大规格风电轴承钢G20Cr2Ni4A的开发

介绍了抚顺特殊钢公司通过快锻工艺制造Φ400~700mm大规格风电轴承钢的生产实践。通过控制钢中残余元素、VD精练结束前高拉铝、采用保护气氛浇注、使用保护气氛电渣炉生产及墩拔锻造工艺等,使渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A的w(Ti)≤0.003%,w(Al)为0.015%~0.050%,w(O)≤0.001 5%,w(Sn)≤0.03%,w(As)≤0.04%,w(Sb)≤0.015%,w(Pb)≤0.02%,w(Ca)≤0.001%,w(Bi)≤0.02%,且钢中夹杂物及低倍组织处于较好水平,渗碳轴承钢晶粒度、性能、探伤等指标完全适合风电轴承套圈的使用要求。     

30t EAF-LF-VHD流程冶炼精钢材的工艺实践

本文阐述一种化学成分要求苛刻的精钢材的冶炼过程,冶炼流程为30t EAF-LF-VHD。详述了冶炼精钢材保证化学成分合格的各工序控制难点及冶炼操作的要点,达到电炉脱磷至w(P)≤0.001%、LF炉脱硫至w(S)≤0.003%以及VHD炉精炼深脱硫至w(S)≤0.001%。     

极低硫X70钢的LF精炼工艺研究

 在极低硫（w(S)≤0.0020%）X70钢的生产过程中,从铁水脱硫扒渣、转炉冶炼到LF精炼各工序要严格控制,而LF精炼工艺是影响钢液深脱硫的关键因素。控制好LF精炼终渣碱度、氧化性和渣量,钢液温度和脱氧,已生产出w(S)波动在0.0004%~0.0030%范围,平均0.0014%的X70钢。     

精炼及连铸过程影响钛收得率的因素分析

通过试验及热力学计算,分析了高强钢生产时精炼及连铸过程,影响Ti收得率的因素。结果表明：液相线温度以上,钢中酸溶铝的质量分数为0．025％时,钢液中0．02％的Ti不能与溶解氧反应,但能被大气中的氧二次氧化,板坯中发现氧化钛夹杂物;精炼及连铸过程中,钛与钢液及大气中的氮均不能发生反应;1600℃温度下,当w（Si）=0．25％时,钢液中钛的质量分数为0．02％时有可能与渣中的SiO2反应生成Ti的氧化物进入渣中。提出了稳定控制钢中Ti含量的措施,并应用于生产实践,实现了控制Ti质量分数的波动范围为（0～2）×10^-5。     

高钛焊丝用钢的钢液可浇性改善

 用扫描电镜（SEM/EDS）分析了高钛焊丝钢连铸水口结瘤物和钢液中夹杂物的形貌和组成,结果表明：结瘤物的主要组成是[TiOx]和凝钢;精炼结束后钢液中的夹杂物主要是[MnO-Al2O3-SiO2-TiOx]、[MgO-Al2O3-TiOx]和[TiOx]类夹杂物;钢液中大量的高熔点含钛夹杂物是导致水口结瘤的主要原因。对钢液中的Al-Ti-O平衡和钢渣间的平衡进行了热力学计算,结果表明：当[w([Al])/w([Ti])＜0.15]时,氧优先与钛结合,反之优先与铝结合;当钢包渣中的[w((FeO))][＜]0.05%、[w((SiO2))][＜]15%时,可避免钛被炉渣氧化。通过对冶炼工艺参数和操作过程的优化,钢液中[TiOx]的质量分数从0.002 4%降低到0.001 0%以下,钢液的可浇性得到明显改善。     

15MnCrNiCu钢脱氧脱硫试验

为了满足15MnCrNiCu钢对w(O)和w(S)的要求,采用了铝脱氧为基础钡合金终脱氧及钡埋弧精炼渣脱硫的试验方案.在采用含钡渣情况下,控制电炉出钢碳≥0.1%,预脱氧铝≥1.1kg/t,钡合金≥1.2kg/t,精炼时间≥50min,可使钢中w(O)≤20×10-6,w(S)≤0.01%.     

高硫塑料模具钢中硫稳定性控制基础研究

基于高硫塑料模具钢典型缺陷检测和MnS析出行为研究,结合热力学计算和工业试验探索了高硫塑料模具钢精炼过程硫稳定性控制手段。结果表明,MnS夹杂是裂纹产生的原因之一。MnS在1 708 K开始析出,且优先发生位错形核。MnS发生晶界形核的最快沉淀析出温度为1 573 K,并在铸坯加热过程明显长大。综合高硫塑料模具钢精炼顶渣物化性质、硫容量和硫分配比的理论研究,确定最优精炼顶渣成分范围：1.55≤(w(CaO)/w(SiO₂))≤1.7、24%≤w(Al₂O₃)≤28%、1.4≤(w(CaO)/w(Al₂O₃))≤2.3、7%≤w(MgO)≤9%和2.5%≤∑w(FeO+MnO)≤4.0%。精炼顶渣成分与精炼工艺优化后,VD出站到中包钢中硫平均降低质量分数由108×10^-6减少至30×10^-6,平均Al_s损由24.9×10^-6减少至14.2×10^-6,实现了模具钢中硫稳定性...     

