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转炉流程出产GCr15轴承钢洁净度研讨

来源:轴承网时间:2013-03-16

　　摘要：对准转炉→LF→RH→连铸的GCr15轴承钢出产工艺；选用体系取样、归纳剖析等办法；对转炉、LF、RH、中心包、铸坯中T[O]以及非金属搀杂物改变进行体系研讨.成果标明铸坯中T[O]均匀值为12×10-6；钢材中T[O]均匀值为9×10-6；铸坯中大型搀杂物总量均匀值为2。68mg/10kg.选用合理的工艺；转炉流程能够出产出高洁净度水平的GCr15轴承钢.
　　关键字：转炉，轴承钢，搀杂物，洁净度
　　Research on Cleanliness of GCr15 Bearing Steel Produced By BOF
　　JIA Nan1 ;WU Huajie1 ;BAO Yanping1 ;XUE Zhengxue2 ; WU Xun1 ;MA Fuping 2
　.1。 University of Science and Technology Beijing，2。 Xingtai IRON&STEELCORP。,LTD)
　　Abstract: A research was made on the cleanliness of GCr15 bearing steel produced by BOF-LF-RH-CC。 The Variation of the total oxygen content and the behavior of non-metallic inclusion have been studied systematically。 It is found that the average total oxygen content in billet is 12×10-6；in wire rod is 9×10-6, theaverage amount of macro-inclusion in casting billet is 2。68 mg/10kg.The results show that high cleanliness GCr15 bearing steel can be produced by BOF。
　　Key words:BOF; bearing steel; inclusion; cleanliness
　　1 前语
　　现代科学技能的开展；需求轴承具有高寿数；高稳定性和高可靠性；这就需要将轴承钢中各种杂质含量下降到最低程度；而影响轴承寿数的重要因素之一就是轴承钢的洁净度[1；2].轴承钢洁净度首要指钢中氧含量凹凸以及搀杂物的描摹、尺度和散布[3；4].因为铁水中搀杂元素含量.诜细肿试瓷俚纫蛩兀荒壳肮诔Ъ胰缥涓帧⑹帧⑴矢帧⑿细值瓤疾捎米鞒躺岢懈.本文对某钢厂转炉流程出产GCr15轴承钢的洁净度进行了研讨.
　　2 出产工艺及研讨办法
　　转炉流程轴承钢工艺道路为：高炉→顶底复吹转炉?→LF精粹→RH精粹→连铸.高炉铁水和必定份额的废钢在转炉中熔炼后出钢；出钢时进行脱氧和合金化操作.LF工艺选用白渣操作；钢水在RH炉中进行真空脱气操作；连铸机为4流弧形连铸机；结晶器选用电磁拌和技能.
　　在一个浇次6炉钢顶用提桶取样器进行取样；在转炉、LF炉、RH、中心包、铸坯工序别离取样.将所取各工序金相试样经过粗磨、细磨（6道砂纸）和抛光后在光学显微镜下接连调查100个视.臣聘鹘锥渭性游锏氖浚焕嘈图俺叽绶植迹唤叽绶治<2mm；2～4mm；4～6mm；6～10mm；>10mm五级.
　　选用日本电子产JSM-6480LV扫描电镜；对搀杂物描摹进行调查；对搀杂物成分使用电子探针进行定量成分剖析.选用大样电解法；剖析铸坯中尺度大于50μm的大型搀杂物描摹和成分.
　　3 成果剖析与评论
　　GCr15轴承钢国标成分；体系取样时辰.开浇炉为非稳态浇注；其他各取样炉次为稳态浇注.
