120 t BOF-LF-RH-CC流程GCr15轴承钢洁净度研究

对“120 t BOF-LF-RH-CC”流程GCr15轴承钢的洁净度研究结果表明,LF精炼结束以Al2O3·MgO尖晶石和Al2O3-MgO-CaO夹杂为主,RH真空处理后,Al2O3·MgO尖晶石几乎全部消失,钢中夹杂物以液态钙铝酸盐为主,T.O含量降至5.3×10-6;浇注过程中间包重新生成Al2O3·MgO尖晶...     

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。     

GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的演变机理研究

为了探索国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的存在形式及形成机理,针对LF精炼过程进行了系统取样,利用ASPEX自动扫描电镜并结合FE-SEM,研究分析了L F精炼过程中夹杂物的演变过程.研究发现,GCr15轴承钢LF精炼开始稳定时,非金属夹杂物主要为Al2 O3类夹杂物,到LF精炼终点逐渐演变成近似球形的D...     

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。     

高纯净GCr15轴承钢脆性夹杂物的控制

分析了铁水 废钢-100 t EAF-LF(VD)-CC生产的高纯净GCr15轴承钢D类和B类夹杂物的组成,试验了精炼渣成分和VD吹氩搅拌对钢中脆性夹杂物含量的影响.结果表明,兴澄特钢GCr15钢中大尺寸D类夹杂组成为O-Al-Ca-S、O-Al-Mg-Ca-(S)和Ti-N-Cr:B类夹杂组成为O-Al-Ca、O-Al-Mg-Ca;采用(%)40-60CaO、20～40Al2O3、5～12MgO、4～10SiO2精炼渣系,延长VD吹氩搅拌时间,控制耐火材料质量,使钢中总氧含量≤8×10-6,可有效地控制钢中大颗粒脆性夹杂物,达到高纯净度技术要求.     

废钢+铁水-50 t EAF-LF-VD流程GCr15轴承钢中的非金属夹杂物行为

通过50 t EAF配加30~40 t铁水和12~16 t优质废钢,EBT无渣出钢,加150~200 kg钢芯铝预脱氧,LF用SiC扩散脱氧,控制精炼渣碱度4.0~5.9, VD前后软吹氩、连铸保护浇铸和电磁搅拌等工艺措施,GCr15轴承钢轧材中的氧含量为8×10^-6~9×10^-6。分析结果表明,LF前至VD后钢中夹杂物尺寸一般≤10μm,最大尺寸40μm,大部分夹杂物尺寸为3~6μm; LF前主要夹杂物为Al₂O₃,镁铝尖晶石,硫化物,Cr₂O₃, TiO₂; VD前后为镁铝尖晶石,CaS和MgO。     

GCr15轴承钢夹杂物缺陷分析及改进

研究了转炉生产GCr15轴承钢铸坯的夹杂物、T[O]变化,铸坯中的夹杂物主要来自VD炉脱气和浇铸过程,钢材缺陷处的夹杂物主要是由Ca-Al-Mg等组成的复合夹杂物。通过控制精炼过程渣,优化精炼后期配电、氩气搅拌和碳化硅加入制度等措施,GCr15钢材的平均T[O]下降了8.45%,钢材缺陷率降低了0.26%,效果非常显著。     

EAF—LF—VD—CC流程生产GCr15轴承钢的洁净度及夹杂物演变

为探究GCr15轴承钢在冶炼过程中夹杂物的演变规律,基于国内某钢厂EAF—LF—VD—CC工艺过程进行全流程取样分析,系统研究了全流程杂质元素含量的变化以及夹杂物的演变.分析结果表明,轧制后的轧材钢样杂质元素Ca和Ti的质量分数较高,分别达到0.001 6%和0.001 7%,全氧(T.O)质量分数为0.000 7%.轧材中夹杂物类型主要为镁铝尖晶石、钙铝酸盐类和硅酸盐类复合夹杂物.较大尺寸的夹杂物出现在LF和VD精炼工位,且夹杂物最大尺寸超过了30μm.VD破真空后出现了大量CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂类复合夹杂物,成分分布均匀,个别尺寸甚至超过45μm.连铸坯和轧材中MnS和TiN夹杂物占比较高.     

