一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于特殊鋼冶煉領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料及其應(yīng)用。本發(fā)明的去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，成分包括：55wt%～75wt%的MnO，25wt%～45wt%的SiO2。本發(fā)明在電爐內(nèi)噴吹以上配方的合成渣能吸附TiO2、MnO、SiO2夾雜，氧化鈦經(jīng)渣料溶解吸附上浮到電爐渣中，提高鋼液純凈度。本發(fā)明采用無渣出鋼操作后，鋼包頂渣中的氧化鈦含量很低，可以極大的降低回鈦量，精煉過程中鋼水增鈦量微量。
【專利說明】一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渲料及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于特殊鋼冶煉領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦影響軸承鋼的疲勞壽命，高檔次軸承鋼對(duì)鈦有嚴(yán)格要求，最低要求Ti ( 15ppm。軸承鋼初煉鋼液脫氧合金化過程中是鋼水增鈦量最大的環(huán)節(jié)，優(yōu)選低鈦合金是當(dāng)前世界各國(guó)降低軸承鋼鈦含量的主要方法，但是低鈦合金價(jià)格昂貴。采用低鈦鉻鐵LF進(jìn)站鈦含量約20~30PPM，采用普通鉻鐵，鈦含量30ppm以上。普通鉻鐵、錳鐵、硅鐵約含有0.2%-0.4%的鈦，低鈦鉻鐵含有0.03%-0.1%的鈦，目前去除合金中鈦的方法在專利:《降低高碳鉻軸承鋼鈦含量的方法，專利號(hào)201110354628.8》中有所闡述，方法為:在出鋼的過程中，先進(jìn)行合金化，利用鋼水中的溶解氧與鈦反應(yīng)生成氧化鈦，上浮去除，再加鋁質(zhì)脫氧劑、渣洗料進(jìn)行脫氧去除夾雜，但這樣做造成兩個(gè)問題，一個(gè)問題為在精煉過程中鋼水中的酸溶鋁會(huì)還原爐渣中的氧化鈦，造成回鈦現(xiàn)象，整個(gè)精煉過程中約增10~15PPm的鈦，第二個(gè)問題為由于鋁質(zhì)脫氧劑和渣洗料在出鋼末期加入，生成的三氧化二鋁夾雜沒有充分的時(shí)間上浮或吸附去除，造成精煉去除夾雜物的任務(wù)過重。[0003]日本的神戶制鋼采用轉(zhuǎn)爐少渣量頂?shù)讖?fù)合吹煉冶煉軸承鋼，將含鈦高的鐵合金在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入，達(dá)到氧化去鈦的目的，但對(duì)于生成的氧化鈦夾雜如何快速吸附去除，避免氧化鈦夾雜在出鋼過程中隨鋼液進(jìn)入鋼包沒有做研究。
[0004]針對(duì)以上的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種去除軸承鋼鋼液中鈦的電爐工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上的技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料。
[0006]本發(fā)明的去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，其成分包括:55wt%~75wt%的MnO，25wt% ~45wt% 的 SiO2。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，其制備方法包括以下步驟:
[0008]I)以工業(yè)用二氧化猛粉末40wt%~50wt%、石英砂25wt%~35wt%、富猛礦20wt%~25wt%為原料，稱量配料、混勻；
[0009]2)將步驟I)的混合原料以溫度1450~1550°C預(yù)熔，熔化均勻后從爐內(nèi)放出，液態(tài)渣出爐后冷卻；
[0010]3)將冷卻渣破碎加工，粒度尺寸為I~20mm，制得合成渣料。
[0011]上述制得的合成渣料保持干燥狀態(tài)，防潮包裝待用，預(yù)熔渣的加熱熔化可以用煤氣加熱、電加熱等方法。
[0012]上述工業(yè)用二氧化錳粉末按質(zhì)量百分比包括:Mn02>75%，P〈0.01%, S〈0.04% ;所述石英砂按質(zhì)量百分比包括:Si02>90%，P〈0.01%, SC0.04% ;所述富錳礦按質(zhì)量百分比包括:Mn0245% ~55%, SiO210% ~20%, Al2035% ~15%, Ρ〈0.01%, S〈0.04%。[0013]本發(fā)明提供了一種含MnO和SiO2的合成渣料，其成分范圍為MnO約為55%~75%，SiO2約為25%~45%，其成分范圍在圖1 (MnO —SiO2系狀態(tài)圖)中的A區(qū)域，在A區(qū)域生成一個(gè)熔點(diǎn)為1350°C的化合物2Mn0*Si02 (錳橄欖石)和在1251°C形成一個(gè)共晶體。這種合成渣料屬于酸性渣，熔點(diǎn)不大于鋼液，密度也不大于鋼的密度，能和鋼中所有夾雜發(fā)生作用，對(duì)氧化鈦等堿性夾雜物有很好的吸附效果。
