一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法
2023-10-05 13:03:09 9
一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法
【專利摘要】一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，屬於高碳鉻軸承鋼的生產【技術領域】。工藝流程為電爐全鐵水冶煉→LF-VD精煉→200mm2方坯全保護澆鑄→鑄坯緩冷→棒材廠加熱爐加熱→控制軋制→軋材緩冷→產品入庫。解決了高碳鉻軸承鋼電爐生產成本高、周期長的問題，電爐可以採用100%全鐵水進行冶煉，控制合適的爐壁氧槍吹氧強度及底吹氬攪拌，在達到目標溫度和磷含量等指標要求下，進行高碳含量出鋼，且可以採用偏心底出鋼防止氧化渣進入鋼包，出鋼爐渣及鋼水氧化性低，利於提升軸承鋼純淨度，兼具了電爐與轉爐的優點，降低了生產成本，提高了產品質量。
【專利說明】一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於高碳鉻軸承鋼的生產【技術領域】，特別是提供了電爐採用全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，適用於傳統電爐通過技術改造，可進行全鐵水冶煉，結合後續精煉及連鑄工藝生產高碳鉻軸承鋼鋼種。
【背景技術】
[0002]高碳鉻軸承鋼主要用於汽車，摩託車，家電，拖拉機，鐵路車輛，冶金礦山機械及高速旋轉、高負荷機械軸承上的鋼球、滾子和套圈。在本發明之前，國內傳統的軸承鋼生產工藝主要分為兩種:廢鋼一電爐冶煉一LF爐精煉一真空精煉一模鑄或連鑄一軋制；高爐鐵水—轉爐冶煉一LF爐精煉一真空精煉一模鑄或連鑄一軋制。採用傳統電爐工藝生產高碳鉻軸承鋼廢鋼價格高、能耗高、周期長、冶煉組織難度大，生產成本高；採用轉爐工藝生產高碳鉻軸承鋼，終點碳一般難於控制，出鋼爐渣及鋼水氧化性強，鋼材純淨度不理想。
[0003]本發明通過傳統電爐的技術改造，可以進行全鐵水冶煉生產，降低了生產周期和生產成本，冶煉終點可以採用高拉碳出鋼，且可以採用偏心底出鋼防止氧化渣進入鋼包，兼具了電爐與轉爐的優點，降低了生產成本，提高了產品質量。本發明採用電爐全鐵水冶煉一LF+VD爐精煉生產連鑄坯，可以生產規格Φ80_以下的軸承鋼，生產成本大大降低，實物質量可以達到GB/T18254-2002標準要求，氧含量、夾雜物等指標控制較好。
【發明內容】
[0004]本發明的目 的是提供一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，解決了採用電爐工藝生產高碳鉻軸承鋼，周期長，生產成本高，轉爐生產軸承鋼出鋼爐渣及鋼水氧化性強，鋼材純淨度不理想的問題。
[0005]本發明的工藝流程為電爐全鐵水冶煉一LF-VD精煉一200mm2方坯全保護澆鑄一鑄坯緩冷一棒材廠加熱爐加熱一控制軋制一軋材緩冷一產品入庫。
[0006]本發明的技術關鍵主要有以下兩點:1、解決了高碳鉻軸承鋼電爐生產成本高、周期長的問題，電爐可以採用100%全鐵水進行冶煉；2、全鐵水冶煉可以進行高碳含量出鋼，出鋼爐渣及鋼水氧化性低，利於提升軸承鋼純淨度；3、通過電爐一連鑄純淨鋼生產工藝提供了滿足國標的軸承鋼。
[0007]採取的措施是通過對傳統電爐進行技術改造，電爐採用100%全鐵水進行冶煉，控制合適的爐壁氧槍吹氧強度及底吹氬攪拌，在達到目標溫度和磷含量等指標要求下，進行高碳含量出鋼。出鋼過程採用偏心底出鋼技術，防止爐中高氧化性爐渣進入鋼包。另一方面，通過LF爐、VD真空處理等純淨鋼冶煉技術及連鑄保護澆注，軸承鋼實物質量可以滿足標準要求。
[0008]本發明在各環節控制的工藝參數如下:
[0009]1、電爐在裝入制度上，少裝或不裝廢鋼,鐵水裝入量為80%_100% ；
[0010]2、採用高拉碳工藝，終點碳含量在0.40-0.70%,磷含量P < 0.012%，出鋼採用鋁深脫氧，偏心底出鋼；
[0011]3、LF-VD精煉爐高鹼度低氧化性渣精煉；鹼度R4.0-6.0, TFe ( 1.0, LF爐處理畢進行弱吹IS 15-30min ；
[0012]4、連鑄採用全保護澆注，過熱度控制在30°C以內，以拉速0.9-1.2m/min澆注。
[0013]所述的全鐵水冶煉工藝是指:電爐少裝或不裝廢鋼，鐵水裝入量最大可達到100% ；
