专利名称：一种高速动车空心车轴用钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高速动车空心车轴用钢及其制造方法。
背景技术：
我国高速铁路动车车轴供方主要是为日本川崎重工、德国西门子(SIEMENS)、法国阿尔斯通(ALSTOM)和加拿大庞巴迪公司(BOMBARDIER)。随着铁路客车提速的顺利过渡，高速铁路车辆国产化工作势在必行。目前，我国高速列车的总成、车体、转向架、牵引电机、牵引变压器、牵引变流器、牵引控制、列车网络控制和制动系统九大关键技术，基本已实现了国产化，整车国产化率超过75%。但核心部件因其技术要求高，生产难度大，仍必须进口，车轴是其中之一。车轴是铁路客车重要的走行部件，车轴的质量直接影响着铁路客车的运行安全。车轴在列车运行过程中承受着旋转弯曲、拉伸、冲击，因此，要求钢成分设计合理、钢质纯净、组织致密，具有高强度、高塑性以及高韧性，为成品车轴性能良好奠定基础。
发明内容
本发明所解决的技术问题是为了填补我国高速动车空心车轴用钢空白，实现高速动车车轴钢国产化。为了解决所述技术问题，本发明提供一种高速动车空心车轴用钢，还提供一种高速动车空心车轴用钢的制造方法。本发明是通过如下技术方案实现的一种高速动车空心车轴用钢，其以质量百分比计，含有下述成分C 0. 23-0. 29% ；Mn 0. 60-0. 75% ；Si 0. 25-0. 40% ；Cr 1. 00-1. 20% ；Mo 0. 20-0. 30%V 0. 020-0. 060% ；Ni 0. 15-0. 30% ；P^O. 015% ；S^O. 005%，余量为铁和不可避免的杂质。一种高速动车空心车轴用钢，以质量百分比计，优选含有下述化学成分C 0. 27% ；Mn 0. 73% ；Si 0. 31% ；Cr 1. 03% ；Mo 0. 28% ；V 0. 05% ；
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Ni 0. 28% ；P 0. 007% ；S 0. 001%，余量为铁和不可避免的杂质。一种高速动车空心车轴用钢，该钢中气体含量以质量ppm计满足[H] ( 1，
^ 20，[N] ^ 80。—种高速动车空心车轴用钢的生产方法，其中，该钢以质量百分比计，含有下述成分C :0. 23-0. 29%;Mn :0. 60-0. 75%;Si :0. 25-0. 40%;Cr :1. 00-1. 20%;Mo :0. 20-0. 30%； V :0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P ( 0. 015% ；S ( 0. 005%，余量为铁和不可避免的杂
质；该方法包括下列步骤I、电炉冶炼工序将废钢和预处理后的铁水加入电炉冶炼，所述预处理的铁水重量比> 70%。送电、吹氧，在冶炼过程中废钢及炉料迅速熔化，同时脱C、脱P、去气、钢水中的P < 0. 010%即出钢，将钢水倒入钢包中进行初步合金化；II、钢包炉精炼工序将装有钢水的钢包移到精炼工位，进行造渣、脱氧，在该工序中在线喂Al线，采用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制熔渣碱度R为3. 0 6. 0 ；根据化学元素炉前分析结果加入相应铁合金或金属来微调各元素成分，使钢水中各元素成分达到以下范围时，将钢水移出该钢包炉精炼工序C 0. 23-0. 29 % ；Mn 0. 60-0. 75 % ；Si 0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ； =Mo