[0014]本發(fā)明還提供了上述合成渣料在去除軸承鋼鋼液中鈦中的應(yīng)用。
[0015]本發(fā)明提供的去除軸承鋼鋼液中鈦的方法，包括以下步驟:
[0016]1)在利用電爐冶煉軸承鋼的氧化末期扒渣完畢后，將高鈦鉻鐵加入電爐中；
[0017]2)利用硅錳預(yù)脫氧，同時(shí)噴吹上述本發(fā)明的合成渣料吸附氧化鈦雜質(zhì)，其中，所述合成渣料的成分包括:55wt%~75wt%的MnO，25wt%~45wt%的SiO2 ；
[0018]3)噴吹合成渣料完畢后無渣出鋼，出鋼時(shí)隨鋼流加入鋁質(zhì)脫氧劑和鋁酸鈣類合成渣進(jìn)行脫氧和去除雜質(zhì)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的去除軸承鋼鋼液中鈦的電爐方法，步驟2)所述硅錳預(yù)脫氧步驟為根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用硅鐵和錳鐵組合物，或者用硅錳合金調(diào)整鋼水成份至目標(biāo)成份(Mn含量
0.lwt%~0.4wt%, Si含量0.lwt%~0.2wt%)，其中Si的回收率取70%,Mn的回收率取85%,未回收進(jìn)入鋼水中的S1、Mn元素量即為“硅錳預(yù)脫氧”消耗掉的量。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的去除軸承鋼鋼液中鈦的電爐方法，步驟3)所述鋁質(zhì)脫氧劑優(yōu)選為鋁錳鐵或鋼芯鋁。
[0021]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、在電爐氧化末期扒渣后進(jìn)行合金化能充分氧化合金中的鈦，可以采用廉價(jià)高鈦合金以降低生產(chǎn)成本。
[0023]2、在電爐內(nèi)噴吹以上配方的合成渣能吸附Ti02、MnO、SiO2夾雜，氧化鈦經(jīng)渣料溶解吸附上浮到電爐渣中，提高鋼液純凈度。采用無渣出鋼操作后，鋼包頂渣中的氧化鈦含量很低，可以極大的降低回鈦量，精煉過程中鋼水增鈦量微量。
[0024]3、采用硅錳預(yù)脫氧能極大的減少出鋼鋼水中的[O]含量，減少鋁質(zhì)脫氧劑使用量，進(jìn)而減少B類夾雜物(氧化鋁類)，提高軸承鋼使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的合成渣料的MnO-SiO2系狀態(tài)圖。
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的1873K時(shí)鋼液中氧和鈦的關(guān)系。
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的用硅和錳脫氧時(shí)的平衡關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
[0029]制備合成渣料:
[0030]I)以工業(yè)用二氧化猛粉末40wt%~50wt%、石英砂25wt%~35wt%、富猛礦20wt%~25wt%為原料，稱量配料、混勻；
[0031]2)將步驟I)的混合原料以溫度1450~1550°C預(yù)熔，熔化均勻后從爐內(nèi)放出，液態(tài)渣出爐后冷卻；[0032]3)將冷卻渣破碎加工，粒度尺寸為I~20mm，制得合成渣料。
[0033]上述制得的合成渣料保持干燥狀態(tài)，防潮包裝待用，預(yù)熔渣的加熱熔化可以用煤氣加熱、電加熱等方法。
[0034]所述原料滿足:工業(yè)用二氧化錳粉末按質(zhì)量百分比包括:Mn02>75%，P〈0.01%,S〈0.04% ;所述石英砂按質(zhì)量百分比包括:Si02>90%, P〈0.01%, S〈0.04% ;所述富猛礦按質(zhì)量百分比包括:Mn0245% ~55%, SiO210% ~20%, Al2035% ~15%, Ρ〈0.01%, S〈0.04%。
[0035]以GCrl5軸承鋼為例，在氧化末期扒渣完畢后，將全部的高鈦鉻鐵加入電爐中，然后利用硅錳預(yù)脫氧，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)用硅鐵、錳鐵、硅錳合金調(diào)整鋼水成份至Μη:0.3%，S1:0.15%，同時(shí)用噴槍噴吹合成渣料來吸附氧化鈦夾雜，合成渣料成份為:MnO約為55%，SiO2約為45%，噴吹量為4公斤/噸鋼，噴吹完畢后進(jìn)行無渣出鋼操作，出鋼過程中隨鋼流加入鋁質(zhì)脫氧劑(鋁錳鐵)1.5公斤/噸鋼和鋁酸鈣類合成渣5公斤/噸鋼進(jìn)行脫氧和去除夾雜。
