武钢Consteel EAF-LF(VD)-CC工艺生产轴承钢棒材的质量控制

武钢鄂钢公司采用70 t Consteel EBT EAF-LF(VD)-CC工艺生产高碳铬轴承钢GCr15棒材。通过控制电弧炉终点碳≥0.25%和高碱度渣精炼,使[S]≤0.004%,T[O]0.000 8%～0.001 2%。检验结果表明,钢中非金属夹杂物A、B类夹杂物≤1.20级,C类夹杂物为0,D类夹杂物≤0.5级。     

GCr15轴承钢冶炼过程钢液洁净度变化

 研究了EAF→LF→VD→软搅→CC工艺生产GCr15轴承钢冶炼过程钢中T[O]及非金属夹杂物的变化情况。通过将电炉出钢碳质量分数控制为0.2%～0.4%、出钢加铝强脱氧及造预精炼渣、LF精炼过程造高碱度强还原性炉渣、VD真空强搅拌及防止中间包二次氧化,可以生产[w(T[O])]等于8×10－6的轴承钢。在炉外精炼过程中夹杂物经历了Al2O3→MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3演变。LF精炼过程夹杂物平均尺寸减小,经过VD真空处理后尺寸增加,接着在软搅和中间包过程继续减小。利用VD真空处理可以去除高达74%的夹杂物。     

天钢生产轴承钢GCr15工艺研究与实践

介绍了天钢采用120 t BOF→LF→VD→CC工艺流程生产轴承钢GCr15的实践。在铁水磷含量较高的情况下,通过使用复吹转炉留渣与双渣吹炼法脱磷,实现了转炉终点高碳低磷出钢,C含量平均为0.32%,P含量平均为0.0095%。LF精炼过程中选用高碱度(R=7~9)的Ca O-Si O2-A12O3系精炼渣强化精炼深脱氧、脱硫,在不进行预脱硫处理工艺条件下保证了成品中[S]≤0.005%。VD真空处理后保证软吹氩时间大于20 min,镇静时间不少于10 min,以去除更多的夹杂物。最终铸坯中氧含量平均为6×10-6,夹杂物尺寸较小,铸坯质量良好,实现了轴承钢GCr15稳定生产。     

低氧高碳铬轴承钢LF-VD精炼时洁净度与夹杂物特征变化

研究了低氧高碳铬轴承钢在LF-VD精炼时洁净度与夹杂物类型、数量、尺寸等特征的变化规律,并关注了个别大尺寸夹杂物.试验中采用了二元碱度约为7、Al2 O3质量分数约30％ 的高碱度高Al2 O3精炼渣.LF精炼前期和中期钢中夹杂物主要为Al2 O3和MgO-Al2 O3:由于与钢液润湿性较差能够较好地去除,数量密度由L...     

GCr15轴承钢夹杂物及全氧含量控制工艺分析

夹杂物的去除应从初炼炉到连铸工序的每一个工艺步骤都进行严格控制,才可能达到令人满意的效果.通过控制电炉终点碳以降低初始氧含量,采用LF全程脱氧、改变精炼渣系和扩散脱氧方式,VD吹氩及弱搅拌技术和优化中间包结构、强化中间包冶金功能等措施对轴承钢的生产工艺进行了优化,实现了低氧轴承钢的冶炼.因此,控制轴承钢中夹杂物 (主要是氧化物)是一个系统的工程,不能仅依赖某一局部工艺采取措施来达到目的.     

