铁水生产火车车轴钢的工艺及其台阶式吹氩密封结构

摘要

本发明公开了一种铁水生产火车车轴钢的工艺，本发明采用顶底复吹碱性转炉初炼，底吹采用氮气、氩气相结合，LF精炼炉精炼、VD真空炉脱气、弧形连铸机生产直径600毫米大规格坯料，热送至开坯机开坯生产230毫米×230毫米方钢、250毫米×250毫米方钢、260毫米×260毫米方钢、280毫米×280毫米车轴方钢，车轴加工厂根据需要进行锻造车轴。本发明可有效解决火车车轴钢生产成本高、生产周期长、低倍质量差、成分偏析重的生产过程与质量问题，实现批量生产10000余吨，节约成本约200元/吨，生产周期缩短4天，组织致密，成分均匀。

主权项

铁水生产火车车轴钢的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1）铁水预处理：将铁水包置于工位，下降搅拌头插入铁水内进行搅拌，搅拌过程分批次加入脱硫剂，使铁水与脱硫剂充分接触反应，进行脱硫，待脱硫产物逐渐上浮聚集于铁水表面之后，加入凝渣剂形成熔点高的脱硫渣，停止搅拌，提升搅拌头，倾斜铁水包，使用扒渣装置进行扒渣； 2）顶底复吹碱性转炉初炼：将脱硫铁水置于转炉中进行吹炼，底吹前4~6分钟使用氮气进行吹炼，之后使用氩气进行吹炼，使出钢的碳质量百分比大于等于0.12%，出钢的温度控制在1610~1640摄氏度范围内；3）转炉出钢：出钢至1/4的时候，开启钢包底吹搅拌，依次加入铝饼、电石、块状硅锰合金、粒状增碳剂、块状铬铁进行合金化，同时加入450 ~550千克的石灰和450~550千克的车轴钢专用精炼渣，并在出钢结束前加入脱氧剂、合金、渣料；4）LF精炼炉精炼：钢水到站后，精炼炉送电4~6分钟，然后取样分析，根据成分分析结果，在钢水中加入铝粒调整钢水中的铝元素的质量百分比，使用镍板、钼铁调整钢水中的镍元素和钼元素的质量百分比，使用增碳剂、硅锰合金、铬铁调整钢水中的碳元素、硅元素、锰元素质量百分比；在白渣条件下，使用钒铁调整钢水中的钒元素的质量百分比；精炼全程使用氩气搅拌，调整合金成分的精炼过程进行氩气高强度搅拌，其余精炼过程进行氩气软搅拌；整个精炼时间控制在35~50分钟范围内；5）双工位VD真空炉脱气：在1640~1660摄氏度、真空度小于67帕斯卡下保持12～15分钟范围内进行VD真空脱气处理，真空处理结束时，定氢小于或等于1.0ppm，吊包前氩气软搅拌15～20分钟；6）大断面弧形连铸机连铸：大包长水口使用台阶式吹氩密封结构，对大包钢流吹氩保护，过热度控制在25～35摄氏度，连铸圆坯规格直径600毫米,圆坯拉速0.2~0.22米每分钟，连铸机采用结晶器、二冷、末端三段电磁搅拌；7）圆坯热送开坯：圆坯经火焰切割后，通过热送辊道，送至加热炉，入炉圆坯表面温度控制在600～650摄氏度，步进式加热炉内预热段温度控制在750～900摄氏度，加一段控制温度在900～1080摄氏度，加二段控制温度在1240~1280摄氏度，均热锻控制温度在1230~1270摄氏度，总加热时间控制在6~8小时，并开坯机采用大压下量轧制。