0.20-0. 30% ；V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005% ；其中碱度 R 为CaO/SiA的值；III、VD真空脱气工序将钢包移到VD工位，底吹氩气，进行真空脱气处理，钢包抽真空结束后，停吹氩气，喂入Si-Ca线，喂入量为每吨钢水0. 23-0. 92kg后移出VD工位；IV、浇注工序将装有钢水的钢包移到铸台，采用氩气保护进行浇注；以及V.轧制工序。其中，所述的电炉熔炼工序中，预处理后的铁水中P < 0. 070%且S彡0. 010%;还优选废钢中P彡0. 035%且S彡0. 040%。其中，所述的电炉熔炼工序中，控制预处理后铁水温度不低于1250°C，优选温度为 1250-1500°C。其中，所述的电炉熔炼工序中，废钢熔化和铁水氧化同时进行，加入造渣材料石灰的比例按照预处理铁水和废钢的总重每吨加入20-40kg。其中钢包炉精炼工序前钢包中的熔渣碱度R达到3. 0 6. 0，其中碱度R为CaO/ SiO2的值。其中，电炉冶炼工序出钢前，在钢包内加入金属或合金使钢水中各对应金属元素含量达到 Mn 0. 60-0. 70% ；Cr :1. 00-1. 10% ；Mo :0. 20-0. 25% ；Ni 0. 15-0. 25% 以进行钢
包炉精炼工序。其中，电炉冶炼工序出钢前，在钢包内加入石灰、萤石、合成渣、硅铝钡、硅铁、中铬、硅锰、钼铁和镍豆。其中，所述的钢包炉精炼工序中，Al线的喂入量为每吨钢水加入
1.05-2. Ikg0其中，所述的钢包炉精炼工序中微调各元素成分时加入碳线、硅铁、中铬、硅锰、钼铁、钒铁和镍豆。
其中，所述的钢包炉精炼工序中，钢水在白渣下保持不少于20分钟，优选保持 20-25分钟。其中，所述的钢包炉精炼工序中，钢水在白渣下的温度为1620-1680°C，优选温度达到 1650 0C ο其中，所述的VD真空脱气工序中，其中真空脱气处理达到的真空度为钢包中压强不大于67帕，优选在该真空度下，保持不少于20分钟。其中，所述的VD真空脱气工序中，结束Si-Ca线喂入后，再次底吹氩气，时间不少于10分钟。其中，所述的浇注工序中，浇注温度为1560-1580 °C ；锭身浇注速度为 7. 7-12. 3kg/s ；帽口的浇注速度 1. 4-2. 8kg/s。本发明生产的高速动车空心车轴用钢可填补我国高速动车车轴用钢空白，实现高速动车车轴国产化。本发明获得的高速动车空心车轴用钢的质量达到进口车轴钢的冶金水平，车轴调质处理后性能达到进口车轴解剖水平。
具体实施例方式本发明高速动车空心车轴用钢及其制造方法主要关键技术是成分设计及其生产过程中的钢质净化、组织致密化处理，保证车轴性能达到进口车轴水平。车轴在列车运行过程中承受着旋转弯曲、拉伸、冲击，因此，要求钢本质具有高强度、高塑性以及高韧性。碳是钢中最基本的元素，它对机械性能和工艺性能影响显著，随着钢中含碳量的增加，钢的强度提高，但塑性、韧性降低。锰能溶于铁素体而强化铁素体基体，提高钢的强度、硬度和淬透性，但会使钢的延展性和韧性略有降低。铬主要是提高钢的淬透性、耐腐蚀性能，同时对提高钢的强度、硬度、耐磨性、弹性极限和屈服极限起着重要的作用。钼可提高淬透性和抗回火稳定性，还具有细化退火组织，减少淬火变形，提高疲劳强度的作用，能有效的改善力学性能。在一般情况下，磷、硫是钢中有害元素，磷增加钢的冷脆性，降低塑性，硫使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。钒与钢中C、N生成V(C、N)细小、弥散的第二相与AlN—起阻止奥氏体晶粒长大， 显著细化晶粒，并提高钢的晶粒粗化温度，V含量过低，细化晶粒作用不明显，V含量过高， 析出物偏多，尽管晶粒细化，强度提高，但塑性降低，而且成本增加。综合考虑各元素对钢的性能的影响并结合实验结果，本高速动车空心车轴用钢成分的质量百分配比为C 0. 23-0. 29 % ；Mn 0. 60-0. 75 % ；Si 0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ；Mo 0. 20-0. 30% ；V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005%。本高速动车车轴用钢制造方法主要关键技术是在电炉冶炼过程中控制铁水比 ^ 70%,出钢时控制[P] ^ 0.010%，严禁下氧化渣；在钢包精炼炉精炼过程中，采用 CaO-SiO2-Al2O3含量渣系，控制熔渣碱度R(Ca0/Si02) = 3. 0 6. 