S12渣系脱硫，再加入Ni ,Mo, V,保持还原性氛围，搅拌20min，⑤包口扒渣，进入VD真空室；
[0029](3) VD真空脱气:设置VD真空室P为50Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度为200L/min；
[0030](4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却；
[0031](5)钢坯入库。
[0032]实施例二:
[0033]一种挖掘机回转支承用钢，原料中各元素及其质量百分数为C: 0.54%，S1:0.32% ,Mn:0.85% ,Cr: 0.18% ,Mo:0.24% ,P: 0.022% ,S: 0.022% ,Ni 0.30% ,Cu:0.018%,V 0.10%，余量为为Fe。
[0034]—种挖掘机回转支承用钢的生产工艺，包括下列步骤:
[0035](I)转炉冶炼:①装料:将配比85%的铁水、15%的废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，分3次加入渣料，渣料组成为石灰石25 %，石灰33 %，白云石22 %，铁矿石20%，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼16min，温度控制在1250°C③脱氧出钢:停止吹炼，将钢水转移到LF炉钢包中④倒渣；
[0036](2) LF精炼:①转炉出钢:将钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入石灰石、硅铁、锰铁和铝，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温，④白渣精炼:采用Al2O3-CaO-S12渣系脱硫，再加入Ni ,Mo, V,保持还原性氛围，搅拌20min，⑤包口扒渣，进入VD真空室；
[0037](3) VD真空脱气:设置VD真空室P为55Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度为200L/min；
[0038](4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却；
[0039](5)钢坯入库。
[0040]实施例三:
[0041]一种挖掘机回转支承用钢，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.50%，S1:0.18% ,Mn:0.72% ,Cr:0.08% ,Mo:0.20% ,P: 0.018% ,S: 0.014% ,Ni:0.22% ,Cu:0.014% ,V 0.08%，余量为Fe。
[0042]—种挖掘机回转支承用钢的生产工艺，包括下列步骤:
[0043](I)转炉冶炼:①装料:将配比87%的铁水、13%的废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，分3次加入渣料，渣料组成为石灰石22%，石灰31%，白云石22%，铁矿石25%，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼18min，温度控制在1250°C③脱氧出钢:停止吹炼，将钢水转移到LF炉钢包中④倒渣；
[0044](2) LF精炼:①转炉出钢:将钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入石灰石、硅铁、锰铁和铝，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温，④白渣精炼:采用Al2O3-CaO-S12渣系脱硫，再加入Ni ,Mo, V,保持还原性氛围，搅拌20min，⑤包口扒渣，进入VD真空室；
[0045](3) VD真空脱气:设置VD真空室P为55Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度为150L/min；
[0046](4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却；
[0047](5)钢坯入库。
[0048]实施例四:
[0049]一种挖掘机回转支承用钢，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.52%，S1:0.30% ,Mn:0.83% ,Cr:0.14% ,Mo:0.22% ,P: 0.020 % ,S: 0.018% ,Ni 0.22% ,Cu:
0.014% ,V 0.008%，余量为Fe。
[0050]—种挖掘机回转支承用钢的生产工艺，包括下列步骤:
[0051](I)转炉冶炼:①装料:将配比90%的铁水、10%的废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，分3次加入渣料，渣料组成为石灰石20 %，石灰35 %，白云石23 %，铁矿石22%，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼20min，温度控制在1300°C③脱氧出钢:停止吹炼，将钢水转移到LF炉钢包中④倒渣；
[0052](2) LF精炼:①转炉出钢:将钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入石灰石、硅铁、锰铁和铝，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温，④白渣精炼:采用Al2O3-CaO-S12渣系脱硫，再加入Ni ,Mo, V,保持还原性氛围，搅拌20min，⑤包口扒渣，进入VD真空室；
[0053](3)VD真空脱气:设置VD真空室P〈65Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度为150L/min；
[0054](4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却；
[0055](5)钢坯入库。
[0056]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种挖掘机回转支承用钢，其特征在于，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.48-0.54% ,Si:0.17-0.32% ,Mn:0.70-0.85% ,Cr:0.04-0.18% ,Mo:0.20-0.24%，P:彡0.022% ,S:^0.022% ,Ni^0.30%，Cu:彡0.018% ,V^0.10%，余量为 Fe。2.如权利要求1所述的挖掘机回转支承用钢，其特征在于，原料中各元素及其质量百分数为:C:0.50-0.52%，S1:0.18-0.30% ,Mn:0.72-0.83% ,Cr:0.08-0.14%，Mo:0.20-0.22% ,P:^0.022% ,S:^0.022% ,Ni^0.30%，Cu:彡0.018% ,V^0.10%，余量为 Fe。3.如权利要求1所述的挖掘机回转支承用钢，其特征在于，原料中各元素及其质量百分数为:C: 0.50%，S1:0.18% ,Mn:0.72% ,Cr:0.08% ,Mo:0.20% ,P:0.020% ,S:0.018% ,Ni:0.22% ,Cu:0.014% ,V:0.08%，余量为Fe。4.一种制备权利要求1至3中任一项所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，其特征在于，包括下列步骤: (1)转炉冶炼:①装料:将铁水、废钢、放入氧气顶底复吹式转炉中②吹炼造渣:下氧枪，加渣料，使用三孔喷头氧枪搅动熔池，点火吹炼14_20min，温度控制在1200°C-1300°C③脱氧出钢④倒渣； (2)LF精炼:①转炉出钢:钢水倒入LF炉钢包中②喂线:加入熔剂、脱氧剂，渣料和Mn，Cr改性金属原料③搅拌精炼:LF炉底通氩气，通电升温④白渣精炼:采用Al2O3-CaO-S12渣系脱硫，再加入Ni ,Mo,V,保持还原性氛围，搅拌20min⑤包口扒渣，进入VD真空室； (3)VD真空脱气:设置VD真空室P〈65Pa，同时进行包底吹氩搅拌，吹氩速度低于250L/min； (4)连铸:将高温钢水连续不断的浇铸到带有引锭头的铜模中，拉到二次冷却区继续喷水冷却； (5)钢坯入库。5.如权利要求4所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，装入量中铁水配比为80%-90 %。6.如权利要求4所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，所加熔剂为石灰石，脱氧剂为硅铁、锰铁和铝中的一种或混合。7.如权利要求4所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，转炉冶炼步骤中，添加的渣料成分为:石灰石20%-25%，石灰30%-35%，白云石22%_26%，铁矿石20%-25%,渣料分多批次加入。8.如权利要求4所述的挖掘机回转支承用钢的生产工艺，LF精炼步骤中渣碱度为2.8-.3.3。
【文档编号】C22C38/16GK105886939SQ201610415334
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】许炳初
【申请人】许炳初