帘线钢中钛夹杂的控制

为了控制帘线钢中的钛夹杂,要同时降低钢水中的w(Ti)及w(N)。通过采用低钛合金、优化转炉出钢工艺、控制转炉下渣量等措施控制钢水中的w(Ti);采用低氮增碳剂,优化全工序降氮操作等措施降低钢水中的w(N)。实践表明:当钢中w(Ti)控制在不大于0.000 4%,w(N)控制在不大于0.004%时,能显著降低甚至杜绝钛夹杂的析出。     

IF钢生产工艺研究及实践

对比分析柳钢150t转炉炼钢系统两种(转炉-钢包炉精炼-RH精炼-连铸和转炉-RH精炼-连铸)生产IF钢的工艺。结果表明,采用转炉-RH精炼-连铸工艺生产的IF钢:(1)洁净度相对更高,生产成本更低;(2)RH精炼结束w(C)≤10×10-6、w全(O)≤31×10-6、w(N)≤20×10-6,中间包w(C)≤11×10-6、w全(O)≤25×10-6、w(N)≤20×10-6;(3)造成钢水洁净度偏低的主要原因是RH脱氧合金化后循环时间偏短,且RH精炼炉渣控制不稳定。     

太钢60t EAF-LF-VD-2.5t铸锭流程冶炼低钛轴承GGr15钢的实践

电弧炉采用低钛铁水、合金和造渣材料,偏心炉底出钢,出钢合金化,LF精炼时,用Si、Al复合脱氧和碱度3～5的CaO-MgO-Si0_2-Al_2O_3渣系,30 Pa VD处理,以及保护浇铸等工艺措施,Φ150 mm锻造棒材的分析结果为GGr15轴承钢中的氧含量为4.5×10~(-6)～9×10~(-6),Ti含量为0.001 0%～0.001 5%,钢中有少量5μm TiN夹杂,达到特钢优质低钛轴承钢的质量要求。     

含钛焊丝钢小方坯连铸水口的结瘤机制

 利用扫描电镜对含钛焊丝钢中夹杂物性质及连铸水口结瘤物的物相组成进行了分析,并结合热力学计算研究了水口结瘤的形成机制。结果表明,LF 精炼出站钢液中存在大量Al2O3、TiO2夹杂物,并不断附着沉积在水口内壁形成氧化铝型、氧化钛型或两者结合的结瘤物,连浇炉数仅为4次。通过优化钢中［Al］-［Ti］-［O］关系,控制铝质量分数在钛-铝竞争氧化平衡线之上,即w(［Ti］)/w(［Al］)4/3>84.49 且w(［Ti］)/w(［Al］)>7.46,当钢液中w(［Al］)<0.0068%时,能够降低Al2O3夹杂比例,有效减轻水口结瘤,连浇炉数提升至6炉次。     

RH-MFB生产过程对夹杂物的影响分析

对湖南华菱涟源钢铁集团有限公司新转炉炼钢厂RH-MFB冶炼超低碳IF钢生产进行了研究,分析转炉出钢中碳氧含量和温度、真空循环时间、冶炼渣成分等因素对钢液中夹杂物数量、粒径分布的影响。对RH精炼过程中工艺参数进行了优化。使该厂在生产IF超低碳钢时达到w(C)≤30×10-6、w(N)≤30×10-6、w(O)≤20×10-6的技术要求,钢液成分及质量稳定。     

超纯轴承钢的精炼工艺

通过控制电炉(供氧强度、渣中氧化铁比例、出钢挡渣率、出钢钢液的氧活度)、钢包炉(精炼渣系、脱氧剂、钢液温度、精炼时间、底吹氩压力、精炼钢包耐火材料的选择、铁合金种类的选择)、真空脱气(真空度、真空时间、底吹氩压力)的工艺参数以及真空后的软吹氩搅拌、并采用IPAS系统和控制钢液浇铸速度,使超纯轴承钢(SFGCr15)的w(S)、w(Ti)、w(O)分别达到0.003%、0.001 2%和0.000 7%以下,钢中非金属夹杂物也处于较好水平,满足了国际顶尖轴承厂家对轴承钢的超纯要求.     

轴承钢精炼过程钢中钛控制的研究

从轴承钢生产工艺特点和质量要求出发,对比工业试验和实际生产数据,分析了控制钢中増钛的主要冶炼工序。根据热力学计算,讨论了钢中氧活度、酸溶铝及炉渣成分对钢中钛含量的影响。结果表明:冶炼过程中主要増钛环节为LF精炼阶段。转炉出钢采用弱脱氧、降低精炼渣碱度、适当降低精炼结束钢中酸溶铝含量可有效减少钢中钛含量。控制转炉炉后钢液中[O]≥20×10~(-6)时,钢中的[Ti]≤20×10~(-6);控制终点钢中[Al]≤0.018%,渣中Si O2含量不低于6.5%,有利于降低钢液増钛。     

