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一种改善轴 舵系 钢近表面探伤 缺陷的冶炼工艺

阅读：996发布：2023-03-13

专利汇可以提供一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，包括以下步骤：1）转炉出钢；2）精炼；3）高真空；4）VD破空后，喂线；5）钢水浇注；6）导流管烘烤；7）中间包钢水浇注；8）钢水浇注；9）钢锭保温帽口烘烤；10）中包钢水；11）中包浇注结束。本发明通过改善冶炼、浇注工艺，降低了船用螺旋桨轴、中间轴、舵杆等锻件近表探伤缺陷，大幅度提高了近表面探伤合格率，降低了废品率，显著提高了经济效益。，下面是一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）转炉出钢；
2）精炼用碳化硅脱氧；精炼白渣时间：43-60分钟；
3）高真空下的保持时间：25-30分钟，真空保持期间要能观察到钢液面有明显裸露；
4）VD破空后，喂入250-300米氮化锰线；喂入钙线40-80米；VD软吹时间：25-30分钟；
5）钢水浇注时，吊包过热度：105-120℃；加入大包覆盖剂；
钢水浇注时，中包包底温度：880-1000℃；烘烤时时间6-10小时；
6）导流管结束烘烤时，导流管烘烤温度：610-790℃；烘烤时间8-15小时；
7）中间包钢水浇注过程中，真空室内真空度：0-32pa；
8）钢水浇注时，钢锭模温度控制在50-80℃；
9）钢锭保温帽口烘烤温度150-250℃，烘烤时6-12小时；
10）中包钢水大于容量的55%-70%时，开浇；中包浇注时间，25-33分钟；
11）中包浇注结束时，破空后50秒内，通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳。
2.根据权利要求1所述的一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，步骤1）转炉出钢碳≥0.06%，出钢磷≤0.012%；转炉出钢温度1610-1660℃；
出钢过程中加钢芯铝、白灰和预熔渣；出完钢后喂入铝线150-200米；
出钢过程中钢芯铝：白灰：预熔渣的质量比为15-28：60-80：30-50。
3.根据权利要求1所述的一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，步骤2）精炼用碳化硅的量和步骤1）中的预熔渣的质量比为4-6:3-5。
4.根据权利要求1所述的一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，步骤5）加入大包覆盖剂的量与预熔渣的质量比为1-2：3-5，所述大包覆盖剂包括SiO2：29-
39%，Al2O3：6-14%，CaO:9-17%，MgO：≤6.0%，Fe2O3：≤5.0%，固定C：20-35% ；熔点：1250-
1500℃，H2O：≤0.5%，碱度:0.3-0.4。
5.根据权利要求1所述的一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，步骤11）中加入发热剂的量与预熔渣的质量比为18-25：30-50；火焰熄灭后，加入碳化稻壳的量与预熔渣的质量比为16-30：30-50。
6.根据权利要求5所述的一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，其特征在于，所述发热剂包括SiO2：25±5.0%，Al2O3：40±5.0%，Fe2O3：12±2.5%， CaO：≤3.0%，MgO：≤
4.0%，Cm：13±3.0% ；Al：≥8%，熔点：1320±45℃。

说明书全文

一种改善轴舵系 钢近表面探伤 缺陷的冶炼工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及钢铁技术领域，具体涉及一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺。

背景技术

[0002] 随着造船工业的发展、竞争的加剧，船用螺旋桨轴、中间轴等大型锻件的内部质量要求日趋严格。以前可以满足要求的产品，随着时代的发展，已经难以满足客户的需求。同时，由于轴舵系锻件，材质均为碳锰系列钢。此类钢易于偏析，常常成为薄弱点，导致探伤不合。

