[發(fā)明專(zhuān)利]控制軸承鋼中脆性?shī)A雜物的精煉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610830672.4
• 申請(qǐng)日: 2016-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106399640B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 逯志方;張治廣;馬富平;蘇慶林;趙錚錚;修建軍;姬旦旦;黃翠環(huán);王秋坤;李富偉;劉志勇;閻麗珍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 邢臺(tái)鋼鐵有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21C7/10
• 分類(lèi)號(hào): C21C7/10;C21C7/06
• 代理公司: 石家莊冀科專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種控制軸承鋼中脆性?shī)A雜物的精煉方法。

背景技術(shù)

高碳鉻軸承鋼常用來(lái)制造滾珠、滾柱和軸承套圈等零部件，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)軸承的壽命、穩(wěn)定性和可靠性等提出了更高的要求，然而軸承鋼中的夾雜物破壞了基體的連續(xù)性并產(chǎn)生應(yīng)力集中，成為軸承剝落的裂紋源，對(duì)軸承的性能尤其是接觸疲勞壽命有極大的影響。

依據(jù)GB/T 10561-2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法》，鋼中常見(jiàn)的夾雜物根據(jù)其形態(tài)和分布，分為A、B、C、D、Ds五大類(lèi)。其中A類(lèi)（硫化物類(lèi)）、C類(lèi)（硅酸鹽類(lèi)）通常具有高的延展性，而B(niǎo)類(lèi)（氧化鋁類(lèi)）、D類(lèi)（球狀氧化物類(lèi)）、Ds類(lèi)（單顆粒球狀類(lèi)）由于與基體的熱膨脹系數(shù)差別大，在軋制過(guò)程中不變形，這些夾雜物通常稱(chēng)為脆性非金屬夾雜物（脆性?shī)A雜物）。在壓力加工過(guò)程中，這些脆性?shī)A雜物的周?chē)鷷?huì)形成空隙，成為主要的裂紋來(lái)源，對(duì)鋼材疲勞壽命的影響較大。因此要嚴(yán)格控制鋼中脆性非金屬夾雜物的數(shù)量及分布。

鋼中脆性?shī)A雜物的類(lèi)型、尺寸及分布與精煉渣系的組成、造渣工藝制度以及過(guò)程操作控制等密切相關(guān)。例如，日本山陽(yáng)特鋼為控制鋼中脆性非金屬夾雜物的數(shù)量及尺寸，采用高堿度精煉渣大幅降低鋼中氧含量，同時(shí)在RH處理過(guò)程中采取措施防止鋼渣進(jìn)入真空室，實(shí)現(xiàn)了真空室無(wú)渣冶煉，使得鋼中非金屬夾雜物尺寸≤12um；但該方法對(duì)精煉過(guò)程控制非常嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)鋼廠采用該工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)其夾雜物控制效果。

瑞典SKF為控制鋼中脆性非金屬夾雜物的數(shù)量及尺寸，采用低堿度渣精煉，消除了含CaO的Ds類(lèi)夾雜物，同時(shí)對(duì)Al₂O₃夾雜也有較強(qiáng)的吸附能力；但其優(yōu)異的脫氧能力及夾雜物控制能力是在精煉過(guò)程采用電磁和吹氬雙重?cái)嚢韫に囅聦?shí)現(xiàn)的，國(guó)內(nèi)鋼廠精煉過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋼包電磁攪拌。

公開(kāi)號(hào)CN1621538A公開(kāi)了一種減少和細(xì)化高碳鉻軸承鋼D類(lèi)夾雜物的生產(chǎn)方法，其通過(guò)在LF工序采用高堿度渣脫氧脫硫，在VD工序采用低堿度渣減少精煉渣中自由CaO含量的變?cè)珶捁に嚕欢ǔ潭壬蠝p少并細(xì)化了鋼中的D類(lèi)夾雜物；但該工藝需在VD工序扒渣處理且需在鋼液中加入低堿度合成渣，對(duì)過(guò)程溫度控制帶來(lái)較大負(fù)擔(dān)，增加了生產(chǎn)成本，并且該工藝不適合RH真空爐設(shè)備。

公開(kāi)號(hào)CN101962702A公開(kāi)了一種控制鋼中非金屬夾雜物的方法，其在LF精煉結(jié)束和RH真空處理結(jié)束分別進(jìn)行鈣處理和軟吹，以控制鑄坯中的非金屬夾雜物類(lèi)型；該方法可大幅降低鋼中鈣鋁酸鹽類(lèi)脆性非金屬夾雜物，但該方法需對(duì)鋼水進(jìn)行變性處理（鈣處理），這在軸承鋼生產(chǎn)中是被禁止的。

公開(kāi)號(hào)CN104087719A公開(kāi)了一種高碳軸承鋼的冶煉工藝，其通過(guò)調(diào)整渣料及脫氧劑加入，得到高精度精煉渣，堿度值6～9。該工藝脫硫、脫氧效果較好，同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格控制過(guò)程鋼液Al的含量及渣中CaO/Al₂O₃控制鋼中D類(lèi)夾雜物的含量；但該工藝與日本山陽(yáng)特鋼相似，沒(méi)有嚴(yán)格的控制及RH真空室無(wú)渣操作，難易有效控制鋼中脆性非金屬夾雜物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、易控的控制軸承鋼中脆性?shī)A雜物的精煉方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：其包括LF精煉和RH精煉工序，所述LF精煉工序：包括出鋼合金化到LF處理位預(yù)脫氧成渣過(guò)程和LF處理過(guò)程；

所述出鋼合金化到LF處理位預(yù)脫氧成渣過(guò)程：轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水溫度1600～1650℃；出鋼后期加入精煉渣7～10kg/t，所述精煉渣為高堿度低熔點(diǎn)精煉渣；出鋼過(guò)程鋼包底吹氬氣流量控制2.5～3.5NL/min?t；出鋼末期進(jìn)行擋渣操作，加入鋁粒20～40kg；出鋼結(jié)束到LF精煉過(guò)程期間控制鋼包底吹氬氣流量0.15～0.35L/min?t；

所述LF處理過(guò)程：LF處理過(guò)程控制鋼包底吹氬氣流量2.5～5.0L/min?t；LF處理前期加入鋁粒30～50kg；LF處理中期，加入石英30～50kg和石灰200～400kg；LF處理中后期，采用中低堿度精煉渣。

本發(fā)明所述出鋼合金化到LF處理位預(yù)脫氧成渣過(guò)程，高堿度低熔點(diǎn)精煉渣主要成分的重量含量為：CaO 45～60%、SiO₂≤3%、Al₂O₃ 35～45%。

本發(fā)明所述出鋼合金化到LF處理位預(yù)脫氧成渣過(guò)程，擋渣操作為使用滑板擋渣控制轉(zhuǎn)爐下渣量≤3kg/t。