[0014]所述的高拉碳工藝是指為減少碳粉加入量及降低鋼材原始氧化性，終點碳含量控制在0.40-0.70%，出鋼採用鋁脫氧，偏心底出鋼；
[0015]所述的高鹼度低氧化性渣精煉是指精煉爐渣鹼度R為4.0-6.0，TFe < 1.0。
[0016]本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，需進行傳統電爐技術改造，爐壁加裝三支氧槍，以增大電爐供氧強度。
[0017]本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，軋制工藝根據高線棒材車間設備條件，控制開軋溫度1050-1100°C，終軋溫度900-950°C。同時為防止軋材冷卻過快產生熱應力，要求冷床採用快移的方式，移動到冷剪處分段剪切。
[0018]本發明一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，為釋放軋材中的氫及軋制過程產生的應力，預防白點缺陷產生，需要進行軋材緩冷，要求控制剪切溫度在4000C _500°C之間，迅速入緩冷坑緩冷，緩冷時間24-48h，待軋材溫度降低到室溫後出庫發貨。
[0019]採用該工藝生產的高碳鉻軸承鋼鋼種為GCrl5，產品規格為Φ 20~Φ80πιπι，通過採用全鐵水冶煉工藝，生產成本低，鋼材純淨度高，氧含量可以控制在6-12ppm，碳化物帶狀及碳化物液析平均1.0級，各項指標滿足GB18254-2002的標準要求。
【具體實施方式】
[0020]首鋼生產高碳鉻軸承鋼的流程為:電爐冶煉一出鋼深脫氧一LF+VD精煉一200mm方坯保護澆注一鑄坯緩冷一棒材車間加熱爐加熱一控制軋制一軋材緩冷一產品入庫。
[0021]鐵水S≤0.050%。採用100%全鐵水冶煉，總裝入量65-70噸。電爐採用S1-Mn合金配Mn，不足Si部分用矽鐵補齊，採用高碳鉻鐵配鉻。終點碳含量0.60%，採用鋼芯鋁終脫氧，偏心底出鋼。LF爐採用高鹼度低氧化性渣，鹼度R4.0-6.0, TFe≤ 1.0, LF爐處理畢進行弱吹氬≥ 15min，精煉周期按60分鐘/爐控制。採用全保護澆注，結晶器採用電磁攪拌。二冷比水量按0.30L/kg鋼控制。按4流組織澆注，目標澆注周期60min/爐。中間包鋼水目標過熱度30°C以內，拉速按照0.9-1.2m/min控制，目標l.0m/min。為促進氫的擴散，鑄坯高溫吊入緩冷坑緩冷24h以上，入坑溫度600°C。
[0022]為保證軸承鋼鑄坯碳化物充分溶解，加熱爐加熱溫度控制在1200°C，加熱時間180min,開軋溫度1080 °C，軋後在冷床上快速移動，控制剪切溫度在400°C以上，入緩冷罩緩冷，緩冷時間48h，待軋材溫度降低到室溫後出庫發貨。
[0023]採用本發明生產的高碳鉻軸承鋼各項指標滿足GB/T18254-2002標準要求，鋼材純淨度及低倍質量良好，達到了國內同類質量水平，結果見表1:
[0024]表1、實物質量檢驗結果
[0025]
【權利要求】
1.一種電爐全鐵水冶煉工藝生產高碳鉻軸承鋼的方法，電爐全鐵水冶煉一LF-VD精煉—200mm2方坯全保護澆鑄一鑄坯緩冷一棒材加熱爐加熱一控制軋制一軋材緩冷一產品入庫；其特徵在於，控制的工藝參數如下: Cl)電爐在裝入制度上，鐵水裝入量為80%-100% ； (2)採用高拉碳工藝，終點碳含量在0.40-0.70%，磷含量P < 0.012%，出鋼採用鋁深脫氧，偏心底出鋼； (3)LF-VD精煉爐高鹼度低氧化性渣精煉；鹼度R4.0-6.0, TFe ( 1.0, LF爐處理畢進行弱吹氬15-30min ； (4)連鑄採用全保護澆注，過熱度控制在30°C以內，以拉速0.9-1.2m/min澆注； (5)軋制工藝:控制開軋溫度1050-1100°C，終軋溫度900-950°C； (6)軋材緩冷，要求控制剪切溫度在400°C_500°C之間，入緩冷坑緩冷，緩冷時間24-48h。`
【文檔編號】B22D11/16GK103849710SQ201410073990
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月1日 優先權日:2014年3月1日
【發明者】張慧峰, 王韶光, 崔京玉, 王立峰, 馬才禮, 畢洪志, 李凱, 王巖, 翟利偉, 鄧素懷, 孫齊松 申請人:首鋼總公司