本发明属于炼钢技术领域，特别是一种提高20crmnti齿轮钢连铸钢水质量的冶炼方法。
背景技术：
齿轮钢一般为低碳、低合金优质或高级优质结构钢，其工作条件：
（1）齿轮钢工作时，以啮合点到齿根的整个齿面均受有脉动的弯曲应力作用，而在齿根危险端面上造成最大的弯曲应力，可使齿轮产生弯曲疲劳破坏，破坏形式是齿断。
（2）齿轮工作时，通过接触传递动力，在接触应力反复作用下，会使工作齿面产生接触疲劳破坏，破坏形式主要有麻点剥落于磁化剥落两种。
（3）齿轮钢工作时，两齿面相对运动产生摩擦力，因而要求点面有较高的耐磨性。
（4）齿轮工作时，有时还会受强烈的冲击载荷，要求齿轮钢有较高的韧性。
为满足齿轮复杂的工作条件的要求，齿轮钢应具有高的耐磨性，接触疲劳强度，弯曲疲劳强度，而且还应具有较高的塑性和韧性，所以齿轮钢的生产工艺必须与齿轮钢性能要求相匹配。
20crmnti齿轮钢炼钢及连铸生产过程难点：
1.由于采用铝作为沉淀脱氧剂，钢水易结瘤，改钢率高。
2.化学元素控制难
由于此钢种冶炼需要控制酸溶铝，电炉出钢加入一定量的铝铁，脱氧剂使用种类多，如硅钙钡、铝渣球、电石、铝铁，而且用量大，使冶炼时间增加，钢材显微检验夹杂物级别波动大，给钢材质量带来严重不良的影响。
钢材成品碳元素波动大。由于电炉出钢碳含量偏低，钢水过氧化，因而精炼造渣难度大，初精炼炉造渣碳元素难以控制，精炼实际成品碳偏高，直接影响齿轮钢的淬透性，钢水钛成分控制波动大。
3.冶炼时间长
20crmnti齿轮钢低氧要求以及高碱度渣系冶炼造成了整个冶炼过程的四个主要元素碳、硫、铝、钛控制与调整困难，为满足低碳的要求，电炉必须低碳出钢，于是在电炉吹氧降碳脱磷而延长了电炉冶炼时间，导致钢水过氧化程度大，在精炼炉内脱氧时渣中氧含量高，碳、硫铝元素控制调整困难，为使其满足要求进行调整又必然延长精炼时间，而精炼炉高碱度还原渣系操作，加快精炼炉内脱硫速度。
4.钢中氧含量偏高
20crmnti齿轮钢要求[o]≤20ppm，而2007年生产的齿轮钢氧含量所占比例只有三分之一的炉数达到标准要求，钢中氧含量偏高是齿轮钢内部质量差的根本原因。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种提高20crmnti齿轮钢连铸钢水质量的冶炼方法，本发明优化冶炼工艺，严格控制化学成分、控铝和脱氧，使精炼炉冶炼时间缩短，提高钢水质量和连铸坯质量，提高生产效率，保证钢材的低倍组织、纯洁度、晶粒度和带状组织全部合格。
1、本发明的目的是这样实现的：一种提高20crmnti齿轮钢钢水质量的冶炼
方法，其特征是，有如下步骤：
(1)lf精炼电炉的公称容量为70t，装入量控制在83-85t，其中配加30%以上的铁水，钢水中的配碳量控制在1.3-1.7%，通过加入直接还原铁、铁水来控制残余元素的带入量；
(2)渣料配加量为石灰3500kg，电炉冶炼必须保证全程泡沫渣埋弧操作，氧化期保证均匀激烈的碳氧沸腾来降低钢液中的气体含量；
(3)控制出钢钢水c≥0.05%、p≤0.010%，出钢温度大于1630°c，严禁出钢下渣和带渣；
(4)出钢前向钢包内加入400kg硅锰合金、800kg中碳铬合金，并且进入烘烤；
(5)炉后脱氧，出钢前向钢包内加入铝渣球，钢流下来后向钢包加入电石，钢水出到20t后加入硅钙钡，铝铁，将电炉出钢至精炼炉的钢水自由氧含量控制在15ppm以内；
(6)电炉出钢口出钢时间大于110秒；