[0003] 一直以来，生产轴舵系碳锰钢锻件，采用转炉初炼，钢包精炼及真空脱气处理，真空浇注。生产船用锻件，经过锻造、热处理及机加工后，探伤时，发现存在超标缺陷，不得不报废。一度探伤合格率达到29%，造成了极大经济损失。同时，由于生产周期长，发现问题时已经快到交货期了，因此，探伤不合，对客户产品的及时交付产生重大影响。解剖分析研究表明，这些探伤缺陷分布在轴舵系的近表面，距离皮下10-200mm之间分布着密集型的缺陷。因此，近表面探伤缺陷一段时以来，制约着轴舵系船件的开发。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供通过改善冶炼、浇注工艺，降低了船用螺旋桨轴、中间轴、舵杆等锻件近表探伤缺陷，提高探伤合格率，降低了废品率。

[0005] 本发明的技术方案：一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，包括以下步骤：
1）转炉出钢；
2）精炼用碳化硅脱氧；精炼白渣时间：43-60分钟；
3）高真空下的保持时间：25-30分钟，真空保持期间要能观察到钢液面
有明显裸露；
4）VD破空后，喂入250-300米氮化锰线；喂入钙线40-80米；VD软吹时间：25-30分钟；
5）钢水浇注时，吊包过热度：105-120℃；加入大包覆盖剂；
钢水浇注时，中包包底温度：880-1000℃；烘烤时时间6-10小时；
6）导流管结束烘烤时，导流管烘烤温度：610-790℃；烘烤时间8-15小时；
7）中间包钢水浇注过程中，真空室内真空度：0-32pa；
8）钢水浇注时，钢锭模温度控制在50-80℃；
9）钢锭保温帽口烘烤温度150-250℃，烘烤时6-12小时；
10）中包钢水大于容量的55%-70%时，开浇；中包浇注时间，25-33分钟；
11）中包浇注结束时，破空后50秒内，通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳。

[0006] 进一步地，步骤1）转炉出钢碳≥0.06%，出钢磷≤0.012%；转炉出钢温度1610-1660℃；出钢过程中加钢芯铝、白灰和预熔渣；出完钢后喂入铝线150-200米；
出钢过程中钢芯铝：白灰：预熔渣的质量比为15-28：60-80：30-50。

[0007] 进一步地，步骤2）精炼用碳化硅的量和步骤1）中的预熔渣的质量比为4-6:3-5。

[0008] 进一步地，步骤5）加入大包覆盖剂的量与预熔渣的质量比为1-2：3-5，所述大包覆盖剂包括SiO2：29-39%，Al2O3：6-14%，CaO:9-17%，MgO：≤6.0%，Fe2O3：≤5.0%，固定C：20-35% ；熔点：1250-1500℃，H2O：≤0.5%，碱度:0.3-0.4。

[0009] 进一步地，步骤11）中加入发热剂的量与预熔渣的质量比为18-25：30-50；火焰熄灭后，加入碳化稻壳的量与预熔渣的质量比为16-30：30-50。

[0010] 进一步地，所述发热剂包括SiO2：25±5.0%，Al2O3：40±5.0%，Fe2O3：12±2.5%，CaO：≤3.0%，MgO：≤4.0%，Cm：13±3.0% ；Al：≥8%，熔点：1320±45℃。百分含量为质量百分含量。

[0011] 本发明的有益效果：本发明通过改善冶炼、浇注工艺，降低了船用螺旋桨轴、中间轴、舵杆等锻件近表探伤缺陷，大幅度提高了探伤合格率，降低了废品率，显著提高了经济效益。

[0012] 本发明步骤2），7），10），11）,对提高探伤指标起着关键性作用，是基础作用；步骤3）,5），6），9）对纯净内部质量和改善探伤质量有决定性作用。

[0013] 本发明的具体优点表现在以下几个方面：精炼白渣，对于钢水的脱硫、夹杂物吸附上浮去除有着重要的作用。时间短，没有充分吸附夹杂物上浮，时间过长，钢水长期暴露在高温下、会吸附大气，同时，高温下，耐火材料的浸蚀加剧，对钢水也是一种污染。结合钢种特点，设计合理的白渣保持时间尤为重要。

