專利名稱：減少和細化高碳鉻軸承鋼d類夾雜物的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)軸承鋼夾雜物的控制方法，尤其是指控制(減少和細化)高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法。
背景技術：
高碳鉻軸承鋼的清潔度與軸承的疲勞壽命(軸承的主要破壞形式為疲勞剝落，鋼中的夾雜物是引起疲勞剝落的主要原因。軸承的疲勞壽命一般由鋼中夾雜物的形態(tài)、尺寸、數量和分布均勻程度所決定。)息息相關。近年來，隨著經濟的快速發(fā)展，軸承生產及使用部門要求生產出純凈度更高的軸承鋼以滿足軸承輕量化、長壽化的需求。
長期以來，冶金工作者一直把氧含量作為衡量評價軸承鋼純凈度的重要依據(隨著鋼中氧含量的降低，軸承的疲勞壽命可以成倍提高。在相當長的一段時間里，國內外軸承鋼生產企業(yè)，都致力于不斷降低鋼中氧含量。)。目前，軸承鋼國家標準中的氧含量水平([O]≤0.0015％，就是15×10-6，也就是15ppm)，對大多數軸承鋼生產企業(yè)來說，已經不成為問題。當氧含量達到≤10ppm的水平后，對軸承鋼純凈度的進一步提高出現了兩種不同的傾向(A)以山陽為代表的日本軸承鋼生產廠仍然在為更低的氧含量而努力，超純軸承鋼的氧含量已能控制在3～5ppm，國內部分特鋼企業(yè)也已能控制在6～7ppm，同時鈦含量也降低至≤15ppm的水平(專利號為ZL01132236.5的一種超純高碳鉻軸承鋼的冶煉生產方法，其特點是氧含量≤7ppm、鈦含量≤12ppm，專利權人寶鋼集團上海五鋼公司)；(B)以SKF為代表的歐美企業(yè)則更重視夾雜物的尺寸、數量和性質要求尺寸小，數量少，可變形。實驗證明當鋼中的氧含量≤8ppm時，進一步降低氧含量，軸承的疲勞壽命并不依反比例上升，而與夾雜物的尺寸、數量、性質和分布有關。
從軸承鋼中各類夾雜物對疲勞壽命的危害程度來看危害最大的是球狀的氧化物夾雜(氧化物球狀夾雜主要是mCaO·nAl2O3，單一的Al2O3夾雜是長條狀)，這是由于球狀的氧化物夾雜與基體的熱膨脹系數差別大，在軋制過程中不變形，夾雜物的周圍會形成空隙，成為主要的裂紋來源；因此，要減少球狀的氧化物的數量和尺寸，最重要的是要減少夾雜物中Ca的含量。研究表明夾雜物中的鈣主要來源于精煉頂渣中的自由CaO含量(高堿度的頂渣CaO含量高，低堿度的頂渣CaO含量低)。在VD過程的真空(真空度≤67Pa)條件下，軸承鋼中的C元素(該類軸承鋼成品中的C含量約1％)可還原渣中的CaO，即存在如下反應，被還原出來的Ca與鋼液中的Al和O結合會生成主要為mGaO·nAl2O3的球狀氧化物；若Ca與鋼液中的S結合，會生成變形能力差、長/寬≤5的橢球狀CaS夾雜物)。因此，在LF/VD的精煉條件下，鋼渣混合充分，精煉渣(LF或VD過程的精煉渣，尤其是VD過程的精煉渣)的組成可直接影響鋼中的夾雜物的性質、成分和尺寸。
目前，在高碳鉻軸承鋼的電爐生產方法中，世界上典型的先進工藝有兩條一是以瑞典SKF為代表的LF鋼包精煉工藝，EAF-LF(ASEA)/VD-IC(在瑞典SKF Ovaco廠，鋼水從EAF爐進入鋼包后，先用扒渣機將氧化渣扒除，ASEA鋼包精煉后還可采用換渣操作將高堿度的頂渣扒除，換成低堿度頂渣。)；二是以日本山陽為代表的的RH鋼包精煉工藝EAF-LF/RH-CC(山陽廠的RH鋼包精煉工藝，是將部分鋼液提升到真空室進行脫氣處理，鋼水與頂渣沒有混合攪拌的過程。雖然采用高堿度渣，但頂渣成分對軸承鋼夾雜物影響不大。)。