管坯钢T91夹杂物控制实践与分析

对管坯钢T91的夹杂物控制进行了试验研究。试验结果表明:电炉严格控制下渣并降低出钢温度,LF炉强化Al脱氧,强化渣系碱度和Al2O3含量控制(精炼渣碱度按3.0～3.5进行控制,w(Al2O3)按23%～27%控制),能有效降低钢液中的夹杂物;同时合理控制底吹氮气、氩气流量,能进一步去除钢中的夹杂物,避免钢液卷渣。     

基于非铝脱氧工艺的GCr15轴承钢中Ds类夹杂物控制

当前在轴承钢中氧含量已经能够控制在极低水平的情况下,Ds类夹杂物成为影响其质量稳定性的主要因素之一。为解决这一问题,本研究提出了利用非铝脱氧工艺,不使用铝作为脱氧剂,而采用硅锰预脱氧、渣面扩散脱氧、真空终脱氧、精炼过程造低碱度渣的方式生产GCr15轴承钢。与传统铝脱氧生产工艺相对比,非铝脱氧工艺轴承钢中主要夹杂物为硅酸盐,含有少量钙铝硅复合夹杂物,减少了形成Ds类夹杂物的镁铝尖晶石和钙铝酸盐,显著降低了Ds类夹杂物的含量,在轧材中能够将Ds类夹杂物稳定控制在0.5级以下,评级为0级的样品占比高达91.67%。该工艺能够获得稳定的生产效果和产品质量,并为高品质轴承钢生产提供理论及技术指导。     

SAE8620H齿轮钢炼钢工艺过程夹杂物分析

分析了石钢SAE8620H齿轮钢炼钢工艺过程氧含量、夹杂物的变化规律,探讨了转炉齿轮钢洁净度的控制技术。通过初炼出钢后用Al强脱氧,精炼造低FeO、高碱度和一定含量的Al_2O_3的精炼渣,精炼窄成分控制,LF精炼吹氩工艺,尽量减少或避免VD后喂线等措施可提高钢水洁净度,保证产品质量。     

150 t BOF-LF-VD-CC流程无铝脱氧工艺高速轨钢冶炼过程的夹杂物行为

时速350 km高速钢轨要求钢中全氧含量T[O]≤20×10^-6,非金属夹杂物B、C、D类≤1.0级。国内在重轨钢冶炼中,通常采用无铝脱氧工艺,即采用SiCaBa合金强化脱氧,形成了低熔点的Mn-Al-Si-Ba-Ca多元型氧化物夹杂,该类夹杂物在精炼中全部排出钢液。研究了铁水预处理脱硫-150 t顶底复吹转炉-LF-VD-280 mm ×380 mm连铸流程冶炼钢轨钢U71MnG时的夹杂物行为,包括无铝脱氧工艺钢轨钢中氧化物夹杂的组成及特征,转炉终点[C]对钢水氧活度的影响以及LF精炼渣碱度和VD后期软吹氩搅拌对钢氧含量和夹杂物的影响。结果得出,钢轨头部的≤20μm氧化物夹杂为精炼时二次脱氧产物,通过控制转炉终点[C]＞0.15%,控制精炼渣碱度(CaO)/(SiO₂)=2.5~3,∑(FeO+MnO)≤1.0%可有效降低钢轨钢中氧化物的数量和尺寸。     

天钢GCr15轴承钢氧含量的控制

天津钢铁集团有限公司(天钢)采用顶底复吹转炉(BOF)→LF精炼→VD真空脱气→小方坯连铸工艺流程生产GCr15轴承钢。通过转炉高拉碳工艺,控制终点碳含量在0.25%以上,出钢过程中加钢芯铝进行深脱氧,LF精炼工艺造高碱度精炼渣,控制炉渣碱度Ca O/Si O2在4.0~5.5之间,VD处理进行脱气等技术手段使铸坯中全氧含量T[O]≤0.001 2%,夹杂物等级及低倍组织满足标准要求。     

精炼渣碱度对弹簧钢夹杂物的影响研究

为了评价不同精炼渣对弹簧钢中夹杂物数量、组成、尺寸及形态的影响,在EAF→LF→RH→CC工艺流程下,设计了两种不同渣系,通过全氧分析、渣样分析、夹杂物分析等手段评价了两种精炼渣全氧及夹杂物控制水平。研究表明,相对于低碱度渣(1.0),高碱度渣(1.7)有利用钢水脱氧、脱硫,钢水全氧含量更低;不同碱度情况下,钢中夹杂物类型基本相同,主要由MnS、CaO-SiO_2-Al_2O_3、Al_2O_3-MgO、CaS-MnS、TiS-MnS等夹杂物所组成,低碱度精炼渣钢中MnS与CaO-SiO_2-Al_2O_3夹杂物数量显著多于高碱度精炼渣;高碱度渣的钢中A类、B类和D类夹杂物控制更好;从夹杂物控制水平考虑,采用碱度1.7的精炼渣更为合适。     