[0014] ② 钢水真空处理时，钢渣充分混冲搅拌，大量钢渣乳化后进入到钢中。真空处理结束后，需要钢水弱氩气搅拌一段时间，钢渣微动，促进钢中的非金属夹杂物上浮进入到渣中。但是软吹控制过长时间或过短时间都是不利的。控制时间过长，由于长期暴露在大气中，也会吸气，耐材的浸蚀导致更多夹杂物进入钢中；控制时间过短，夹杂物没有充分的上浮去除，钢水也没有得到纯净化。

[0015] ③真空保持时间，对控制氢含量起着决定性的作用。众所周知，氢含量越高，锻件越容易产生白点缺陷。白点是致命的缺陷，不允许存在。大量的探伤报废是由于白点引起的。控制合理保持时间同样重要。控制时间过低，没有使钢中氢充分降低；控制时间过高，高温高真空下，钢包浸蚀加剧，钢水纯净度受到影响。

[0016] ④ 控制合理的浇注过热度非常重要。过低，钢水流动性变差，不利于及杂物的上浮去除，一些夹杂物易于被凝固前沿扑捉，形成近表面缺陷；控制过高，钢水的偏析加剧，导致低熔点夹杂物聚集，降低钢水的纯净度。

[0017] ⑤中包包底温度、导流管温度，保证耐材充分去除水分，维持钢水温度，起着重要的作用。

[0018] ⑥真空浇注时的真空度。保证足够低的真空度，可以进一步深脱氢，降低白点的诱因。

[0019] ⑦控制合理的锭模烘烤温度。不易过高也不易过低。过高，不易形成激冷层，钢锭容易开裂。过低，锭模容易炸裂，导致生产事故。

具体实施方式

[0020] 一种改善轴舵系钢近表面探伤缺陷的冶炼工艺，包括以下步骤：1）转炉出钢碳≥0.06%，出钢磷≤0.012%；转炉出钢温度1610-1660℃。

[0021] 出钢过程中加钢芯铝150-280千克；加白灰600-800千克；加预熔渣300-500千克；出完钢后喂入铝线150-200米。

[0022] 2）精炼用碳化硅脱氧，400-600千克；精炼白渣时间：43-60分钟；3）高真空下的保持时间：25-30分钟，真空保持期间要能观察到钢液面有明显裸露，以保证真空脱气效果。

[0023] 4）VD破空后，喂入250-300米氮化锰线；喂入钙线40-80米。VD软吹时间：25-30分钟；5）钢水浇注时，吊包过热度：105-120℃；加入大包覆盖剂100-200千克。

[0024] 钢水浇注时，中包包底温度：880-1000℃；烘烤时时间6-10小时。

[0025] 6）导流管结束烘烤时，导流管烘烤温度：610-790℃；烘烤时间8-15小时。

[0026] 7）中间包钢水浇注过程中，真空室内真空度：0-32pa；8）钢水浇注时，钢锭模温度控制在50-80℃。

[0027] 9）钢锭保温帽口烘烤温度150-250℃，烘烤时6-12小时。

[0028] 10）中包钢水大于35吨时，开浇。中包浇注时间，25-33分钟。

[0029] 11）中包浇注结束时，破空后50秒内，通过漏斗加入180-250千克发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳160-300千克。

[0030] 所述大包覆盖剂包括SiO2：29-39%，Al2O3：6-14%，CaO:9-17%，MgO：≤6.0%，Fe2O3：≤5.0%，固定C：20-35% ；熔点：1250-1500℃，H2O：≤0.5%，碱度:0.3-0.4。百分含量为质量百分含量。

[0031] 所述发热剂包括SiO2：25±5.0%，Al2O3：40±5.0%，Fe2O3：12±2.5%， CaO：≤3.0%，MgO：≤4.0%，Cm：13±3.0% ；Al：≥8%，熔点：1320±45℃。百分含量为质量百分含量。

[0032] 采用本发明技术后，成功生产出符合要求的大型船用缎件钢，满足了高端用户的要求。表1-1和表1-2是采用实施例工艺所获得的近表面探伤合格率水平指标，表2-1和表2-2 是对比例（传统工艺参数）获得的近表面探伤合格率水平指标。

[0033] 表1-1表1-2
表2-1
表2-2
最后应说明的是：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；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。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实施例技术方案的精神和范围。

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