而國內軸承鋼生產廠，受冶金設備和技術的限制，大多數采用EAF(電爐)—包底吹氬的LF(鋼包精煉爐)/VD(真空脫氣精煉爐)-IC(鋼液模鑄)/CC(鋼液連鑄)工藝，LF/VD精煉過程采用單渣法，為同時完成脫氧和脫硫任務，均采用高堿度(R＝4～7)的精煉頂渣(電爐冶煉工藝中，脫硫的任務主要在出鋼過程和鋼包爐中完成。根據熔渣的分子理論，頂渣中的CaO和SiO2可結合生成三種分子鍵化合物CaO·SiO2、2CaO·SiO2和3CaO·SiO2。其中CaO·SiO2和2CaO·SiO2為穩(wěn)定的化合物，3CaO·SiO2為不穩(wěn)定化合物，即容易分解為2CaO·SiO2和CaO。因此，要減少熔渣中的自由CaO含量，就要將熔渣中的CaO和SiO2的比例(堿度R)控制在≤2.8(3CaO/SiO2＝3×56/60＝2.8)，最好控制在1.9(2CaO/SiO2＝2×56/60＝1.9)的范圍內；但當渣中不存在自由CaO時，就不能產生如下反應，精煉頂渣就沒有了脫硫能力，也就是說，過低的頂渣堿度脫硫能力差。)，因此，控制球狀夾雜物和脫硫(所有的產品標準都對鋼中硫的含量有明確的限制規(guī)定，在冶煉過程中達不到規(guī)定就不能進入下道工序，而夾雜物的性質和狀態(tài)在冶煉過程中是無法了解的。)就發(fā)生了矛盾，故絕大多數的軸承鋼生產廠家采用高堿度頂渣(自由CaO含量高)精煉。
因此，國內軸承鋼生產廠制造的高碳鉻軸承鋼，其球狀氧化物的生成是無法避免的(以SKF公司要求評級，目前我國軸承鋼D類夾雜物的實際水平是D細＝2.0～2.5級；D粗＝0.5～1.0級；Dmax＝35～50μm。)，到目前為止，我國還沒有一家軸承鋼生產企業(yè)獲得世界著名的軸承制造商瑞典SKF公司的完全認可(SKF公司D33-1軸承鋼標準，同一品種的普通3S鋼號和高水平Grade 3鋼號中，對軸承鋼D類夾雜物的評級提出明確規(guī)定，不僅將夾雜物性質的評級范圍擴大到長/寬≤5的橢球狀氧化物、氮化鈦和硫化物；還對球狀夾雜物的級別和尺寸提出限制要求3S要求D細≤1.0級，D粗≤1.0級；Grade 3要求D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Dmax≤27μm，Dmax≤27μm恒等于Ds≤1.0級)。在經濟全球化的今天，獲得SKF公司的認可是軸承鋼進入海外市場和國內外資公司的重要途徑。

發(fā)明內容
本發(fā)明開發(fā)一種減少和細化高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法，通過電爐初煉的出鋼用鋁沉淀預脫氧、鋼包爐精煉的LF工位Fe-Si粉擴散渣脫氧和真空爐精煉的VD工位真空碳脫氧的綜合脫氧工藝，同時在LF工位采用高堿度渣脫硫，在VD工位采用低堿度渣減少渣中自由CaO的新精煉工藝，將成品鋼液的氧含量、鈦含量、硫含量分別控制在≤0.0015％、≤0.0030％、≤0.015％的范圍內，減少并細化高碳鉻軸承鋼中的D類夾雜物，達到SKF公司Grade3的要求(D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Dmax≤27μm)。
本發(fā)明提供的減少和細化高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法，其特征在于采用四步法冶煉工藝流程電爐初煉鋼液；底吹氬鋼包爐精煉；真空爐脫氣；模鑄或連鑄。