0，精炼渣中Al2O3含量为 15 % 30 % ；微调成分 C :0. 23-0. 29 % ；Mn :0. 60-0. 75 % ；Si :0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ；Mo 0. 20-0. 30 % ；V 0. 020-0. 060 % ；Ni 0. 15-0. 30 % ;P ^ 0. 015 % ； S < 0.005%。VD精炼处理工序喂硅钙线，1-4米/吨钢，并底吹氩10分钟以上；浇注采用氩气保护、低温浇注。采用本发明，可以使钢的低倍组织一般疏松和中心疏松均不大于1 级、锭型偏析和点状偏析达到0级；非金属夹杂物级别A类、B类、C类、D类夹杂物均不大于 1. 0 级、B+C+D 不大于 1. 5 级；钢中[H] ( IX 1(Γ6，
( 20 X IO"6, [N] ( 80 X IO"6 ；冶金质量达到进口车轴的水平。车轴通过调质处理后各项指标达到进口时速350公里车轴的水平。具体来说，本发明提供的高速动车空心车轴用钢的方案如下一种高速动车空心车轴用钢，其以质量百分比计，含有下述化学成分C 0. 23-0. 29% ；Mn 0. 60-0. 75% ；Si 0. 25-0. 40% ；Cr 1. 00-1. 20% ；Mo 0. 20-0. 30%V 0. 020-0. 060% ；Ni 0. 15-0. 30% ；P^O. 015% ；S^O. 005%，余量为铁和不可避免的杂质。具体来说，本发明的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于包括下列步骤I、电炉冶炼工序将废钢和预处理后的铁水加入电炉冶炼，所述预处理的铁水重量比> 70%。在冶炼过程中废钢及炉料迅速熔化，同时脱C、脱P、去气、钢水中的 P^O. 010%即出钢，将钢水倒入钢包中进行初步合金化；其中，在该电炉冶炼工序中，废钢中主要是狗，含少量的Mn，Cr，但Mn、Cr无害，且在冶炼过程中氧化很多，剩余不大于0. 10%，一般不对废钢中相关金属的含量进行计算； 优选预处理后的铁水中P彡0. 070%且S彡0. 010% ；还优选控制铁水温度不低于1250°C， 更优选为1250-1500°C ；所述废钢中P彡0. 035%且S彡0. 040% ；另外，在该工序中，废钢熔化和铁水氧化同时进行，加入造渣材料石灰，加入比例按照预处理铁水和废钢的总重每吨加入20-40kg ；在钢包炉精炼前，加入石灰、萤石、合成渣和硅铝钡使钢包中钢水的熔渣碱度R(CaCVSiO2)达到3. 0 6. 0，其中优选在钢包中加入硅铁、铬铁、中铬、硅锰、钼铁、钒铁、镍豆使钢水中金属元素含量达到Mn :0. 60-0. 70% ；Crl. 00-1. 10% ；Mo :0. 20-0. 25% ； Ni 0. 15-0. 25%，以备LF精炼工序用；II、钢包炉精炼工序将装有钢水的钢包移到精炼工位，进行造渣、脱氧，其中在该工序中在线喂Al线，采用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制熔渣碱度R为3.0 6.0(此时通常熔渣颜色为白色熔渣)；根据化学元素炉前分析结果加入相应铁合金或金属来微调各元素成分，使钢水中各元素成分达到以下范围时，钢水转移出该钢包炉精炼工序C 0. 23-0. 29 % ；Mn 0. 60-0. 75 % ；Si 0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ； =Mo 0. 20-0. 30% ；V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005% ；