(7)出完钢后迅速将吹氩氩气调整到软吹，冶炼过程保证全程泡沫渣埋弧操作；
(8)脱氧制度：出钢前向钢包内加入铝渣球80kg，钢流下来后立即随钢流加入电石240kg，钢水出到20吨后加入硅钙钡120kg，铝铁2kg/t钢，出钢时间在140±10秒。
氩气软吹为氩气从钢水底部穿透钢水，在钢水顶部翻腾的直径不超过30cm。
钢水中酸溶铝的含量[als]≤0.015％。
精炼后钢水中自由氧含量为[o]≤20ppm。
本发明的有益效果：
1、酸溶铝的控制
酸溶铝含量的控制是20crmnti齿轮钢冶炼成功与否的关键元素之一，保证[als]≤0.015％，才能保证此钢冶炼成功。
2、氧含量的控制
氧含量是衡量齿轮钢质量是否合格的关键指标之一，通过对脱氧原理的分析研究，我们选择了以铝作为脱氧剂，保证了[o]≤20ppm，并且使精炼炉冶炼时间大大缩短生产效率提高。
3、化学成分控制
通过设计恰当的化学成分内控，以及提高内控达标的实际操作，20crmnti齿轮钢的化学成分达到用户的需求。
4、组织特性
采取的控铝工艺和脱氧工艺，保证钢材的低倍组织，纯洁度、晶粒度、带状组织全部合格。
本发明适用于同类型炼钢企业，对因炼钢冶炼工艺和连铸设备问题而引起的20crmnti齿轮钢连铸坯的内部质量问题的分析，采取了优化工艺和改进设备的措施，使20crmnti齿轮钢连铸坯的内部缺陷率降低到较低水平，提高了连铸坯的质量。
本发明优化了冶炼工艺，严格控制了化学成分、控铝和脱氧，使精炼炉冶炼时间缩短，提高钢水质量和连铸坯质量，提高了生产效率，保证了钢材的低倍组织、纯洁度、晶粒度和带状组织全部合格。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案
实施例1：
一种提高20crmnti齿轮钢连铸钢水质量的冶炼方法包括如下步骤：
1、电炉必须配加30%以上的铁水,要求电炉配碳量控制在1.5%左右；要求废钢中土及其它夹杂物尽量少，通过加入直接还原铁、铁水、来控制残余元素的带入量，总装入量控制在85吨/炉左右。
2、电炉渣料配加量为石灰3500kg，电炉重点是：电炉冶炼必须保证全程泡沫渣埋弧操作以减少电炉过程吸氮量；氧化期保证均匀激烈的碳氧沸腾来尽可能降低钢液中的气体含量。
3、电炉应控制出钢c：≥0.05%，出钢要求p≤0.008%。出钢温度为1640℃，并保证炉内金属料熔化完全，严禁出钢下渣和带渣。
4、电炉提前向钢包加入400kg硅锰合金、800kg中碳铬铁合金进行烘烤。
5、炉后脱氧工艺
（1）炉后脱氧合金的选择：使用硅钙钡、铝铁。
（2）炉后脱氧合金的加入方法，遵循先弱后强的加入原则，出钢前向钢包内加入铝渣球，钢流下来后立即向钢包内加入电石，钢水出到20吨后加入硅钙钡，铝铁最后加入，脱氧剂的加入量根据电炉的终点碳及定氧结果选择不同的脱氧强度，将电炉出钢至精炼炉的自由氧含量控制在15ppm以内。
6、电炉必须保证出钢口出钢时间为120秒。
7、电炉出完钢后迅速将氩气调整到软吹，为了降低钢中氧含量，避免钢水过吹，电炉采取留碳操作，电炉冶炼过程保证全程泡沫渣埋弧操作，减少电炉过程吸氮量，有效降低钢液中的气体含量，加强钢中夹杂物的上浮，提高钢水纯净度。
8、脱氧制度：出钢前向钢包内加入铝渣球80kg，钢流下来后立即随钢流加入电石240kg，钢水出到20吨后加入硅钙钡120kg，铝铁由精炼炉随合金加入铝铁2kg/t钢；出钢时间为140秒。