第一步，在EBT型(EBT就是偏心底出鋼技術)電爐(EAF)中進行鋼液初煉(1)初煉爐鋼鐵料配比廢鋼70～80％，優(yōu)質生鐵20～30％；確?；錝≤0.040％；(2)在電爐中，通電熔化金屬原材料，輸入氧氣加速熔化若二次加料，第一籃進料后送電3～8分鐘后吹氧助熔，送電15～20分鐘后進第二籃料；若一次加料，送電5～20分鐘后吹氧助熔；(3)當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，泡沫渣高度為500～700mm，升溫，脫碳，保護爐墻；按常規(guī)操作及時流渣并補加石灰，確保出鋼時的磷含量≤0.012％、鈦含量≤0.0005％(確保成品鋼液的鈦含量≤0.0030％)；(4)當鋼液成分到達要求，鋼液溫度為1630～1650℃時，采用留鋼留渣方式出鋼留鋼量為總出鋼量的7～13％，出渣量為總渣量的5～20％；(5)電爐出鋼時，在鋼包內進行合金化、脫氧操作，并在鋼包內造第一批LF精煉渣當出鋼量達到20～30％時，向鋼包中加入Fe-Si、Fe-Mn、Fe-Cr、碳粉分別將Si、Mn、Cr、C調至規(guī)格的中下限；出鋼量達到60～70％時，向鋼包中加入鋁塊(錠)0.5～1.0Kg/t(鋁沉淀預脫氧)；加入石灰7.0～8.5Kg/t，并將常規(guī)工藝的湯道磚改為1～2Kg/t的輕燒鎂球；第二步，在容量與電爐相匹配的鋼包精煉爐(LF)上，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物(1)烘烤后的鋼包，包襯暗紅以上，包襯無嚴重損壞，包內無冷鋼；鋼包在電爐出鋼前3分鐘到達出鋼工位，到位后打開氬氣；(2)盛有高溫鋼液的鋼包爐進入LF工位后，通電加熱，在鋼包爐精煉內全程進行底吹氬精煉鋼液；(3)鋼包爐精煉過程中，控制透氣磚的氬氣流量，以鋼液不裸露渣面為準；升溫化渣；頂渣熔化呈液態(tài)時，分2～3批加入高堿度渣料渣料總量為石灰1.0～1.5Kg/t(常規(guī)工藝為3～5Kg/t)、螢石1.0～2.0Kg/t(常規(guī)工藝不加)；同時鋼包渣面分2～3批加入Fe-Si粉進行頂渣的鋼液擴散脫氧，Fe-Si粉加入總量是0.7～1.0Kg/t，不喂鋁線(常規(guī)工藝喂鋁線0.2～0.4Kg/t)；溫度達到1550～1560℃時，取樣調整成分；當成分調整至規(guī)格中限，溫度達到1590～1600℃時，加入矽石2.0～2.5Kg/t(降低頂渣堿度，使鋼液在VD爐精煉時的頂渣堿度≤2.5)，送電熔化3～5分鐘后，將鋼包吊入VD工位；第三步，在容量與電爐匹配的真空爐(VD)上，對鋼液進行真空處理鋼包吊入VD工位后取樣、喂鋁線0.2～0.5Kg/t(常規(guī)工藝將Al加至0.050％)；合蓋抽真空，控制進泵速度，避免大沸騰導致放氣(常規(guī)工藝進泵速度快，經常放氣)，真空度達到50～140Pa后保持20～25分鐘；破真空后取樣，根據溫度情況軟吹氬(鋼液不裸露)15～20分鐘(常規(guī)工藝無此操作)，達到清洗鋼液的目的；取樣分析，微調C、Mn、Si、Cr等元素至成分規(guī)格中限(在絕大多少情況下，此時的成分已經調整到位)，但無論鋁的成分含量為多少，都不再喂鋁(常規(guī)工藝將鋁調整至0.025％)，以免Al2O3夾雜來不及上浮，殘留在鋼中；溫度達到1500～1510℃，吊包澆鋼；第四步，澆鑄高溫鋼液，模鑄(IC)成合格鋼錠或/和連鑄(CC)成合格鋼坯(I)鋼液模鑄時，采用惰性氣氛全封閉保護模鑄澆鑄(1)常規(guī)鋼液澆鑄溫度液相線溫度+55～65℃，如SKF Grade 3高碳鉻軸承鋼的液相線溫度1450℃，VD工位吊包溫度是1500～1510℃；鋼錠模內壁清潔，無冷鋼殘渣；鋼錠模使用溫度60～80℃；澆注錠型不受限制，但應滿足高碳鉻軸承鋼低倍和碳化物級別需求；(2)模鑄流鋼系統(tǒng)(中注管、湯道)使用的流鋼磚采用鋯質涂層，就是在普通流鋼磚的內壁涂有一層耐高溫(≥1600℃)、耐沖蝕的氧化鋯保護層(以防止流鋼系統(tǒng)沖刷造成低倍夾雜以及流鋼磚中的SiO2被鋼中的Al還原增加鋼中氧含量)；(3)澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注保護裝置是一個耐火材料腔體，上部與鋼包水口下部相通，下部與模鑄中注管上部相通，接通氬氣使鋼流在氬氣密封下自鋼包水口、中注管注入鋼錠模(減少鋼液吸氣和二次氧化)。