其中，该工序中优选Al线(规格为Φ 13mm,35Kg/100m)的喂入量为每吨钢水加入 3-6米；微调钢水中各元素成分达到所述范围成分后，在白渣下保持不少于20分钟，更优选保持20-25分钟，上述控制碱度加入石灰在1620-1680°C范围，优选温度达到1650°C。III、VD真空脱气工序将钢包移到VD工位，底吹氩气，抽真空，进行真空脱气处理。钢包抽真空结束后，停吹氩气，喂入Si-Ca线(Ca J8%，23kg/100m)，喂入量为每吨钢水1-4米；IV、浇注工序将装有钢水的钢包移到铸台，采用氩气保护进行浇注，锭身浇注速度为7. 7-12. 3kg/s ；帽口的浇注速度1. 4-2. 8kg/SoV.轧制工序。更详细来说，高速动车车轴用钢制造方法包括下述依次的步骤I电炉冶炼将废钢和预处理后的铁水加入电炉冶炼，预处理后的铁水的重量比例70%以上。 预处理后的铁水中P彡0. 070%并且S彡0. 010% ；预处理后的铁水温度不低于1250°C，一般为 1250°C-1500°C ；废钢中的 P 彡 0. 0；35%并且040%。先将废钢加入电炉中，再加入铁水，然后开始吹氧，开吹5-10分钟加入造渣材料石灰，加入量为每吨钢水(即预处理铁水+废钢后的每吨)20-40kg。废钢熔化和铁水氧化同时进行，在冶炼过程中废钢及石灰炉料迅速熔化，同时脱 C、脱P、去氧气、氮气、去夹杂，在P <0.010%后，电炉出钢。电炉出钢前，先根据所冶炼的钢种在钢包精炼炉的钢包内加入石灰、萤石、合成渣、硅铝钡、硅铁、中铬、硅锰、镍豆、钼铁的加入量应使烘烤后钢水中对应金属元素的含量达到或接近相应技术要求的中下限，即达到使钢水中金属元素的含量的重量百分比为Mn 0. 60-0. 70% ；Cr :1. 00-1. 10% ；Mo :0. 20-0. 25% ；Ni :0. 15-0. 25%，石灰、萤石、合成渣与硅铝钡的加入量使熔渣碱度R(Ca0/Si02) = 3. 0 6. 0。烘烤不少于30分钟， 然后把电炉的钢水倒入钢包中，钢水在钢包中进行初步合金化。II 钢包炉精炼把装有钢水的钢包移到精炼工位，进行造渣、脱氧。进LF(ladle furnace，钢包炉) 工序在线喂Al线，喂入量为每吨钢水加入1. 05-2. Ikgo喂线时严格控制底吹氩气流量，以钢水不裸露为准。LF精炼过程采用高碱度，CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制熔渣碱度R(CaCVSiO2) =3.0 6.0。根据化学元素炉前分析结果加入相应铁合金或金属微调钢水成分。钢水成分的重量百分比达下述要求出LF工位C 0. 23-0. 29 % ；Mn 0. 60-0. 75 % ；Si 0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ； =Mo 0. 20-0. 30% ；V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005%。白渣下保持不少于20分钟，温度达到1620-1680°C，优选温度达到1650°C。III VD真空精炼将钢包移到VD(VaCCum degassing，真空脱气处理)工位，底吹氩气，抽真空，进行真空脱气处理。钢包在高真空度(钢包内的压强不大于67Pa)下保持不少于20分钟，抽真空结束，开启空气破空阀，停吹氩气，并喂入Si-Ca线(Ca ，23Kg/100m)，喂入量为每吨钢水0. 23-0. 92kg。然后开启底吹氩气，时间不少于10分钟，控制吹氩强度，保持钢水不裸露，液面上下波动。
IV 浇注将装有钢水的钢包移到铸台，浇注过程采用氩气保护、控制浇注。之后，钢锭红送轧制成钢坯。本发明的高速动车车轴用钢及其制造方法的特征是在电炉冶炼过程中控制铁水比彡70%，出钢时控制[P]彡0.010%，严禁下氧化渣。在钢包精炼炉精炼过程中，采用 CaO-SiO2-Al2O3合成渣系，控制熔渣碱度R(Ca0/Si02) = 3. 0 6. 0，出钢时化学成分为C 0. 23-0. 29 % ；Mn :0. 60-0. 75 % ；Si :0. 25-0. 40 % ；Cr :1. 00-1. 20 % ；Mo :0. 20-0. 30 % ;V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% P^O. 015% ；S ^ 0. 005%。VD 精炼处理工序喂硅钙线， 1-4米/吨钢，并底吹氩气10分钟以上；浇注采用氩气保护、低温浇注。采用本发明，可以使钢的低倍组织一般疏松和中心疏松均不大于1级、锭型偏析和点状偏析达到0级；非金属夹杂物A类、B类、C类、D类夹杂物级别均不大于1. 0级、B+C+D不大于1. 5级；钢中气体 [H]彡 1 X IO"6,
