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《大型铸锻件
HEAVY CASTING AND FORGING
March 2014
采用单真空冶炼工艺生产中间轴鍛件
马环李金良高建军
(天津重型装备工程研究有限公司,天津300457)
摘要:通过精选炼钢原料和严格执行各工序的控制措施,使钢水中的H、0和N含量符合技术要求。采用
精炼炉精炼和真空浇注的单真空治炼方法生产水电中间轴锻件,达到简化生产流程和降低生产成本的用的。
关键词:中间轴;治炼工艺;气体含量
中图分类号:TF111文献标志码:B
Single Vacuum Smelting Process for Intermediate Shaft Forging
Ma Huan, Li Jinliang, Gao Jianjun
Abstract Through the strict selection of raw material for steelmaking and executing the corresponding control
measures for the smelting process, H & O & N contents in molten steel meet technical requirements. Single vacuum
melting process with refining by refiner furnace and Vacuum pouring is used to produce the intermediate shaft forging
for the hydropower, this can simplify production process and reduce production costs
Key words: intermediate shaft; smelting process; gas content
我公司以往生产水电中间轴产品通常采用双
真空冶炼方法(VD+VT),目的是去除钢液中气
体,提高钢液纯浄度,但也会增加冶炼时间和生产
成本。
2013年初,公司新订一支水电中间轴锻件,
材质为20MnSi,粗加工图见图1。针对此件产品
专门组织研讨小组进行炼钢工艺评审。该锻件是
空心锻件,相对实心锻件氢扩散较充分,且钢中的
合金加人量较少。根据锻件结构特点,研究认为
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可通过严格执行各工序相应的保障措施,尽量减
少各个治炼环节带入钢水中的H、O和N,采用精
炼炉精炼和真空浇注的单真空冾炼方法进行生
图1中间轴空心锻件图
Figure 1 Drawing of intermediate shaft hollow forging
产,从而达到简化生产流程,节约成本的目的。本
文对优化后的治炼工艺进行阐述。
成本低且氧化程度低,避免了电炉原料配备时带
入较多的氢。
冶炼过程分析
电炉嫆炼增加配碳量,由以往配量0.6%增
1.1工艺流程
至0.8%,同时加大炉门氧枪碳粉喷入量,在氧化
电炉初炼→精炼炉精炼调成分→真空浇注。
期使熔池充分沸腾,为钢液去气提供良好的动力
1.2电炉治炼
学条件。
电炉钢铁料配人时减少外购废钢配入量,由
电炉炼钢时选用偏心炉底电炉冶炼,因为偏
于外购废钢多为轻薄料,氧化严重,还可能网为存
心底出钢时炉体倾动小,钢流短且呈直线状,钢液
放不当使废钢受潮,会将废钢上附着的水分以结热量损耗相对出钢槽出钢小。出钢方式采用直
晶水形式进人钢中,使钢液中的H、0含量升高。
受,避免倒包造成的热损失,因此出钢温度比出钢
为避免该问题,电炉装人钢铁料中选用我厂大型
槽出钢方式降低15~25℃。钢液温度越低,气体
在钢中的溶解度也越低,并且出钢过程中钢液的
机架的机架冒口返回料,该返回料属大型返回料,吸气量也会减少。
收稿日期:2013-06-~-13
精炼炉精炼
作者简介:马环(1984一),女,助理工程师,主要从事模铸工艺设
计工作
接钢前精炼包进行充分烘烤,要求受钢包烘
《大型铸锻件
March 2014
HEAVY CASTING AND FOR
表120Mni钢的化学成分(质量分数,%)
Table 1 Chemical composition of 20mnsi steel(mass fraction, o
C Si
Mn
P
规格要求「0.16-0.2210,6-0.8011.00-1.30so.030s0,0150.3510.4010.200,401≤0.05
电炉
0.10~0.15
≤0.008≤0.020「≤0.35「≤0.40「≤0.20「≤0.40!≤0.05
精炼炉内控值0.17-0.210.60-0.801.00-1.30≤0.050.010≤0.350.35≤0.20≤0.300.05
表2治炼过程气体含量(x10
产试制。实际生产中钢液成分控制见表1。
Table 2 Gas content of smelting process(x10-
取样节点」兑钢完成恰金加入前合金化后教吹后出钢前
冶炼过程中,为严格监控H、0和N的含量变
化,多次取气体样,分别经过RH2型定氢仪和
TC136氮氧联测仪测得H、0和N的含量。具体
取样节点及测得结果见表2。
表3中间包气体含量(x
Table 3 Gas content in the tundish (x10
3讨论
气体含量
生产试制
为了对比生产试制的效果,将生产试制测得
VD+VT
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的中间包内钢液气体含量与以往VD+VT冶炼方
烤温度必须大于800℃,对于所要加人的造渣材
法作对比,如表3所示。结果表明两者的气体含
料和合金严格执行相应的烘烤制度,保证加入的
量十分相近,精炼炉精炼和真空浇注的单真空冶
炼方法可以满足钢液中气体含量的要求。
造渣材料和合金清洁于燥。
兑钢时严禁粗炼渣进入精炼包。精炼时氩气
以往双真空冶炼方法(VD+VT)在精炼炉工
段至少需要3h以上,而本次生产试制用时160
流量以不裸露钢液面为宜,精炼期间控制在(60
min,表明单真空治炼方法至少可以缩短冶炼时间
~80)L/min,出钢前降低氩气流量至(25~40
30min以上。该冶炼方法在生产节奏紧张时的优
I/min,软吹时间控制在15min~30min
铸锭操作
势尤为明显。采用此方法最终生产出的成品完全
浇注准备时,钢锭模、底盘、保温帽、中间包、
满足技术条件要求。
导流管都要充分清洁干燥,否则残留的水分会进4结束语
人钢水污染钢液。同时要将真空盖内外侧清理于
净,辅具装配前对内外表面彻底吹风除尘,保证整
理论分析和生产试制表明,采用精炼炉精炼
和真空浇注的单真空冶炼方法生产水电中间轴锻
个浇注系统无銹、无油、无尘。
在精炼炉出钢时,中间包进行氩气置换,直到件不仅能使钢锭气体含量合格,还能有效降低生
精炼包开浇为止,目的是使整个中间包布满氩气
产成本,缩短冾炼时间。单真空冶炼工艺最重要
气氛,防止钢水进入中间包后被空气污染。在整的