(II)高溫鋼液連鑄成合格鋼坯(1)設備準備(A)結晶器內壁銅板無嚴重損傷，不準有滲、漏水現象，角部磨損深度≯1.5mm；(B)結晶器大小應與成品材規(guī)格相匹配用于軸承套圈的鋼材，坯→材的壓縮比＞10；用于軸承滾動體(滾柱和滾針)的鋼材，坯→材的壓縮比＞50；連鑄鋼材不適用于制造軸承滾珠；(C)中間包烘烤溫度1000～1200℃；(2)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，高碳鉻軸承鋼的VD工位吊包溫度是液相線溫度+55～60℃，第一包為液相線溫度+60～65℃，中間包過熱度5～35℃；也就是說，高碳鉻軸承鋼液相線溫度1450℃，VD工位吊包溫度是1505～1510℃(第一包為1510～1515℃)，中間包鋼液溫度1455～1485℃；(3)從大包到結晶器的整個過程中，高溫鋼水始終處于與大氣隔離的保護狀態(tài)大包鋼水到中間包，采用吹氬密封長水口；中間包鋼水到結晶器，采用侵入式水口；中間包和結晶器，用保護渣覆蓋；(4)結晶器和二冷末端，采用電磁攪拌；連鑄坯拉速和各段冷卻水的用量，選擇常規(guī)參數；以去處氣體、夾雜物，均勻成份和溫度，減輕偏析，確保鑄坯的C偏析C/Co≤1.10，等軸晶比≥45％，各類裂紋出現率≤2.5％。
采用惰性氣氛全封閉保護模鑄澆鑄高溫鋼液時，模鑄流鋼系統(tǒng)(中注管、湯道)使用的涂層流鋼磚，耐高溫、耐沖蝕的氧化鋯內壁涂層需烘烤制成，烘烤溫度250～400℃，涂層厚度1～5mm。
和現有技術相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、鋼包爐過程采用單渣法操作，工藝簡單方便；2、裝備和工藝通用性強不須另添加專用設備，凡EBT型電爐，配加相應容量的鋼包爐和真空爐等基本裝備，均能滿足生產需要；
3、LF爐精煉頂渣的高堿度，和VD爐精煉頂渣的低堿度，降低了鋼中硫、鈣含量，既滿足了標準要求，又減少并細化高碳鉻軸承鋼中的D類夾雜物；4、由于減少了用鋁量，使鋼中的Al2O3夾雜明顯減少，由此減少了連鑄侵入式水口的結瘤機率，提高了連鑄爐數，降低了生產成本。
具體實施方案某鋼鐵公司實施本發(fā)明專利方法，采用四步法冶煉工藝流程30～100噸的電弧爐初煉鋼液；相應容量的底吹氬鋼包爐精煉；相應容量的真空爐脫氣；模鑄生產線，成功生產了SKF公司的Grade 3高碳鉻軸承鋼。
第一步，在EBT型電爐中進行鋼液初煉(1)初煉爐鋼鐵料配比廢鋼75％，優(yōu)質生鐵25％；(2)在電爐中，通電熔化金屬原材料，輸入氧氣加速熔化二次加料，第一籃進料后送電熔化，送電5分鐘后吹氧助熔，送電17分鐘后進第二籃料；(3)當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，泡沫渣高度為500～700mm；視鋼中磷含量及時流渣并補加石灰，確保出鋼時的磷含量≤0.012％、鈦含量≤0.0005％；(4)當鋼液成分到達要求，鋼液溫度為1630～1650℃時，采用留鋼留渣方式出鋼留鋼量為總出鋼量的10％，出渣量為總渣量的15％；(5)電爐出鋼時，在鋼包內進行合金化、脫氧操作，并在鋼包內造第一批LF精煉渣當出鋼量達到1/4時，向鋼包中加入Fe-Si、Fe-Mn、Fe-Cr、碳粉分別將Si、Mn、Cr、C調至規(guī)格的中下限；出鋼量達到2/3時，向鋼包中加入鋁塊(錠)0.7Kg/t；加入石灰7.5Kg/t，及1.5Kg/t的輕燒鎂球。