^ 20 X IO"6, [N] ^ 80 X IO"6,有害元素 P 彡 15 X IO"4, S 彡 5 X 1(Γ5。实物质量达到进口车轴钢的冶金水平，车轴调质处理后性能达到进口车轴解剖水平。实施例本发明下述实施例中使用的各种原料的具体组成和含量如下石灰100%CaO萤石CaF2S85%合成渣=CaO40% ；Al2O3 40% ；其他 20%硅铝钡硅35. 5%、铝10. 8%和钡17. 4%，其他为铁硅铁Si :75. 2%，其余为铁和不可避免的杂质。铬铁Cr 55% ；Fe :42%，其余为不可避免的杂质。中铬Cr :64. 4% ；Fe :35%，其余为不可避免的杂质。硅锰Si 23% ；Mn :64%，其余不可避免的杂质。钼铁Mo :60%，其余为铁和不可避免的杂质。钒铁V :50. 6%，其余为铁和不可避免的杂质。镍豆Ni:100%Al 线规格为 Φ 13mm, 35Kg/100mSi-Ca 线Ca :28%，23kg/100m碳线14Kg/100m实施例1I、电炉冶炼(1)把废钢7. 8吨加入电炉中，废钢中的P = 0. 019%,S = 0. 007%；再把56. 4吨预处理后的铁水加入到同一电炉中，预处理后的铁水温度为1405°C、其中磷和硫的含量为 P = O. 057%, S = 0. 008%。(2)加入铁水后开始吹氧助熔，吹氧5分钟后加入石灰1445kg。(3)当钢水温度达到1640-1700°C, C彡0. 050%, P彡0. 010%时出钢，本实施例的出钢温度为1700°C，其中各成分含量为C = 0. 06%, P = 0. 003%, Mn = 0. 03%, Si = 0. 010%, S = 0. 006%, Cr = 0. 01%。然后把钢水倒入装有硅锰600kg、石灰600kg、萤石200kg、合成渣300kg、硅铝钡200kg、铬铁1200kg、钼铁220kg、镍豆160kg，并烘烤了 41分钟的钢包精炼炉的钢包内，钢水在该钢包内进行钢水初步合金化，使钢包中各元素含量达到相应技术要求的中下限，即 Mn 0. 60-0. 70% ；Cr :1. 00-1. 10% ；Mo :0. 20-0. 25% ；Ni :0. 15-0. 25% ；II、钢包炉精炼(1)把装有钢水的钢包精炼炉的钢包移到LF精炼工位，测温1561°C，喂Al线 115kg(规格为:Φ13匪，35kg/100m)，送电，加石灰IOOkg调渣；(2)取样分析，钢水的化学成分的重量百分配比为C = 0. 11 % ；Si = 0. 23 % ；Mn = 0. 67 % ;P = 0. 006 % ;S = 0. 003 % ；Cr = 1. 040%;Mo = 0. 20%;Ni = 0. 28%调渣加石灰200kg、合成渣300kg ；调成分加碳线180米 (14kg/100m)、硅铁 60kg、硅锰 50kg、钒铁 70kg 和钼铁 90kg ；(3)取样分析，钢水的化学成分的重量百分配比为C = O. 27%;Mn = 0. 73%;Cr = 1. 03%;Ni = 0. 28%;Mo = 0. 28%;Si = 0. 30%； S = O. 001% ；P = 0. 007% ；V = 0. 05%。调·加石灰 200kg ；(4)钢水在白渣下保持23分钟，此时温度1650°C，钢包炉精炼结束；精炼渣分析 碱度 R(Ca0/Si02) = 6. 0，测定 Al2O3 的含量为 22%。III、VD真空精炼把钢包移到VD真空处理工位，在67 以下的高真空度下保持20分钟，破真空后停止吹氩气，喂Si-Ca线250米，钢包再底吹氩气13分钟，吹氩气过程钢水不裸露；IV、浇注采用氩气保护浇注，浇注温度1572°C ；8. 4t锭型，浇注时间为第一盘锭身14分钟30秒，帽口 8分钟。第二盘锭身12分钟，帽口 6分钟。浇注完第一盘取熔炼化学成分分析样。钢锭红送，轧制成250 X 250 (mm)方坯。本实施例1制备的钢的熔炼化学成分的质量百分比(％ )和钢液中[H] (PPm)见表 1。表权利要求
