專利名稱：一種高清潔高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)軸承鋼的生產(chǎn)方法，尤其是指高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法。
背景技術：
百年歷史的高碳鉻軸承鋼，其清潔度與軸承的疲勞壽命(軸承的疲勞壽命一般由鋼中夾雜物的形態(tài)、尺寸、數(shù)量和分布均勻程度所決定。)息息相關。長期以來(上世紀90年代以前)，冶金工作者一直把氧含量作為衡量軸承壽命的關鍵指標(80年代，清潔度的主要指標是鋼中氧含量氧含量越低，軸承疲勞壽命越高)，并對降低氧含量作了大量的研究和實踐工作，日本、瑞典等國的高碳鉻軸承鋼的氧含量(氧活度+氧化物夾雜)已控制在0.0010％(就是10×10-6，也就是10ppm)以下，如今日本軸承鋼氧含量已能控制在3-5ppm，國內(nèi)部分特鋼企業(yè)也已能控制在6-7ppm。
90年代初，隨著對軸承壽命影響因素的不斷研究和精密型的超低音和靜音軸承的市場需求(汽車工業(yè)、自動化工業(yè)、電子工業(yè)及IT產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，用于制作各種機械零部件的軸承要求微型化、輕量化和低噪音化。)，人們發(fā)現(xiàn)影響軸承壽命的主要因素除了氧含量之外，還有鋼中鈦含量、氮含量；鈦、氮的含量越低，軸承壽命越高。尤其鋼中氧含量≥0.0010％時，鋼中鈦含量≥0.0020％，精密型的超低音或靜音軸承的噪聲分貝大大增加。90年代后期，一些國際知名的精密軸承制造商對高碳鉻軸承鋼的清潔度提出了更高的要求(高清潔，超純)對同一爐次的高碳鉻軸承鋼，其氧含量、鈦含量和氮含量分別≤0.0007％、0.0012％和0.0055％。
目前能滿足精密軸承廠家對高碳鉻軸承鋼的高清潔純潔度基本要求的軸承鋼制造廠商，國外主要有日本，如川崎制鐵公司按LD-RH-CC工藝流程開發(fā)了高清潔軸承鋼生產(chǎn)方法(《世界金屬導報》，2003年2月25日，第3版)；大同知多鋼廠按EAF-LF-RH-CC流程開發(fā)了氧含量≤5ppm、Ti＜≤6ppm的生產(chǎn)方法(日本《電氣制鋼》第73卷1號，2002年1月，P61)，但都沒有涉及到詳細技術的介紹；而國內(nèi)的文獻報道只有寶鋼集團上海五鋼公司的《一種超純高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法(專利號ZL01132236.5)》，其特點是按DC-LF-VD-IC工藝流程開發(fā)了氧含量≤7ppm、鈦含量≤12ppm的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)方法，ZL01132236.5發(fā)明專利的不足之處是雖然提出了鋼包必須清理干凈的規(guī)定，但是實際操作過程中實行的“完全人工清理”勞動強度大，清理效果并不理想；其次，真空后添加物料的工藝操作破壞了鋼渣化學平衡，使得鋼中二次氧化產(chǎn)物(如Al2O3)由于沒有足夠的上浮時間而滯留在鋼液中；上述因素造成超純高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，成功率只有40％左右，影響了制造成本；另外，01 132236.5發(fā)明專利對上EBT型電爐的容量有要求，電爐容量＜60t的小型EBT電爐不能實施01132236.5發(fā)明專利方法。
