[發明專利]一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法

無效

• 申請號: 201410073990.1
• 申請日: 2014-03-01
• 公開（公告）號: CN103849710A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 張慧峰;王韶光;崔京玉;王立峰;馬才禮;畢洪志;李凱;王巖;翟利偉;鄧素懷;孫齊松
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C7/06;C21D8/00;B22D11/16;C22C33/04
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于高碳鉻軸承鋼的生產技術領域，特別是提供了電爐采用全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，適用于傳統電爐通過技術改造，可進行全鐵水冶煉，結合后續精煉及連鑄工藝生產高碳鉻軸承鋼鋼種。

背景技術

高碳鉻軸承鋼主要用于汽車，摩托車，家電，拖拉機，鐵路車輛，冶金礦山機械及高速旋轉、高負荷機械軸承上的鋼球、滾子和套圈。在本發明之前，國內傳統的軸承鋼生產工藝主要分為兩種：廢鋼→電爐冶煉→LF爐精煉→真空精煉→模鑄或連鑄→軋制；高爐鐵水→轉爐冶煉→LF爐精煉→真空精煉→模鑄或連鑄→軋制。采用傳統電爐工藝生產高碳鉻軸承鋼廢鋼價格高、能耗高、周期長、冶煉組織難度大，生產成本高；采用轉爐工藝生產高碳鉻軸承鋼，終點碳一般難于控制，出鋼爐渣及鋼水氧化性強，鋼材純凈度不理想。

本發明通過傳統電爐的技術改造，可以進行全鐵水冶煉生產，降低了生產周期和生產成本，冶煉終點可以采用高拉碳出鋼，且可以采用偏心底出鋼防止氧化渣進入鋼包，兼具了電爐與轉爐的優點，降低了生產成本，提高了產品質量。本發明采用電爐全鐵水冶煉－LF+VD爐精煉生產連鑄坯，可以生產規格Ф80mm以下的軸承鋼，生產成本大大降低，實物質量可以達到GB/T18254-2002標準要求，氧含量、夾雜物等指標控制較好。

發明內容

本發明的目的是提供一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，解決了采用電爐工藝生產高碳鉻軸承鋼，周期長，生產成本高，轉爐生產軸承鋼出鋼爐渣及鋼水氧化性強，鋼材純凈度不理想的問題。

本發明的工藝流程為電爐全鐵水冶煉→LF-VD精煉→200mm²方坯全保護澆鑄→鑄坯緩冷→棒材廠加熱爐加熱→控制軋制→軋材緩冷→產品入庫。

本發明的技術關鍵主要有以下兩點：1、解決了高碳鉻軸承鋼電爐生產成本高、周期長的問題，電爐可以采用100%全鐵水進行冶煉；2、全鐵水冶煉可以進行高碳含量出鋼，出鋼爐渣及鋼水氧化性低，利于提升軸承鋼純凈度；3、通過電爐－連鑄純凈鋼生產工藝提供了滿足國標的軸承鋼。

采取的措施是通過對傳統電爐進行技術改造，電爐采用100%全鐵水進行冶煉，控制合適的爐壁氧槍吹氧強度及底吹氬攪拌，在達到目標溫度和磷含量等指標要求下，進行高碳含量出鋼。出鋼過程采用偏心底出鋼技術，防止爐中高氧化性爐渣進入鋼包。另一方面，通過LF爐、VD真空處理等純凈鋼冶煉技術及連鑄保護澆注，軸承鋼實物質量可以滿足標準要求。

本發明在各環節控制的工藝參數如下：

1、電爐在裝入制度上，少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量為80%-100%；

2、采用高拉碳工藝，終點碳含量在0.40-0.70％，磷含量P≤0.012％，出鋼采用鋁深脫氧，偏心底出鋼；

3、LF-VD精煉爐高堿度低氧化性渣精煉；堿度R4.0-6.0，TFe≤1.0，LF爐處理畢進行弱吹氬15-30min；

4、連鑄采用全保護澆注，過熱度控制在30℃以內，以拉速0.9-1.2m/min澆注。

所述的全鐵水冶煉工藝是指：電爐少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量最大可達到100%；

所述的高拉碳工藝是指為減少碳粉加入量及降低鋼材原始氧化性，終點碳含量控制在0.40-0.70％，出鋼采用鋁脫氧，偏心底出鋼；

所述的高堿度低氧化性渣精煉是指精煉爐渣堿度R為4.0-6.0，TFe≤1.0。

本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，需進行傳統電爐技術改造，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強度。

本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，軋制工藝根據高線棒材車間設備條件，控制開軋溫度1050-1100℃，終軋溫度900-950℃。同時為防止軋材冷卻過快產生熱應力，要求冷床采用快移的方式，移動到冷剪處分段剪切。

本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，為釋放軋材中的氫及軋制過程產生的應力，預防白點缺陷產生，需要進行軋材緩冷，要求控制剪切溫度在400℃-500℃之間，迅速入緩冷坑緩冷，緩冷時間24-48h，待軋材溫度降低到室溫后出庫發貨。

采用該工藝生產的高碳鉻軸承鋼鋼種為GCr15，產品規格為φ20～φ80mm，通過采用全鐵水冶煉工藝，生產成本低，鋼材純凈度高，氧含量可以控制在6-12ppm，碳化物帶狀及碳化物液析平均1.0級，各項指標滿足GB18254-2002的標準要求。

具體實施方式