　　3。1 各工序T[O]和[N]改变状况
　　体系取样进程中各工序全氧均匀值、全氮均匀值.转炉结尾T[O]均匀值为56×10-6；而进LF钢中T[O]为16×10-6；T[O]下降40×10-6；阐明转炉出钢后脱氧较好.从6炉均匀值来看；进出LF钢液全氧含量下降1×10-6.出RH钢中T[O]均匀值为11×10-6；均匀下降4×10-6；标明RH具有较显着的脱氧效果.精粹完后到中心包是一个增氧的进程；从11×10-6增至13×10-6；线材中T[O]均匀值为9×10-6；小于国标需求的12×10-6水平.若是进一步加强保浇注；优化中心包冶金效果；能够进一步进步转炉轴承钢洁净度水平.
　　转炉结尾氮含量最低；均匀20×10-6；转炉出钢后根本都是一个增氮的进程；转炉后至LF运送进程中增氮25％，LF进程增氮较凶猛；均匀添加9×10-6；LF后氮为34×10-6；LF精粹进程增氮36％，RH有必定的脱氮效果；均匀下降9×10-6，吊包后及中包浇注进程；中心包内增氮较多；均匀添加8×10-6；线材中[N]均匀值为30×10-6.
　　3。2 轴承钢精粹进程中非金属搀杂物剖析
　　轴承钢精粹进程中首要存在以下四类搀杂物即：Al2O3；MnS；铝酸钙；铝酸钙+硫化物复合搀杂.典型搀杂物描摹、尺度以及组成如下表3所示.
　　LF处置前钢中搀杂物首要是簇状Al2O3；球形的铝酸钙搀杂以及球状的铝酸钙+MnS.簇状Al2O3尺度较大；其它类型搀杂物尺度根本上在5μm左右；纯Al2O3是转炉出钢时铝脱氧的产品.揣度钢中Ca元素由残铝复原精粹渣进入钢中；所以钢中存在铝酸钙搀杂.块状的MnS搀杂物首要来源于脱氧剂锰铁以及合金剂铬铁的参加.金相成果标明入LF炉时；搀杂物中0~2μm占总数的30。6%；2~4μm占6。5%；4~6μm占14。5%；6~10μm占30。6%；>10μm占17。7%.
　　LF处置后；Al2 3搀杂物数量十分少；且簇状Al2O3转变为块状Al2O3；其他搀杂物类型与入LF前一样；并且小颗粒搀杂增多；尺度大于10μm占8。8%.从RH工艺到中心包；钢中搀杂物首要有具有规矩形状的MnS搀杂；球形的钙铝酸盐；搀杂物尺度<5μm.搀杂物类型改变不大.且尺度大于10μm的大颗粒搀杂进一步削减.
　　3。3 轴承钢铸坯非金属搀杂物剖析
　　铸坯中存在以下三类搀杂即：铝酸钙；铝酸钙+硫化物复合搀杂以及富含V元素的TiN搀杂物；TiN搀杂典型描摹和能谱如图3所示.铸坯中搀杂物尺度根本上在5μm以内；但也存在尺度大于10μm的铝酸钙搀杂和TiN搀杂；铸坯中尺度大于10μm搀杂物典型描摹和组成如表4所示.
　　正常浇注炉；铸坯大型搀杂物扫描电镜剖析成果标明：所测33个搀杂物中；含K元素的搀杂物有15个；占铸坯大型搀杂物总数的45%；标明浇注进程可能有结晶器保渣进入钢中.别的经过加强结晶器液面动摇监测；加强浇注进程中心包钢水分量和中心包恒重浇注的监控等手法进步非稳态浇注水平.
　　4 定论
　　1)选用转炉→LF→RH→连铸工艺能够出产GCr15轴承钢；钢材中T[O]为9×10-6；转炉轴承钢洁净度水平比较高.
　　2)轴承钢精粹进程中存在Al2O3；MnS；铝酸钙；铝酸钙+硫化物这四类搀杂物；搀杂物尺度在5μm左右.Al2O3；MnS与脱氧剂以及合金的参加有关；钢中铝酸钙以及铝酸钙+硫化物搀杂物与钢中残铝复原精粹渣有关.残铝与精粹渣效果状况需进一步研讨.
　　3)铸坯中存在以下三类搀杂：铝酸钙；铝酸钙+硫化物以及富含V元素的TiN搀杂物搀杂物尺度根本在5μm之内；标明该工艺出产的轴承钢搀杂物尺度较.欣谔岣咧岢懈值钠＠褪倜髦写笮图性游镒芰康钠骄滴2。68mg/10kg；避免浇注进程中二次氧化、下渣及结晶器卷渣可进一步下降大型搀杂物含量；进步铸坯洁净度水平.

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