1.一种高速动车空心车轴用钢，其以质量百分比计，含有下述成分 C 0. 23-0. 29% ；Mn 0. 60-0. 75% ； Si 0. 25-0. 40% ； Cr 1. 00-1. 20% ； Mo 0. 20-0. 30% V 0. 020-0. 060% ； Ni 0. 15-0. 30% ； P 彡 0. 015% ；S彡0. 005%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.如权利要求1的高速动车空心车轴用钢，其特征在于，以质量百分比计，含有下述化学成分C 0. 27% ；Mn0. 73%Si0. 31%Cr1. 03%Mo0. 28%V 0. 05% ；Ni 0. 28% ；P 0. 007% ；S 0. 001%，余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的钢，其特征在于，该钢的杂质元素以质量ppm计满足 [H] ^ 1，
^ 20，[N] ^ 80。
4.一种高速动车空心车轴用钢的生产方法，其中，该钢以质量百分比计，含有下述成分C :0. 23-0. 29%;Mn :0. 60-0. 75%;Si :0. 25-0. 40%;Cr :1. 00-1. 20%;Mo :0. 20-0. 30%； V :0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P ( 0. 015% ；S ( 0. 005%，余量为铁和不可避免的杂质；该方法包括下列步骤I、电炉冶炼工序将废钢和预处理后的铁水加入电炉冶炼，所述预处理的铁水重量比 ^ 70%，送电、吹氧，在冶炼过程中废钢及炉料迅速熔化，同时脱C、脱P、去气、钢水中的 P^O. 010%即出钢，将钢水倒入钢包中进行初步合金化；II、钢包炉精炼工序将装有钢水的钢包移到精炼工位，进行造渣、脱氧，在该工序中在线喂Al线，采用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制熔渣碱度R为3. 0 6. 0，根据化学元素炉前分析结果加入相应铁合金或金属来微调各元素成分，使钢水中各元素成分达到以下范围时， 将钢水移出该钢包炉精炼工序C 0. 23-0. 29 % ；Mn 0. 60-0. 75 % ；Si 0. 25-0. 40 % ；Cr 1. 00-1. 20 % ； =Mo 0. 20-0. 30% ；V 0. 020-0. 060% ；Ni :0. 15-0. 30% ；P ^ 0. 015% ；S ^ 0. 005% ；其中碱度 R 为CaO/SiA的值；III、VD真空脱气工序将钢包移到VD工位，底吹氩气进行真空脱气处理，钢包抽真空结束后，停吹氩气，喂入Si-Ca线，喂入量为每吨钢水0. 23-0. 92kg后移出VD工位；IV、浇注工序将装有钢水的钢包移到铸台，采用氩气保护进行浇注；以及V.轧制工序。
5.如权利要求4所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，其中所述的电炉熔炼工序中，预处理后的铁水中？< 0.070%且3< 0.010% ；还优选废钢中 P 彡 0. 035%且 S 彡 0. 040%。
6.如权利要求4或5所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，其中所述的电炉熔炼工序中，控制预处理后铁水温度不低于1250°C，优选温度为1250-1500°C。
7.如权利要求6所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，其中所述的电炉熔炼工序中，废钢熔化和铁水氧化同时进行，加入造渣材料石灰的比例按照预处理铁水和废钢的总重每吨加入20-40kg。