20CrMoH钢精炼过程中T[O]和夹杂物的研究

为优化生产工艺,改变冶炼方法和炉渣组成,进行了齿轮钢20CrMoH生产试验,分析讨论了生产过程钢中的T[O]、低熔点钙铝酸盐非金属夹杂物的形成过程.结果表明,出钢脱氧时加入足够的Al,钢水的T[O]含量降低非常快,当w(FeO) w(MnO)≤0.5%时,SiO2已经成为钢水氧化的氧源;选用w(CaO)=55%～60%,w=(Al2O3)35%～40%,w(MgO)≤6%的CaO-Al2O3-MgO渣系精炼,可以得到w(T[O])=0.0010%的钢水,夹杂物的变化过程和Ca处理时夹杂物的转变过程类似;钢包渣中w(CaO)/w(Al2O3)的比值为1.50～1.65时,能使钢液中的Al2O3夹杂转变为低熔点的钙铝酸盐,得到与钢液Ca处理相同的效果,在RH真空处理后不再需要钙处理.     

CSP工艺51CrV4钢精炼过程钢中夹杂物研究

针对CSP工艺中高碳钢生产中存在的水口结瘤及表面质量问题,通过工业试验对"BOF→LF→薄板坯连铸"工艺流程51CrV4弹簧钢冶炼过程钢水洁净度及夹杂物形貌、尺寸、组成变化进行了研究分析。试验结果表明,通过造高碱度精炼渣和吹氩工艺,中包钢水w(T.O)可控制在20×10~(-6)左右,w(N)可控制在45×10~(-6)左右;钢中夹杂数量16.62个/mm~2,不大于10μm夹杂比例超过97%;钙处理后,钢中夹杂由固态Al_2O_3-MgO、SiO_2-CaO-Al_2O_3夹杂转变为液态CaO-SiO_2/MgO-Al_2O_3、CaO-MgO/SiO_2-Al_2O_3-CaS复合夹杂。从理论上分析了钙处理对夹杂物变性的条件,钢中w(Al_s)=0.025%时,控制w(Ca)=0.001%,w(S)≤0.001%即可使Al_2O_3转变为液态夹杂。     

超低硫管线钢的生产及脱硫参数分析

通过铁水预处理→BOF→LF→VD→CC流程生产低硫钢,VD后可稳定控制钢中w(S)≤10×106,部分炉次可达到极低硫钢(w(S)≤5×10-6)水平.以试验为基础,运用精炼脱硫模型,对主要的脱硫参数进行了分析,结果表明:理论硫分配比远高于实际硫分配比,钢中氧活度在(3～10)×10-6时,随着氧活度的升高,硫分配比迅速降低;LF精炼过程中温度每升高10℃,理论硫分配比增加4～5.     

洁净钢精炼实践

从热力学和动力学的角度分析了ASEA -AKF精炼过程 ,并针对洁净钢生产优化了精炼工艺 ,得到了稳定的产品质量 ,使高碳钢 (w (C) =0 .5 5 %～ 0 .6 5 %)中w (T .O)平均 <15× 10 -6、w([Si]) <0 .0 10 %,w(夹杂 )总量为 0 .0 0 2 3%。     

50Cr5MoV钢中非金属夹杂物及全氧

 对采用“EBT→LF→VD”工艺路线生产50Cr5MoV锻钢轧辊炼钢过程的全氧质量分数和夹杂物类型与数量进行了分析。结果表明：LF精炼后钢液中[w(T[O])]平均为0.004 7%,VD出站[w(T[O])]为0.001 4%,中间包[w(T[O])]为0.001 55%,铸坯[w(T[O])]为0.001 8%,轧材中[w(T[O])]降低至0.001 0%。LF精炼初期,钢中夹杂物主要是不规则的Al2O3夹杂,其中96.75%的夹杂物尺寸小于10 μm。LF精炼结束后,大量夹杂物转变成以CaO-Al2O3-SiO2为主要成分的0～1 0 μm复合氧化物夹杂。钢水从VD真空精炼炉向中间包转移过程中,由于保护性浇注效果差,二次氧化严重造成钢水夹杂逐渐增多,其中夹杂物主要为球形的[mCaO·nAl2O3]复合夹杂物。铸坯中99.65%的夹杂物尺寸小于10 μm,其中大部分为球形钙铝酸盐夹杂物,还有少量球状硅铝酸钙复合夹杂物。轧材中98.77%的夹杂物尺寸小于10 μm。通过对炼钢过程中各工序的工艺优化,可实现对夹杂物的有效控制, 从而确保50Cr5MoV合金铸钢的产品质量。     

真空感应炉坩埚材质对Cr12钢纯净度的影响

研究和分析了10 kg真空感应炉Mg O和Ca O坩埚对所熔炼Cr12钢的纯净度影响.结果表明,采用Mg O坩埚进行真空冶炼,精炼真空度为50~100 Pa时,钢中w[O]达到最低,为0.002 79%,精炼真空度为5~10 Pa时,钢中w[N]达到最低,为0.001 8%;采用Ca O坩埚进行真空冶炼,精炼真空度为5~10 Pa时,钢中w[O]达到最低,为0.000 58%,钢中w[N]也达到最低,为0.001 5%.