GCr15轴承钢精炼渣结壳机理

 针对GCr15轴承钢生产过程中精炼渣结壳严重,导致钢液大量吸气、钢中夹杂物增多的问题,通过对结壳程度不同的精炼渣进行工业取样,采用化学分析、物理测试、微观测定的方法,研究其化学成分、熔化状况和微观结构对结壳的影响。研究发现,结壳物主要物相为钙铝酸盐、氧化钙、尖晶石和硅酸二钙,且高熔点的氧化钙、尖晶石、硅酸二钙先于低熔点的钙铝酸盐析出,并存在于钙铝酸盐之中,增加了钙铝酸盐晶体之间的结合强度,造成精炼渣结壳;应优化精炼渣成分,使其处于CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中钙铝酸盐物相区,减少冷却过程高熔点物相析出,防止凝固结壳的发生。     

GCr15轴承钢精炼渣成分预测模型

根据相关热力学数据,并结合炉渣结构的共存理论,通过GCr15轴承钢的化学成分,计算出渣钢反应达到平衡时的炉渣成分。计算结果与实际生产数据基本一致,根据本模型计算结果,实际生产当中,控制钢液中的w［Al］s=0.01%~0.03%,溶解w［Ca］=0.00003％~0.00005％,溶解w［Mg］=0.00002％~0.00004％时,溶解氧质量分数在0.0005％以下。精炼渣成分大致为w(CaO)=50%~60%,w(MgO)=2%~4%,w(SiO2)=10%~25%,w(Al2O3)=10%~35%,FeO和MnO质量分数接近于0。     

GCr15轴承钢精炼渣冷却过程矿相析出热力学分析和应用

采用FactSage热力学计算及实验室研究相结合的方法,研究了碱度（R）2.5~5.4、Al₂O₃（14%~30%）和MgO（3%~15%）对GCr15轴承钢CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元精炼渣矿相析出的影响,结果表明,1 600℃时,随着碱度由2.4增加至5.4,硅酸盐类矿物的析出量由56%降低至30%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的总析出量从28.0%增加至58.2%;当渣中Al₂O₃含量由14%增加至30%时（R4.4,7%MgO）,析出的金属氧化物固溶体由26%降低到3.5%,硅酸盐类矿物析出量由42%降低到33%,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₃三种矿物的析出量则由32.2%增大到63.2%;当渣中MgO含量由5%增加至15%时（R4.4,26%Al2O3）,硅酸盐类矿物,Ca₃Al₂O₆、Ca₃MgAl₄O₁₀和CaAl₂O₄析出量变化并不显著。当碱度4~5,4.5%~5.5%MgO,24%~27%Al₂O₃时,四元渣具有适宜的黏度和熔化温度,有较好的流动性和吸附夹杂物能力。热态重熔实验确定的渣系矿相组成与热力学模拟结果一致。     

LFV精炼GCr15轴承钢

ＬＦＶ精炼ＧＣｒ１５轴承钢穆大巍，赵振刚，佟哲，孔祥林，郑辉，宋玉利（北满特殊钢股份有限公司研究所）ＳｔｕｄｙｏｎＬＦＶＲｅｆｉｎｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＢａｌｌｂｅａｒｉｎｇＳｔｅｅｌＧＣｒ１５￥ＭｕＤａｗｅｉ；ＺｈａｏＺｈｅｎｇａｎｇ；ＴｏｎｇＺ...     

GCr15轴承钢LF含BaO精炼渣系脱硫研究

通过Mo丝高温电阻炉采用正交实验法研究了LF精炼渣系（/%:28.75～58.05CaO、12.50～32.43Al₂O₃、0～15BaO、8～20SiO₂、6MgO、10CaF₂）的成分对高碳铬轴承钢GCr15（/%:0.99C、1.45Cr、0.034S）脱硫的影响。结果表明,当（CaO）/（Al₂O₃）=2.5,（SiO₂）=14%,（BaO）由0增至8%时,精炼渣对钢液的脱硫率增加,（BaO）由8%增至15%时脱硫率降低;当（BaO）=7.5%,（SiO₂）=14%时,随（CaO）/（Al₂O₃）增加,精炼渣的脱硫率增加;当（BaO）=7.5%,（CaO）/（Al₂O₃）=2.5时,随（SiO₂）增加,精炼渣的脱硫率降低。钢液最佳脱硫效果的LF精炼渣组成为:6%～10%（BaO）,3.5～4.0（CaO）/（Al₂O₃）,8%～12%SiO₂。     

GCr15轴承钢LFV精炼工艺的研究

本文叙述了我厂LFV—40型钢包精炼炉的有关设备及冶炼工艺对冶金质量的影响,重点讨论了低碱度渣、钢中最佳铝含量与合适的吹氩搅拌功。     

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GCr15轴承钢80t转炉-钢包炉精炼渣的研究

GCr15轴承钢的冶炼流程为80 t顶底复吹转炉-LF精炼-VD-180 mm×220 mm连铸工艺。研究了碱度3～8的CaO-SiO₂-Al₂O₃-CaF₂-MgO精炼渣系对高品质GCr15轴承钢（/%:0.95～1.05C、0.15～0.35Si、0.25～0.45Mn、1.40～1.65Cr、≤0.025P、≤0.025S、≤0.001 2[O]）冶金质量的影响。生产结果表明,采用碱度5.8的精炼渣（/%:50～55CaO、6～12SiO₂、15Al₂O₃、10CaF₂、≤0.5FeO、≤8MgO）可有效地降低钢中氧含量和夹杂物,GCr15轴承钢的氧含量为（5～9）×10^-6,平均氧含量为5.6×10^-6,硫含量达0.005%～0.009%,夹杂物0～0.5级。     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢夹杂物特性的影响研究