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.     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。     

高品质轴承钢BOF-LF-RH-CC和EAF-LF-VD-CC工艺夹杂物演变规律

以某公司两种不同轴承钢生产工艺为例,对BOF-LF-RH-CC和EAF-LF-VD-CC工艺生产的轴承钢中夹杂物进行了对比分析。初炼炉的出钢碳含量会对LF精炼前期夹杂物的数量以及成分产生影响,BOF出钢w(C)=0.07%的炉次,LF精炼初期夹杂物数量为5.04个/mm²且主要为Al₂O₃夹杂物;EAF出钢w(C)=0.58%的炉次,LF精炼初期夹杂物数量为2.49个/mm²且主要为MgO·Al₂O₃夹杂物,但在LF精炼结束时出钢碳含量对夹杂物数量的影响较小。LF精炼炉渣中CaO活度会对夹杂物中CaO的含量产生影响,BOF-LF-RH-CC工艺LF精炼渣CaO活度为0.632,对应的精炼结束时夹杂物中w(CaO)=5%;EAF-LF-VD-CC工艺LF精炼渣CaO活度为0.965,对应的精炼结束时夹杂物中w(CaO)=18%。对比分析过RH、VD后轴承钢夹杂物的成分和数量变化情况,发现经RH处理后MgO·Al₂O₃     

GCr15轴承钢中Ti含量的控制

从轴承钢的生产工艺特点和质量要求出发,结合实验室研究及大生产的统计数据,对影响轴承钢中钛含量的主要因素进行了分析讨论,重点阐述了炉渣碱度、钢中Als、渣中A1<,2>O<'3>及TiO<'2>对轴承钢中钛含量的影响.通过工艺优化,生产的GCr15轴承钢平均钛质量分数控制在0.004 5%.     

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...     

GCr15SiMn轴承钢中大尺寸TiN生成与控制

 以西宁特钢EAF→LF→VD→IC工艺路线生产GCr15SiMn轴承钢为研究背景,采用矿物解离分析仪、夹杂物自动分析系统、化学分析及X射线荧光光谱仪等检测手段与热力学计算相结合的方法,研究了铸锭中大尺寸TiN夹杂物的析出机理,分析了冶炼阶段钢液中钛含量增加的原因,并提出了相应的改进工艺。通过对轴承钢中残余钛、氮含量的热力学计算,发现大尺寸TiN主要是在凝固过程中析出和长大,降低冶炼过程中钛含量是控制TiN生成的主要途径。对原工艺冶炼过程钛含量变化进行分析,钢液中钛增量主要发生在EAF出钢→LF结束阶段,其中52%钛增量来自于炉渣。为了避免炉渣中钛进入钢液,借助于七元炉渣CaO-SiO₂-MgO-FeO-Al₂O₃-MnO-TiO₂与钢液之间平衡的钛分配比(LTi)模型,计算了铝含量和炉渣中CaO含量对LTi 的影响,预测了最佳的平衡炉渣成分。结果表明,适当降低铝含量和炉渣中CaO含量可以提高渣-钢之间的钛分配比,降低钢液的钛含量;当铝质量分数为0.015%～0.025%、CaO质量分数为50%～55%时,其他炉渣组元的最佳成分(质量分数)为18%～24% Al₂O₃和12%～17% SiO₂。此外,定量描述了不同LTi条件下EAF下渣量与LF终点钛含量的关系。最后,采用“低炉渣碱度、低铝含量以及严格控制电炉下渣量”的改进措施进行了优化试验,优化后冶炼终点钛质量分数可控制在小于0.002 0%,铸锭TiN平均数密度可由原工艺的2.09个/mm2降低至0.73个/mm2,且TiN尺寸几乎都小于10 μm。     

形变温度对GCr15SiMn钢网状碳化物演化行为的影响

 在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行单轴热压缩试验,研究了形变温度对GCr15SiMn钢的组织尤其是网状碳化物的影响。利用连续度系数来定量表征网状碳化物的连续程度。综合分析了形变温度对晶粒尺寸以及网状碳化物的连续度系数的影响。结果表明：随形变温度的升高,网状碳化物的连续性与晶粒尺寸的变化规律保持较好的一致性。网状碳化物的破碎程度随形变温度的降低而增大。综合考虑网状碳化物连续程度、晶粒尺寸以及变形抗力等因素,在轧后不控冷的条件下,GCr15SiMn的终轧温度宜定在800～850 ℃,其中以850 ℃为最佳。     

轴承钢中D类夹杂物的形成与控制

轴承钢对钢中非金属夹杂物, 尤其是对D类夹杂物的要求非常严格.为了分析国内某钢厂GCr15轴承钢棒材试样探伤不合的D类夹杂物形成原因并提出有效控制措施, 采用ASPEX自动扫描电镜对GCr15轴承钢生产工艺优化前后全流程夹杂物的演变进行观察.研究结果表明, 原工艺下轴承钢中D类钙铝酸盐夹杂物生成的主要原因包括两个方面, 一是精炼渣碱度过高导致渣中Ca O活度很大;二是在真空脱气 (VD) 精炼过程中, 强烈搅拌给钢-渣反应提供了良好的动力学条件.本文从精炼渣碱度和VD真空度两方面对轴承钢生产工艺进行了优化.优化后能够在保持高洁净度情况下, 使钢中夹杂物由钙铝酸盐类转变为镁铝尖晶石类, 减少了轴承钢中D类夹杂物的生成.