[0036]圖2為1873K時(shí)鋼液中氧和鈦的關(guān)系，豎坐標(biāo)為[Ti]含量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，ppm)。如圖2所示，當(dāng)鋼液中[O]≥35ppm時(shí),鋼液中[Ti] ( IOppm,而電爐氧化末期鋼水中[O]約大于300ppm，所以在氧化末期加入電爐中的高鈦鉻鐵中的鈦均能氧化去除。
[0037]圖3為1873K時(shí)用硅和錳脫氧時(shí)的平衡關(guān)系。由圖3可看出在控制鋼液中[Si]約0.15%，[Mn]約0.3%的情況下，鋼水中[O]約大于lOOppm，由圖3可知:與IOOppm氧平衡的[Ti]約為lppm，所以在電爐內(nèi)利用硅錳預(yù)脫氧能將硅鐵、錳鐵合金中的鈦氧化去除。
[0038]實(shí)施例2
[0039]合成渣料制備同實(shí)施例1。以GCrl5軸承鋼為例，在氧化末期扒渣完畢后，將全部的高鈦鉻鐵加入電爐中，然后利用硅錳預(yù)脫氧，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)用硅鐵、錳鐵、硅錳合金調(diào)整鋼水成份至Μη:0.3%，S1:0.15%，同時(shí)用噴槍噴吹合成渣料來吸附氧化鈦夾雜，合成渣料即是本發(fā)明提供的合成渣，合成渣料成份為=MnO約為75%，SiO2約為25%，噴吹量為2公斤/噸鋼，噴吹完畢后進(jìn)行無渣出鋼操作，出鋼過程中隨鋼流加入鋁質(zhì)脫氧劑(鋁錳鐵)1.2公斤/噸鋼和鋁酸鈣類合成渣6公斤/噸鋼進(jìn)行脫氧和去除夾雜。電爐出鋼結(jié)束I分鐘后取鋼樣和鋼包頂洛分析化驗(yàn)，鋼水中含[Ti]為:5ppm,鋼水中的全氧值為:50ppm,鋼包頂洛中Τ?02的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:0.5%。
[0040]實(shí)施例3
[0041]合成渣料制備同實(shí)施例1。以GCrl5軸承鋼為例，在氧化末期扒渣完畢后，將全部的高鈦鉻鐵加入電爐中，然后利用硅錳預(yù)脫氧，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)用硅鐵、錳鐵、硅錳合金調(diào)整鋼水成份至Μη:0.3%，S1:0.15%，同時(shí)用噴槍噴吹合成渣料來吸附氧化鈦夾雜，合成渣料即是本發(fā)明提供的合成渣，合成渣料成份為=MnO約為65%，SiO2約為35%，噴吹量為5公斤/噸鋼，噴吹完畢后進(jìn)行無渣出鋼操作，出鋼過程中隨鋼流加入鋁質(zhì)脫氧劑(鋼芯鋁)1.8公斤/噸鋼和鋁酸鈣類合成渣6公斤/噸鋼進(jìn)行脫氧和去除夾雜。電爐出鋼結(jié)束I分鐘后取鋼樣和鋼包頂渣分析化驗(yàn)，鋼水中含[Ti]為:6ppm,鋼水中的全氧值為:45ppm，鋼包頂渣中Τ?02的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:0.4%。
[0042]當(dāng)然，本發(fā)明還可以有多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應(yīng)的改變和變型，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，其特征在于，所述合成渣料的成分包括:55wt% ~75wt% 的 MnO, 25wt% ~45wt% 的 SiO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，其特征在于，所述合成渣料的制備方法包括以下步驟: 1)以工業(yè)用二氧化猛粉末40wt%~50wt%、石英砂25wt%~35wt%、富猛礦20wt%~25wt%為原料，稱量配料、混勻； 2)將步驟I)的混合原料以溫度1450~1550°C預(yù)熔，熔化均勻后從爐內(nèi)放出，液態(tài)渣出爐后冷卻； 3)將冷卻渣破碎加工，粒度尺寸為1~20mm，制得合成渣料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料，其特征在于，所述工業(yè)用二氧化錳粉末按質(zhì)量百分比包括:Mn02>75%，P〈0.01%, SC0.04% ;所述石英砂按質(zhì)量百分比包括:Si02>90%, Ρ〈0.01%, S〈0.04% ;所述富錳礦按質(zhì)量百分比包括:Mn0245%~55%，SiO210% ~20%, Al2035% ~1 5%, Ρ〈0.01%, S〈0.04%。
4.權(quán)利要求1-3所述合成渣料在去除軸承鋼鋼液中鈦中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C21C7/076GK103911489SQ201410133318
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】王博, 劉洪銀, 陳文達(dá), 孫永喜, 王學(xué)利, 李猛, 吳兵, 劉美, 張冠鋒, 楊州 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司