第二步，在容量與電爐相匹配的LF精煉爐上，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物(1)烘烤后的鋼包，包襯暗紅以上，包襯無嚴重損壞，包內無冷鋼殘渣；鋼包在電爐出鋼前3分鐘到達出鋼工位，打開氬氣；(2)盛有高溫鋼液的鋼包爐進入LF工位后，通電加熱，在鋼包爐精煉內全程進行底吹氬精煉鋼液；(3)鋼包爐精煉過程中，控制透氣磚的氬氣流量，以鋼液不裸露渣面為準；升溫化渣；頂渣熔化呈液態(tài)時，分3批加入高堿度渣料，渣料總量是石灰1.25Kg/t、螢石1.50Kg/t；同時鋼包渣面分2批加入Fe-Si粉進行頂渣的鋼液擴散脫氧，Fe-Si粉加入總量是0.88Kg/t；溫度達到1550～1560℃時，取樣調整成分；當成分調整至規(guī)格中限，溫度達到1590～1600℃時，加入矽石2.25Kg/t，送電熔化4分鐘，將鋼包吊入VD工位。
第三步，在容量與電爐匹配的真空爐(VD)上，對鋼液進行真空處理鋼包吊入VD工位后取樣、喂鋁線0.3Kg/t；合蓋抽真空，控制進泵速度，避免大沸騰導致放氣；真空度達到0.5乇(66.7Pa)后保持20分鐘；破真空后取樣，根據溫度情況，軟吹氬(鋼液不裸露)15～20分鐘，達到清洗鋼液的目的；取樣分析，微調C、Mn、Si、Cr等元素至成分規(guī)格中限，但無論鋁的成分含量為多少，都不再喂鋁；溫度達到1500～1510℃，吊包澆鋼。
第四步，澆鑄高溫鋼液，模鑄成合格鋼錠或/和連鑄成合格鋼坯(I)鋼液模鑄時，采用惰性氣氛全封閉保護模鑄澆鑄(1)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，如SKFGrade3高碳鉻軸承鋼的VD工位吊包溫度是1500～1510℃；鋼錠模內壁清潔，無冷鋼殘渣；鋼錠模使用溫度60～80℃；澆注錠型不受限制，但應滿足高碳鉻軸承鋼低倍和碳化物級別需求；(2)模鑄流鋼系統(tǒng)使用的流鋼磚采用鋯質涂層，就是在普通流鋼磚的內壁涂有一層耐高溫(≥1600℃)、耐沖蝕的氧化鋯保護層，氧化鋯內壁涂層需250～400℃溫度烘烤制成，厚度1～5mm；(3)澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注保護裝置是一個耐火材料腔體，上部與鋼包水口下部相通，下部與模鑄中注管上部相通，接通氬氣使鋼流在氬氣密封下自鋼包水口、中注管注入鋼錠模。(II)高溫鋼液連鑄成合格鋼坯(1)設備準備(A)結晶器內壁銅板無嚴重損傷，不準有滲、漏水現象，角部磨損深度≯1.5mm；(B)結晶器大小應與成品材規(guī)格相匹配用于軸承套圈的鋼材，坯→材的壓縮比＞10；用于軸承滾動體的鋼材，坯→材的壓縮比＞50；連鑄鋼材不適用于制造軸承滾珠；(C)中間包烘烤溫度1000～1200℃；(2)鋼液澆鑄溫度，VD工位吊包溫度是1505～1510℃(第一包為1510～1515℃)，中間包過熱度≤35℃；(3)從大包到結晶器的整個過程中，高溫鋼水始終處于與大氣隔離的保護狀態(tài)大包鋼水到中間包，采用吹氬密封長水口；中間包鋼水到結晶器，采用侵入式水口；中間包和結晶器，用保護渣覆蓋；(4)結晶器和二冷末端，采用電磁攪拌；連鑄坯拉速和各段冷卻水的用量，選擇常規(guī)參數。