轴承钢精炼中大型夹杂物来源的示踪

 为了控制轴承钢中大型夹杂物,采用在LF精炼初渣中添加示踪剂的方法, 确定轴承钢大型夹杂物的来源。 初期脱氧夹杂一直悬浮在钢中,未与炉渣接触,不含BaO成分,在钢中残留量占全部氧化物夹杂的10%～15%;内生夹杂由渣钢反应生成,随精炼进行,含BaO夹杂的比例升高。无渣冶炼如RH可抑制该类夹杂生成,在钢中残留量约占25%～40%;卷渣夹杂由钢渣搅动生成,绝大多数含有BaO成分,随精炼进行尺寸逐渐减小,残留在钢中的比例约占50%～60%。因此,降低钢中大型夹杂物的技术措施是严格控制脱氧前钢水的氧活度[aO,]降低[w(T[O]);]尽可能避免或减弱渣钢反应强度,或降低精炼渣的还原势;优化钢水搅拌强度,减少卷渣并促进微细夹杂物聚合上浮。     

小方坯流程高品质轴承钢工艺

相比于电炉冶炼和大方坯流程,采用转炉冶炼加小方坯流程具有更低的生产成本。根据天钢的实际生产情况,对采用“铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF造渣精炼→VD真空精炼→小方坯连铸”流程生产高品质轴承钢的关键技术进行研究。分析冶炼过程钢水及连铸坯中夹杂物可知：随着LF炉炉渣碱度的升高,钢液中wT［O］大幅降低,控制炉渣碱度R在一个较高范围（7.0~9.0）对于控制钢液中wT［O］很重要;LF精炼初期,夹杂物中Al2O3含量较高,随着精炼的进行夹杂物向着CaO-Al2O3-MgO系和Al2O3-MgO系方向夹杂物发展;VD真空处理促进钢-渣-夹杂物间反应向平衡方向移动,夹杂物接着向CaO-Al2O3-MgO系方向发展,夹杂物中CaO含量增加;在小方坯连铸过程中,采用两级电磁搅拌加低拉速、低比水量的模式获得了较小的碳偏析度。     

精炼渣碱度对304不锈钢夹杂物的影响

结合生产实际,采用定量金相和SEM+EDS统计分析方法,研究了硅脱氧条件下,精炼渣碱度对304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物变化规律的影响。结果表明:钢水中主要形成球状CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂,适当高的精炼渣碱度有利于钢中细小夹杂物的形成。随精炼渣碱度的提高,复合夹杂物中CaO含量增加,SiO2含量减小,Al2O3含量变化不大。现场条件下,由FeSi合金带入钢中的Al形成的Al2O3对复合夹杂物的塑性变形影响较大。在精炼渣碱度分别为1.0和1.5时,铸坯复合夹杂物中Al2O3质量分数为25%左右,夹杂物的变形能力稍弱。     

120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产GCr15轴承钢的氧含量控制

采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-VD-φ180 mm连铸工艺生产GCr15轴承钢.统计分析了轴承钢转炉终点[C]对钢水氧活度的影响,LF精炼渣碱度对T[O]的影响,LF末钢中铝含量对VD过程铝损和T[O]的影响.通过控制转炉终点[C]≥0.06％、出钢用铝锰铁强化脱氧;控制LF离位时[Al]0.020％ ～0.040％,( FeO+MnO)≤1％,碱度2.8～4.5;VD软吹时间≥15 min,轴承钢中全氧含量为(6～12) ×10-6.     

