[發(fā)明專(zhuān)利]一種有利于控制夾雜物的軸承鋼冶煉工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710095035.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106811577A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永生;桂仲林;劉宇;騰力宏;趙陽(yáng);王海洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中天鋼鐵集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21C7/064
• 分類(lèi)號(hào): C21C7/064;C21C7/04;C21C7/10;B22D41/02;B22D11/111
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)32258
• 代理人: 鄭云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煉鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有利于控制夾雜物的軸承鋼冶煉工藝。

背景技術(shù)

軸承的工作特點(diǎn)是承受強(qiáng)沖擊和交變載荷，要求軸承鋼應(yīng)具備、均勻硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強(qiáng)度等性能。為滿足為以上性能，對(duì)軸承鋼的成分均勻性、潔凈度水平(夾雜物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、類(lèi)型、尺寸、分布)都提出了很多的要求。潔凈度和組織均勻性是影響軸承疲勞壽命的2個(gè)最重要因素，鋼中氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)從40ppm降低到5ppm，軸承鋼的疲勞壽命可提高30倍，各廠也把氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)作用評(píng)價(jià)軸承鋼質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，國(guó)外先進(jìn)鋼鐵企業(yè)(瑞典SKF、日本山陽(yáng)、神戶、大同)目前可將鋼中全氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定控制在5ppm以下。但即使相同全氧條件下，夾雜物的形態(tài)特征、尺寸分布的差異同樣對(duì)軸承鋼疲勞壽命影響非常大，控制夾雜物類(lèi)型和形態(tài)是降低鋼液全氧質(zhì)量分析、提高鋼液潔凈度的同時(shí)需要考慮的另外一個(gè)重要問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)外鋼廠冶煉軸承鋼的基本工藝路線為轉(zhuǎn)爐(電爐)→精煉→RH(VD)→連鑄，傳統(tǒng)冶煉工藝思路存在以下弊端：(1)煉鋼全過(guò)程采用Al脫氧獲是較低的T.[O]，同時(shí)配以高堿度渣來(lái)吸附夾雜物，通過(guò)Al與自由氧反應(yīng)、Al與精煉渣、鋼包內(nèi)襯反應(yīng)產(chǎn)生不變形的Al₂O₃類(lèi)和MgO·Al₂O₃類(lèi)夾雜物，甚至大顆粒的DS類(lèi)，此類(lèi)不變形夾雜物是軸承鋼疲勞壽命的重要影響因素；(2)初煉出鋼和精煉過(guò)程加Al，產(chǎn)生絮狀的脫氧產(chǎn)物Al₂O₃，無(wú)法上浮被頂渣吸附的Al₂O₃會(huì)堵塞水口，導(dǎo)致連鑄液面波動(dòng)卷渣，嚴(yán)重時(shí)鑄流結(jié)死而無(wú)法澆鑄，堵塞水口的絮流產(chǎn)物，在澆鑄過(guò)程也會(huì)隨機(jī)剝落，導(dǎo)致軋材在探傷時(shí)報(bào)警。另外，為了防止水口結(jié)瘤，很多廠家在軟吹前會(huì)喂入BaSi線對(duì)夾雜物進(jìn)行變性，但如果喂線變性不當(dāng)會(huì)額外產(chǎn)生含Ba類(lèi)夾雜物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有冶煉技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種有利于控制夾雜物的軸承鋼冶煉工藝，冶煉過(guò)程主要用Si來(lái)代替Al脫氧，通過(guò)合適的頂渣堿度變化實(shí)現(xiàn)夾雜物塑性化，避免出現(xiàn)D(粗)和DS類(lèi)夾雜物，同時(shí)B類(lèi)夾雜物控制在≤0.5級(jí)，該工藝生產(chǎn)的軸承鋼，化學(xué)成分滿足軸承鋼國(guó)標(biāo)要求，軋材T[O]小于10ppm，

具體操作方案為：

(1)鐵水經(jīng)KR脫硫工序，脫硫后扒去脫硫渣，控制入轉(zhuǎn)爐鐵水中S質(zhì)量含量≤0.003％，

扒去脫硫渣時(shí)，更換新扒渣板保證扒渣效果；

(2)轉(zhuǎn)爐內(nèi)兌入經(jīng)過(guò)步驟(1)處理的鐵水、廢鋼，其中廢鋼加入量約占鐵水和廢鋼總量的15％，控制裝入總量138±2噸/爐，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉后，控制出鋼時(shí)間不低于4min，轉(zhuǎn)爐出鋼終點(diǎn)[C]≥0.12％(本申請(qǐng)中的百分?jǐn)?shù)均代表質(zhì)量百分含量，下同)、[P]≤0.13％、鋼水溫度≥1620℃；出鋼過(guò)程中(出鋼1/4時(shí))，開(kāi)始依次加入高純硅100kg/爐、低氮增碳劑、合金(低碳錳鐵2kg/t、低鈦低鋁硅鐵1.5kg/t、低鈦高碳鉻鐵20kg/t)、石灰400kg/爐、螢石150kg/爐，控制轉(zhuǎn)爐到精煉第一樣成分(轉(zhuǎn)爐出鋼后剛進(jìn)入到精煉爐中的鋼水成分)中，C：0.60～0.70％、Si：0.15～0.20％、Mn：0.28～0.35％，

其中，合金的選擇非常重要，因?yàn)楹辖鹬泻械腫Ti]和[Al]是不變形夾雜物的重要來(lái)源，需嚴(yán)格控制，

換出鋼口后，前兩爐不得冶煉該鋼種，

通過(guò)轉(zhuǎn)爐裝入量的控制，確保鋼包凈空300-500mm，以免鋼包凈空太低，RH真空處理時(shí)會(huì)溢鋼，

作為優(yōu)選：使用雙檔出鋼，減少轉(zhuǎn)爐下渣污染鋼水，

出鋼時(shí)接收鋼水的鋼包使用高鎂低鋁質(zhì)內(nèi)襯鋼包，冶煉前安排硬線鋼洗包3次以上，確保鋼包包底清理干凈、不得有冷鋼，鋼包引流砂使用真空鋼專(zhuān)用引流砂，保證鋼水質(zhì)量和大包自開(kāi)；

(3)精煉前期補(bǔ)加石灰200kg/爐，視渣況使用適量螢石調(diào)渣；渣面脫氧使用高純硅160kg/爐，精煉過(guò)程中補(bǔ)加石英砂200-300kg/爐變?cè)?/p>

具體為：變?cè)叭≡鼧樱源_保變?cè)霸鼔A度控制在1.7-2.0(目標(biāo)1.8)，變?cè)鼤r(shí)間確保大于10min；出鋼前取終渣樣，終渣堿度控制在1.15-1.3，

精煉前期盡快將溫度升高，防止后期加石英砂后埋弧效果差而導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間送電升溫，精煉過(guò)程中調(diào)整成分時(shí)采用低氮增碳劑、低錳低鈦低鋁硅鐵，低鈦高碳鉻鐵或低碳鉻鐵，精煉調(diào)渣結(jié)束定氧，如果精煉調(diào)渣結(jié)束時(shí)[O]太高，加入一些渣料如石灰進(jìn)行脫氧，目標(biāo)氧含量≤10ppm；