實施本發(fā)明專利方法生產的8爐600噸SKF Grade 3鋼號的高碳鉻軸承鋼，鋼中的氧含量≤0.0015％、鈦含量≤0.0030％、硫含量≤0.015％，不僅減少了脫氧用鋁量(噸鋼可節(jié)約成本25.3元)，更重要的是解決了鋼液精煉的球狀夾雜物控制和脫硫工序的技術矛盾，大大減少了渣中自由CaO的含量，使成品鋼坯、鋼材(模鑄后的鋼錠按常規(guī)工藝，熱加工軋制開坯，軋制成材)質量符合SKF公司的D33-1標準(高水平Grade3鋼號代碼B10101)要求，鋼坯熔檢樣和鋼材按常規(guī)標準取樣、熱處理，使用Strurers Abraplan-2型自動磨樣機制樣，在100倍下觀測評級，D類夾雜物滿足D細≤1.0級、D粗≤0.5級、Dmax≤27μm；達到SKF公司(國外先進水平)的要求。
權利要求
1.減少和細化高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法，其特征在于采用四步法冶煉工藝流程，電爐初煉鋼液；底吹氬鋼包爐精煉；真空爐脫氣；模鑄或連鑄第一步，在EBT型電爐中進行鋼液初煉(1)初煉爐鋼鐵料配比廢鋼70～80％，優(yōu)質生鐵20～30％；確保化清S≤0.040％；(2)在電爐中，通電熔化金屬原材料，輸入氧氣加速熔化若二次加料，第一籃進料后送電3～8分鐘后吹氧助熔，送電15～20分鐘后進第二籃料；若一次加料，送電5～20分鐘后吹氧助熔；(3)當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，泡沫渣高度為500～700mm，升溫，脫碳，保護爐墻；按常規(guī)操作及時流渣并補加石灰，確保出鋼時的磷含量≤0.012％、鈦含量≤0.0005％；(4)當鋼液成分到達要求，鋼液溫度為1630～1650℃時，采用留鋼留渣方式出鋼留鋼量為總出鋼量的7～13％，出渣量為總渣量的5～20％；(5)電爐出鋼時，在鋼包內進行合金化、脫氧操作，并在鋼包內造第一批LF精煉渣當出鋼量達到20～30％時，向鋼包中加入Fe-Si、Fe-Mn、Fe-Cr、碳粉分別將Si、Mn、Cr、C調至規(guī)格的中下限；出鋼量達到60～70％時，向鋼包中加入沉淀預脫氧的鋁塊0.5～1.0Kg/t；加入石灰7.0～8.5Kg/t、1～2Kg/t的輕燒鎂球；第二步，在容量與電爐相匹配的LF鋼包精煉爐上，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物(1)烘烤后的鋼包，包襯暗紅以上，包襯無嚴重損壞，包內無冷鋼；鋼包在電爐出鋼前3分鐘到達出鋼工位，到位后打開氬氣；(2)盛有高溫鋼液的鋼包爐進入LF工位后，通電加熱，在鋼包爐精煉內全程進行底吹氬精煉鋼液；(3)鋼包爐精煉過程中，控制透氣磚的氬氣流量，以鋼液不裸露渣面為準；升溫化渣；頂渣熔化呈液態(tài)時，分2～3批加入高堿度渣料渣料總量為石灰1.0～1.5Kg/t、螢石1.0～2.0Kg/t；同時鋼包渣面分2～3批加入Fe-Si粉進行頂渣的鋼液擴散脫氧，Fe-Si粉加入總量是0.7～1.0Kg/t，不喂鋁線；溫度達到1550～1560℃時，取樣調整成分；當成分調整至規(guī)格中限，溫度達到1590～1600℃時，加入矽石2.0～2.5Kg/t，送電熔化3～5分鐘后，將鋼包吊入VD工位；第三步，在容量與電爐匹配的VD真空爐上，對鋼液進行真空處理鋼包吊入VD工位后取樣、喂鋁線0.2～0.5Kg/t；合蓋抽真空，控制進泵速度，避免大沸騰導致放氣，真空度達到50～140Pa后保持20～25分鐘；破真空后取樣，根據溫度情況，軟吹氬15～20分鐘清洗鋼液，以鋼液不裸露為準；取樣分析，微調C、Mn、Si、Cr等元素至成分規(guī)格中限，但無論鋁的成分含量為多少，都不再喂鋁；溫度達到1500～1510℃，吊包澆鋼；第四步，澆鑄高溫鋼液，模鑄成合格鋼錠或/和連鑄成合格