连铸高碳铬轴承钢的脱氧工艺探讨

采用２０ｔＥＡＦ初炼－２５ｔＬＦ精炼－小方坯连铸工艺生产高碳铬轴承钢。初炼钢液硅铝沉淀脱氧，精炼炉电弧加热，覆盖渣下非真空吹氩搅拌处理，并进一步真空精炼，可使成品钢ΣＯ达到１３ｐｐｍ以下，显微夹杂物级别达到国内外较好水平。     

VD低碱度渣对GCr15轴承钢夹杂物的影响

为了减轻铝脱氧GCr15轴承钢中B类和D类夹杂物的危害,开展了VD低碱度渣和正常碱度渣精炼的对比工业试验研究。结果显示,与正常碱度精炼渣相比,碱度为1.96的精炼渣可使连铸坯中塑性夹杂物比例由14.81%上升为40.65%;同时,全氧(T. O)含量由7.7×10^-6下降至4.9×10^-6,全铝(T. Al)和酸溶铝(AlS)含量由279×10^-6、210×10^-6分别下降至80×10^-6、75×10^-6。热力学计算表明,低碱度精炼渣引起钢液中[Si]活度增大使复合夹杂中Al2O3(inc)含量下降,钢中酸溶铝(AlS)含量落在与塑性夹杂物平衡对应的等铝浓度线范围内,理论计算与试验结果吻合。VD低碱度渣精炼有利于实现轴承钢夹杂物塑性化控制。     

超低氧石油套管钢LF-VD过程非金属夹杂物的转变

系统分析和研究了采用“EAF→ LF→VD→CC”工艺流程生产试验钢时,各工序的全氧与氮含量的变化情况、钢液中非金属夹杂物的生成与变化以及精炼初渣对夹杂物去除的影响.结果表明:试验钢在LF精炼过程中w(T.O)平均下降42.83％,经VD真空处理后w(T.O)和w(N)平均下降48.77％和10.72％.在LF精炼过程中,钢液中非金属夹杂物按“Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物”顺序转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物转变是由外向内逐步进行,并且夹杂物中CaO与MgO互不相溶.精炼初渣碱度控制在2.5左右对于炉渣吸收夹杂较为有利.     

基于非铝脱氧工艺的高品质轴承钢关键冶金技术研究

我国高品质轴承钢生产技术已取得了长足进步,部分企业的轴承钢质量处于世界先进水平,但质量稳定性与世界领先水平仍存在一定差距.目前,国内外主要采用铝脱氧工艺生产轴承钢,通过铝脱氧和造高碱度渣快速降低钢液中氧含量,高品质轴承钢中全氧质量分数已经可以控制在5×10^-6以下,但仍存在大颗粒球状(Ds类)类夹杂物导致疲劳失效的难题,以及超低全氧和钛含量难以稳定控制、小方坯连铸水口堵塞等问题.针对上述问题,本研究提出了非铝脱氧工艺生产轴承钢,即在转炉出钢时加入硅锰合金预脱氧,钢包精炼炉(LF)向渣面加入硅质脱氧剂扩散脱氧,真空循环脱气精炼(RH)真空深脱氧,保证钢液全氧质量分数在8×10^-6左右.在保证钢液低铝低钛的同时,利用低碱度渣改变夹杂物类型,控制夹杂物塑性化,从而有效地解决钢液流动性问题.利用超声疲劳试验机对两种工艺轴承钢疲劳寿命进行测定,阐明了不同类型夹杂物对疲劳性能的影响,剖析了不同工艺轴承钢的疲劳断裂机理,研究了引起疲劳裂纹的夹杂物临界尺寸.     

非铝脱氧GCr15轴承钢的夹杂物演变和控制

铝脱氧轴承钢中常含有较多的D类、Ds类夹杂物,对轴承钢的疲劳性能影响较大.为了减少这类夹杂物,国内某钢厂采用低碱度渣、非铝脱氧的新冶炼思路冶炼轴承钢.对冶炼流程进行了过程取样,使用电镜、夹杂物自动分析系统等方法对夹杂物进行了表征,并研究了夹杂物的演变机理.研究表明,这种轴承钢中的全氧质量分数达到0.000 6％?0.0...