8.如权利要求4-7任一项所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，电炉冶炼工序出钢前，在钢包内加入石灰、萤石、合成渣与硅铝钡以使钢包精炼工序中熔渣碱度R达到3.0 6.0。
9.如权利要求4-8所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，其中， 电炉冶炼工序出钢前，在钢包内加入金属或合金使钢水中各对应金属元素含量达到Mn 0. 600. 70% ；Cr 1. 00-1. 10% ；Mo 0. 20-0. 25% ；NiO. 15-0. 25% 以进行钢包炉精炼工序。
10.如权利要求8或9所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，电炉冶炼工序出钢前，在钢包内加入石灰、萤石、合成渣、硅铝钡、硅铁、中铬、硅锰、钼铁和镍豆。
11.如权利要求4-10任一项所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于， 所述的钢包炉精炼工序中，Al线的喂入量为每吨钢水加入1. 05-2. Ikgo
12.如权利要求11所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，所述的钢包炉精炼工序中，钢水在白渣下保持不少于20分钟，优选保持20-25分钟。
13.如权利要求4-12任一项所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于， 所述的钢包炉精炼工序中，钢水在白渣下的温度为1620-1680°C，优选温度达到1650°C。
14.如权利要求4-12任一项所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于， 所述的钢包炉精炼工序中微调各元素成分时加入碳线、硅铁、中铬、硅锰、钼铁、钒铁和镍豆。
15.如权利要求4-13任一项所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于， 其中所述的VD真空脱气工序中，其中真空脱气处理达到的真空度为钢包中压强不大于67 帕，优选在该真空度下，保持不少于20分钟。
16.如权利要求4-14所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，所述的 VD真空脱气工序中，结束Si-Ca线喂入后，再次底吹氩气，时间不少于10分钟。
17.如权利要求4-15所述的高速动车空心车轴用钢的生产方法，其特征在于，其中所述的浇注工序中，浇注温度为1560-1580°C ；锭身浇注速度为7. 7-12. 3kg/s ；帽口的浇注速度 1. 4-2. 8kg/s。
全文摘要
本发明提供一种高速动车车轴用钢，其成分质量配比(％)为C0.23-0.29％；Mn0.60-0.75％；Si0.25-0.40％；Cr1.00-1.20％；Mo0.20-0.30％；V0.020-0.060％；Ni0.15-0.30％；P≤0.015％S≤0.005％。本发明还提供了一种高速动车车轴用钢的制备方法，主要包含步骤在电炉冶炼过程中控制铁水比≥70％，出钢时控制[P]≤0.010％，严禁下氧化渣。在钢包精炼炉精炼过程中，采用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制熔渣碱度R(CaO/SiO2)＝3.0～6.0，精炼渣中Al2O3含量为15％～30％；VD精炼处理工序喂硅钙线，1-4米/吨钢，底吹氩气10分钟以上。浇注过程氩气保护，控制浇注，之后钢锭红送，轧制成钢坯。
文档编号C22C38/46GK102418048SQ20111036198
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者王之香, 王玉玲, 邬中华, 陈金虎 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司