高品質(zhì)GCr15軸承鋼冶煉與連鑄工藝研究.pdf

1、本文針對 JY鋼鐵廠120T轉(zhuǎn)爐（ LD）→鋼包精煉（ LF）→真空脫氣（RH）→連鑄連軋（CC）生產(chǎn)GCr15軸承鋼的工藝流程，對冶煉過程中軸承鋼水全氧含量、酸溶鋁含量、夾雜物數(shù)量及尺寸等影響鑄坯質(zhì)量的因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究。分析了冶煉過程不同控制工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，優(yōu)化了轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、連鑄等過程工藝操作，生產(chǎn)出了低氧含量、低夾雜物含量的良好鑄坯，提高了軸承鋼品質(zhì)。
　　研究結(jié)果表明，鋼中全氧含量隨著冶煉過程的進(jìn)行逐漸降低：

2、LF精煉工序的平均氧含量為10.8ppm，RH處理結(jié)束平均氧含量降低至7.7ppm，中間包樣平均氧含量為8.7ppm，鑄坯樣平均氧含量為7.7ppm，成品鋼平均氧含量為6.8ppm。中間包內(nèi)氧含量有所升高緣于倒包過程中鋼液的微弱二次氧化。
　　軸承鋼氧含量受轉(zhuǎn)爐出鋼碳含量、酸溶鋁含量[Al]s、精煉時間及精煉渣堿度、連鑄保護(hù)澆注等因素影響較大。控制轉(zhuǎn)爐出鋼碳[C]>0.3％，成品鋼[Al]s含量100~200ppm，精煉時間50~

3、60min，精煉渣堿度5.0~7.0，中間包采用長水口、弱吹氬保護(hù)澆注等工藝措施，可有效降低GCr15軸承鋼全氧含量。
　　對冶煉過程鋼中夾雜物數(shù)量、成分、形貌、尺寸的演變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究。鋼中夾雜物數(shù)量呈逐漸下降趨勢：LF精煉后鋼中夾雜物數(shù)量平均25.3個/mm2，RH處理后夾雜物個數(shù)降為11.6個/mm2，中包樣夾雜物平均個數(shù)為12.7個/mm2，成品軋材夾雜物數(shù)量降至9.8個/mm2。采用掃描電鏡分析了冶煉過程中夾雜物物相

4、與形貌的演變，結(jié)果表明：LF精煉可使夾雜物由初期較大尺寸的氧化物和硫化物夾雜，尺寸約為40μm，轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒較小的復(fù)合氧化物夾雜，尺寸約為20μm，真空處理后鋼中主要存在點(diǎn)狀的鈣鎂鋁酸鹽夾雜，尺寸降至6μm以下，軟吹處理對夾雜物的上浮去除效果明顯。
　　研究了精煉過程中的不同調(diào)鋁工藝對鋼中全氧含量及夾雜物的影響，結(jié)果表明：采用LD出站加入1.2kg/t.s鋁粒，LF進(jìn)站撒入0.1-0.3kg/t.s鋁粒脫氧的控鋁方式效果最好。采用此

5、調(diào)鋁工藝，成品鋼中全氧含量可降到6.5ppm，酸溶鋁含量穩(wěn)定控制在100-200ppm，夾雜物含量低且尺寸細(xì)小，達(dá)到高純凈鋼水平。
　　對軸承鋼精煉過程120噸LF吹氬鋼包內(nèi)吹氬制度進(jìn)行研究，精煉階段過程送電加熱及合金化時，增大氬氣流量能縮短攪拌時間，吹氬流量控制在300~400Nl/min時效果最好，流量過大時會造成卷渣。對軟吹過程的去夾雜行為進(jìn)行研究，考察吹氬時間、吹氬量對鋼包內(nèi)夾雜物去除的影響規(guī)律。結(jié)果表明：軟吹階段，吹氬量

6、控制在40Nl/min，軟吹時間控制在25~30min夾雜物的去除效果最好，最佳工藝下夾雜去除率可達(dá)90%以上。
　　澆注溫度、二冷強(qiáng)度對鑄坯疏松、偏析的影響的研究結(jié)果表明，控制中包過熱度在15-25℃范圍時碳偏析程度較低。同時，二冷強(qiáng)度由強(qiáng)冷調(diào)整為弱冷，即二冷配水量由0.5L/min降低到0.18L/min，鑄坯裂紋率降低，鑄坯質(zhì)量明顯改善。連鑄末端凝固特性進(jìn)行研究結(jié)果表明：240×240mm斷面GCr15軸承鋼的綜合凝固系數(shù)K