[發明專利]一種GCr15軸承鋼小方坯的生產方法

有效

• 申請號: 201410811222.1
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104561730A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 潘貽芳;李炳一;張炯明;李維;馬立軍
• 申請（專利權）人: 天津鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C5/35;C21C7/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉的工藝技術領域，特別是涉及一種GCr15軸承鋼小方坯的生產方法。

背景技術

隨著我國汽車工業的發展和社會的進步，軸承鋼等高附加值的產品需求越來越大，這些產品對鋼中有害元素、夾雜物含量與種類都有非常嚴格的要求，

軸承鋼主要用來制造滾動軸承的零件，它們在工作時承受著高的交變載荷，因此滾動軸承鋼應具有高的硬度、耐磨性和疲勞強度，其中GCr15是一種合金含量較少、具有良好性能、應用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。研究表明，降低鋼中[O]含量可以大幅度提高軸承鋼的疲勞壽命。因此目前仍將鋼中[O]含量控制在超低水平作為改善性能的重要手段。而軸承鋼中夾雜物類型、尺寸和數量對產品的疲勞壽命有顯著的影響。

目前生產GCr15軸承鋼的冶煉工序主要為：轉爐工序，現有冶煉GCr15軸承鋼的轉爐工藝，終點拉碳≥0.09，終渣堿度＞3.0；LF精煉工序，現有LF精煉工序終渣堿度5-7；VD工序，軟吹時間5min，但不采用破空后鎮靜；連鑄工序，結晶器電磁攪拌電流400A、頻率2.5Hz，并采用高拉速強冷工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，在提高鋼水碳含量下，通過轉爐冶煉鋼水的溫度及控制，使成品總氧量小于10ppm，通過優化轉爐冶煉、精煉和連鑄等工序，提出一種GCr15軸承鋼小方坯的生產方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種GCr15軸承鋼小方坯的生產方法，包括如下步驟：

(1)鐵水預處理：選用滿足要求的鐵水，進行鐵水預處理脫硫，要求入爐鐵水[S]≤0.02％；

(2)頂底復吹轉爐：采用雙渣法，前期合理調整槍位，采用450-500nm³/h大底吹攪拌，保證爐渣的熔化情況良好，中后期采用250-300nm³/h中等強度底吹，防止爐渣返干，終點高拉碳和擋渣操作，碳含量控制在0.1％-0.3％，紅包出鋼，出鋼溫度1610-1640℃；

(3)LF精煉：鋼水進站后，加脫氧劑，迅速給電造白渣，分兩批補加CaO，視爐渣流動性用鋁礬土調整；

(4)VD真空脫氣：采用67Pa高真空處理時間15min，采用軟吹模式，真空處理后，取鋼樣和渣樣，弱攪拌時間20-30min，嚴禁裸露鋼液面，真空處理結束，殘鋁含量要求Als＞0.010％，鋼水出站前，鎮靜5分鐘，取渣樣，取鋼樣分析鋼中的N和T[O]，出站前不做Ca處理；

(5)連鑄工序：控制鋼水過熱度不大于30℃，1500-1505℃澆注，中包溫度≤1481℃，控制鋼中夾雜物，防止低過熱度澆鑄過程的水口結瘤，準確控制連鑄過程中間包鋼水溫度穩定；連鑄工序使用兩級電磁攪拌；弱冷低拉速澆鑄；澆注后期，嚴禁鋼包下渣；

(6)鑄坯加熱工序：保證充足的加熱時間及加熱溫度，保證鑄坯加熱均勻，碳化物充分溶解；

(7)高壓水除鱗：利用高壓水的機械沖擊力來除去鑄坯表面的氧化鐵皮；

(8)軋制工序：控制進精軋溫度及吐絲溫度，確保晶粒細小，通條均勻；

(9)后處理：采用斯太爾摩生產線風冷,得到成品。

所述步驟(2)中，終渣堿度2.9-3.4，終點鋼渣中鐵含量在13％-18％之間，擋渣塞和擋渣錐聯合擋渣，嚴格控制鋼包內下渣厚度＜50mm。

所述步驟(2)中，控制鋼水中溶解氧[O]_溶,采用高拉碳，有效避免強脫氧劑鋁、碳粉的加入量，增加合金收得率。

所述步驟(3)中，終渣R₂在7-9，終渣成分：CaO＝50-60％，SiO₂<10％，Al₂O₃＝25-30％，MgO＝5-8％。

所述步驟(3)中脫氧劑采用鋁粒、碳化硅、FeSi粉和電石中的一種。

所述步驟(4)中軟吹時間在30min以上。

所述步驟(5)中弱冷低拉速澆鑄，比水量為0.65L/kg，拉速為1.6m/min。

所述步驟(5)中采用兩級電磁攪拌，結晶器電磁攪拌強度350A、2H_Z；末端電磁攪拌強度500A、12H_Z。

所述步驟(6)中鑄坯加熱工序，加熱爐加熱段溫度：1140-1160℃，均熱段溫度：1220-1250℃，出鋼溫度：1080-1100℃；加熱段加熱時間：70-100min，均熱段加熱時間70-100min。