为了研究高碱度精炼渣对GCr15轴承钢夹杂物的影响规律,采用真空感应炉对GCr15轴承钢进行了重熔精炼实验,并用扫描电镜与能谱分析仪对原样和重熔样夹杂物的尺寸、形貌和化学成分进了分析。研究结果表明:经重熔精炼后各类型夹杂物尺寸均明显减小。高碱度精炼渣重熔过程中,Al_2O_3类夹杂转变为部分复合钙铝酸盐外包硫化物的Al_2O_3夹杂;初始钙铝酸盐类夹杂转变成外包硫化物的钙铝酸盐夹杂;此外,简单的硫化物夹杂转变为复合硫化物,从而在熔炼过程中更易上浮脱除。高碱度精炼作用可显著改变夹杂物形态及尺寸,提高GCr15轴承钢质量。     

铝脱氧轴承钢GCr15精炼渣最优成分的分析与实践

为了研究铝脱氧轴承钢GCr15最适合的精炼渣系,利用FactSage热力学计算软件对MgO对精炼渣熔点的影响、精炼渣对平衡钢液成分的影响及精炼渣的脱硫能力等进行热力学计算,得出最适合的渣系成分,并将优化结果应用于国内某厂"100tEAF→LF→VD→CC"流程生产轴承钢GCr15的工业试验。结果表明,优化后的精炼渣系的主要成分(质量分数)为CaO 50%~55%,Al2O325%~33%,SiO26%~10%,MgO 5%~7%,R=5~7;使用该渣系进行工业试验,VD出站时全氧质量分数可达到0.001 1%~0.001 3%;铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3、MgO-Al_2O_3、MnS、TiN、钙铝酸盐和硅酸盐等,其中氧化物类夹杂的个数密度在3个/mm~2以下,平均等效直径在4μm以下。     

GCr15轴承钢LF精炼过程钢的洁净度变化

对GCr15轴承钢LF精炼过程各阶段的钢中氧及夹杂物含量进行了研究.结果表明,在现有工艺条件下,LF精炼15～20 min时钢中氧含量已降低到较低水平,LF精炼结束后软吹时间控制15 min左右较为合理;LF精炼结束及中间包钢中大部分夹杂物尺寸在15 μm以下;应进一步加强浇铸环节的控制,减少钢水的二次污染.     

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...     

GCr15钢LF精炼渣系脱硫优化的研究

基于某钢厂现阶段LF精炼渣系脱硫效果差等问题,结合精炼渣脱硫机理进行实验研究。通过拟出10种精炼渣配方并对炉渣性能及钢中脱硫进行分析。研究发现,当精炼渣成分w(CaO)为45%~50%,w(SiO2)为18%~20%,w(Al2O3)为17%~21%,w(MgO)为9%~13%时脱硫效果较好,满足GCr15钢中脱硫要求。工业试验初步取得良好效果,为LF精炼渣系深脱硫提供依据。     

GCr15轴承钢连铸过程中热物性参数的研究

借鉴前人实验数据,采用一定的数学方法,对轴承钢的热物性参数进行了研究.结果表明:GCr15轴承钢的液相线温度为1 465.7℃,固相线温度为1 328.4℃,零强度温度为1 380℃左右,零塑性温度为1 330℃左右;在固相区、液固两相区、液相区分别采用不同的公式进行处理,可使结果更加准确,还避免了奇异性.研究结果可为轴承钢连铸工艺有限元模拟提供基础.     

GCr15轴承钢静态再结晶行为

在Gleeble-3800热模拟实验机上利用双道次热压缩的实验方法,获得了GCr15轴承钢在不同实验条件下的应力-应变曲线,研究了该钢种在高温变形道次间隔时间内的静态软化行为以及再结晶规律,模拟材料热加工组织性能,为制定合理的轧制工艺提供实验基础和理论依据。分析了变形温度、应变速率和道次间隔时间对其静态再结晶行为的影响,建立了GCr15钢静态再结晶动力学模型,相应的静态再结晶激活能约为118.72kJ/mol。结果表明:静态再结晶体积分数随变形温度的升高、应变速率的提高或道次间隔时间的延长而增大。     

GCr15轴承钢转炉冶炼工艺的研究

结合首钢第二炼钢厂实际生产情况,介绍了GCr15钢转炉生产的工艺,从理论及实际上对GCr15钢冶炼控制方面进行了分析。针对炼钢工序,从装入制度、造渣制度、吹炼制度、脱氧合金化及枪位控制5个方面进行了分析,最后得出比较合理的吹炼参数。经过多次生产试制,目前已达到了批量生产的能力。