转炉轴承钢非金属夹杂物来源分析

从转炉出钢到连铸各个关键工序,采用示踪的方法系统研究了淮钢长流程(转炉-精炼-真空处理-连铸-轧制)生产的轴承钢中非金属夹杂物来源,重点对精炼、真空处理、连铸3个关键工序钢液中非金属夹杂物情况进行取样分析。结果表明,淮钢长流程生产的轴承钢非金属夹杂物类型为氧化铝、钙铝酸盐、镁铝尖晶石和二氧化硅,非金属夹杂物主要来源于精炼内生、二次氧化和精炼搅拌卷渣或连铸钢包下渣,其中大颗粒非金属夹杂物主要来源于钢包卷渣或连铸钢包下渣,大颗粒非金属夹杂物类型主要为铝酸钙。     

连铸坯非金属夹杂物产生及工艺控制

针对新天钢联合特钢冷轧用高品质带钢重皮质量缺陷的原因,对钢中非金属夹杂物的来源进行系统研究和分析,并对转炉工序、精炼工序、连铸工序进行优化和改进,降低了钢中夹杂物的含量,尤其大型夹杂物数量,夹杂物级别由3.5级降低到1.0级,使钢水洁净度得到有效提高,解决了夹杂物含量高和铸坯表面缺陷造成的轧材缺陷问题。     

超低氧含量GCr15轴承钢夹杂物控制

通过控制夹杂物来源、优化预脱氧制度、使用高碱度精炼渣系、夹杂物变性控制、优化软吹工艺以及严格保护浇注等措施,西王特钢实现了超低氧轴承钢的冶炼。T[O]≤8×10~(-6),B类夹杂物粗系0~0.5级,细系0~1.0级,D类夹杂物粗系0~0.5级,细系0~0.5级。     

GCr15轴承钢EAF-LF-VD-CC流程非金属夹杂物的演变

 为研究GCr15轴承钢中非金属夹杂物的演变,对某钢厂EAF-LF-VD-CC流程生产的GCr15轴承钢进行全流程取样,利用可进行大面积自动检测分析的ASPEX扫描电镜结合普通扫描电镜(SEM-EDS),系统分析了各工序中夹杂物的演变行为。结果表明,GCr15轴承钢精炼过程中夹杂物主要类型为MgO-Al₂O₃-CaO类复合夹杂物与MnS,少量SiO₂-Al₂O₃,90%以上夹杂物尺寸为1～8 μm。随着精炼的进行,夹杂物数量逐渐减少,在VD软吹阶段后期夹杂物数量及总面积降到最低。精炼期间,夹杂物成分在最初的高Al₂O₃(w([Al₂O₃])>80%)的区域逐渐向MgO、CaO含量升高的区域转移,VD破真空后MgO(w([MgO])>20%)、CaO(w([CaO])>30%)达到最高,之后向Al₂O₃含量升高的区域移动,最终在中间包浇注时停留在高Al₂O₃(w([Al₂O₃])>65%)的区域。钢中Ds类夹杂物主要为MgO-Al₂O₃-CaO类复合夹杂物,Ds类夹杂物的生成及去除随机性强,VD对Ds类夹杂物有较强去除作用。     

精炼渣对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响

采用MoSi₂电阻炉在MgO质坩埚内进行了精炼渣成分(%:47～64CaO、13～23SiO₂、15～25Al₂O₃、5～10MgO、0～8CaF₂;CaO/SiO₂=2.0～4.5)对0.95%C-1.50%Cr GCr15轴承钢中氧含量和夹杂物的影响的实验研究。实验中发现,随精炼渣碱度CaO/SiO₂由2增加至4.5,钢液中的终点全氧含量由20×10^-6降至11×10^-6,夹杂物的总数量、总面积和平均半径减小。适当提高Al₂O₃含量或添加CaF₂,减少MgO含量,可以显著提高炉渣吸附夹杂物的速度和能力。低碱度渣精炼的钢液中夹杂物成分含有≥20%SiO₂,塑性较好,夹杂物的尺寸为15～20μm。高碱度渣精炼的钢液中典型的夹杂物是氧化铝和铝镁尖晶石等脆性夹杂物,尺寸≤5μm。     

轴承钢全氧含量控制技术研究

转炉方坯连铸工艺生产轴承钢,分析表明：加强熔池搅拌,使钢渣充分反应,控制转炉下渣量小于5kg／t钢,加强吹氩搅拌,控制LF顶渣碱度在2．0～2．5之间,w（FeO）＋w（MnO）小于0．5％,可使轴承钢中全氧含量进一步降低。     

我国轴承钢生产的发展

１９９０年我国高碳铬轴承钢材产量达到６０．７７万ｔ，１９９４年达到５６．８３万在，基本满足了轴承行业的需要。１９９４年精炼钢的比例已达到６６．２３％，氧含量基本上降到了１５ｐｐｍ。具有较先进工艺的厂家，氧含量降到１０ｐｐｍ左右。     

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.     

转炉-LF-VD-CC流程轴承钢显微夹杂物的分析

系统分析了石钢45 t顶底复吹转炉-LF-VD-中间包冶金过程各工序轴承钢中显微夹杂物的行为、特征、数量及变化历程。钢中的夹杂物由LF处理前的块状Al₂O₃、铬硅酸盐和铬锰酸盐逐步转变为铸坯中的铬钙酸盐、球状铬硅酸盐和条状铬锰酸盐夹杂;显微夹杂数量平均值由LF处理前8.74个/mm²减少为铸坯中2.72个/mm²,夹杂物尺寸亦减小。     

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。     

轴承钢冶炼工艺对滚动轴承额定动负荷系数的影响

对分别用电弧炉，真空脱气和电渣工艺冶炼的轴承钢生产的２０４轴承进行寿命试验，得出轴承额定动负荷系数ｂｍ，电炉钢为１，真空脱气钢为１．３，电渣钢为１．７。     

轴承钢精炼与浇铸技术发展概况

概述了瑞典、德国、法国、意大利、日本和俄罗斯轴承钢生产工艺流程和设备特点,重点介绍二次精炼和浇铸时对钢中氧含量和夹杂物的控制,讨论轴承钢精炼和连铸技术的发展趋势。     

高碱度渣精炼对轴承钢夹杂物的影响

对国内外几家特钢厂生产的GCr15轴承钢中夹杂物进行了试验分析 ,结果表明 ,在炉渣碱度较高 (CaO SiO2 =3～ 4 5 )的精炼条件下 ,低氧含量 (≤ 7× 10 - 6 )的轴承钢中夹杂物主要为 :含Cr、Fe的复合MnS夹杂 ,TiN型夹杂 ,具有不同MgO含量的镁铝尖晶石 (MgO·Al2 O3)夹杂 ;未发现单独存在的铝酸钙型 (CaO·Al2 O3)球状夹杂物。随渣碱度提高和钢中氧含量降低 ,镁铝尖晶石夹杂物中的MgO含量增加 ;当渣系碱度CaO SiO2 达 4 5时 ,镁铝尖晶石夹杂物中含有CaO。     

铝对高碳铬轴承钢氧含量和夹杂物的影响

本文通过运用详实的工艺试验研究及大生产的统计数据，对影响高碳铬轴承钢冶金质量的主要因素进行分析讨论，重点阐述了在不同工艺条件下的加Al量、加Al方式、加Al时间对轴承钢氧含量和夹杂物的影响。