鋼坯(I)鋼液模鑄時，采用惰性氣氛全封閉保護模鑄澆鑄(1)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，VD工位吊包溫度是液相線溫度+55～65℃；鋼錠模內壁清潔，無冷鋼殘渣；鋼錠模使用溫度60～80℃；澆注錠型不受限制，但應滿足高碳鉻軸承鋼低倍和碳化物級別需求；(2)模鑄流鋼系統(tǒng)的中注管、湯道，使用的流鋼磚采用鋯質涂層，就是在普通流鋼磚的內壁涂有一層耐1600℃高溫、耐沖蝕的氧化鋯保護層；(3)澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注保護裝置是一個耐火材料腔體，上部與鋼包水口下部相通，下部與模鑄中注管上部相通，接通氬氣使鋼流在氬氣密封下自鋼包水口、中注管注入鋼錠模，減少鋼液吸氣和二次氧化；(II)高溫鋼液連鑄成合格鋼坯(1)設備準備(A)結晶器內壁銅板無嚴重損傷，不準有滲、漏水現象，角部磨損深度≯1.5mm；(B)結晶器大小應與成品材規(guī)格相匹配用于軸承套圈的鋼材，坯→材的壓縮比＞10；用于軸承滾動體的鋼材，坯→材的壓縮比＞50；連鑄鋼材不適用于制造軸承滾珠；(C)中間包烘烤溫度1000～1200℃；(2)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，VD工位吊包溫度是液相線溫度+55～60℃，第一包為液相線溫度+60～65℃，中間包過熱度5～35℃；也就是說，高碳鉻軸承鋼液相線溫度1450℃，VD工位吊包溫度是1505～1510℃，第一包為1510～1515℃，中間包鋼液溫度1455～1485℃；(3)從大包到結晶器的整個過程中，高溫鋼水始終處于與大氣隔離的保護狀態(tài)大包鋼水到中間包，采用吹氬密封長水口；中間包鋼水到結晶器，采用侵入式水口；中間包和結晶器，用保護渣覆蓋；(4)結晶器和二冷末端，采用電磁攪拌；連鑄坯拉速和各段冷卻水的用量，選擇常規(guī)參數。
2.根據權利要求1所述的減少和細化高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法，其特征在于采用惰性氣氛全封閉保護模鑄澆鑄高溫鋼液時，模鑄流鋼系統(tǒng)使用的涂層流鋼磚，耐高溫、耐沖蝕的氧化鋯內壁涂層需烘烤制成，烘烤溫度250～400℃，涂層厚度1～5mm。
全文摘要
減少和細化高碳鉻軸承鋼D類夾雜物的生產方法，其特征在于采用電爐初煉鋼液、底吹氬LF鋼包爐精煉、VD真空爐脫氣、模鑄或連鑄的四步法冶煉工藝流程通過電爐初煉的出鋼用鋁沉淀預脫氧、LF工位Fe－Si粉擴散渣脫氧和VD工位真空碳脫氧的綜合脫氧工藝，同時在LF工位采用高堿度渣脫硫，在VD工位采用低堿度渣，減少渣中自由CaO的新精煉工藝，達到減少、細化鋼中D類夾雜物的目的。實施本發(fā)明專利方法生產的高碳鉻軸承鋼，鋼中的氧含量≤0.0015％、鈦含量≤0.0030％、硫含量≤0.015％，不僅減少了脫氧用鋁量(噸鋼可節(jié)約成本25.3元)，更重要的是解決了鋼液精煉的球狀夾雜物控制和脫硫工序的技術矛盾，成品鋼材的D類夾雜物達到SKF公司Grade 3的要求(D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Dmax≤27μm)。
文檔編號C21C5/52GK1621538SQ200410089358
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權日2004年12月10日
發(fā)明者李錚, 胡俊輝, 衛(wèi)建國, 徐明華, 顧艷, 陳新建 申請人:寶鋼集團上海五鋼有限公司