另外，上述高清潔的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)方法中，無論是國內(nèi)(具有具體技術方案的專利文獻報道)的，還是國外(僅僅是通報式的文字報道)的，都沒有涉及氮含量的控制。眾所周知殘留在高碳鉻軸承鋼中的氮，易與鋼中鈦結(jié)合形成呈棱角形的、高熔點的氮化鈦夾雜，嚴重影響鋼的疲勞壽命；氮含量≤0.0055％(也就是55ppm)是目前DC(直流電爐)生產(chǎn)工藝的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開發(fā)一種高清潔高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法，通過電爐配料優(yōu)化、電爐初煉鋼液的脫磷脫鈦、鋼包爐精煉鋼液過程的脫氧脫硫、真空爐鋼液精煉過程的脫氧脫氣及模鑄過程的涂層流鋼磚使用和惰性氣氛保護澆注，克服了ZL01132236.5發(fā)明專利的技術缺陷，不僅使高碳鉻軸承鋼成品具有高清潔的純潔度(鋼中氧含量≤0.0007％，鈦含量≤0.0012％，氮含量≤0.0055％)，提高軸承壽命，也適宜于EBT型30噸小電爐生產(chǎn)，更為重要的是，冶煉成功率大大提高，由40％提高到80％，為冶金生產(chǎn)廠家降低制造成本和擴大生產(chǎn)規(guī)模奠定了基礎，滿足精密軸承制造廠商的要求。
本發(fā)明提供的一種高清潔高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法，其特征在于采用五步法冶煉工藝流程，電爐配料優(yōu)化-→電爐初煉鋼液-→底吹氬鋼包爐精煉-→真空爐脫氣-→模鑄。
第一步，選用低鈦、低銅和低磷的清潔廢鋼、直接還原鐵和優(yōu)質(zhì)生鐵作為金屬原材料配料，具體配比為清潔廢鋼+直接還原鐵＝70-75％，優(yōu)質(zhì)生鐵25-30％(與清潔廢鋼、直接還原鐵、優(yōu)質(zhì)生鐵相比，普通廢鋼、生鐵雜質(zhì)相對較多；優(yōu)質(zhì)生鐵的碳含量較高，應控制優(yōu)質(zhì)生鐵在金屬原材料配料的比例)；以滿足鋼中Cu、Sn、As、Sb、Pb等殘余元素的要求。
第二步，在30噸以上的EBT(EBT就是偏心底出鋼技術)型電爐(如果非EBT爐型或電爐容量小于30噸，那么，電爐出鋼時，電爐中的氧化渣容易卷入鋼包中使鋼液中的殘余鈦含量增高)中脫磷、脫鈦，將鋼中的磷含量脫除至≤0.007％，鈦脫除至≤0.0003％(若鋼中殘余的鈦含量＞0.0005％，成品中的鈦含量＞0.0012％；若鋼中殘余的鈦含量＝0.0004％～0.0005％，則成品鋼材的殘余鈦含量有可能大于0.0012％)以下(1)在電爐中，通電熔化廢鋼，輸入氧氣加速熔化廢鋼；(2)當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，適當將爐體朝爐門方向傾斜，使泡沫渣自爐門均勻流出；分3-4批添加總量8-12kg/噸鋼的石灰，持續(xù)造泡沫渣，以屏蔽電弧增氮效應(電爐通電時，空氣中的氮氣在電弧作用下，電離生成的N容易滲入鋼液)，充分促進爐渣的脫磷脫鈦反應(在高強烈氧化性氣氛下，大量的單質(zhì)Ti被氧化，以單相TiO2或含Ti的復合化合物狀態(tài)暫存于鋼液中，鋼液在強大的電磁場攪動下，夾雜物由于密度差的原理不斷上浮進入爐渣。由于爐渣中Ti化合物不斷增加，在一定的氧勢下，鋼渣處于相對平衡狀態(tài)，其對Ti化合物的容納能力減弱。因此必須通過不斷流渣造新氧化渣才能進一步降低鋼中的Ti含量，為精練工序創(chuàng)造有利條件。)；當爐料全部熔清，溫度＞1580℃時取樣進行化學分析，當鋼中Ti≤0.0005％，P≤0.007％時，進入升溫階段；(3)當溫度＞1650℃，取樣驗證化學成分，確保鋼中Ti≤0.0003％，P≤0.007％。出鋼溫度1650-1680℃；(4)電爐出鋼要求應控制電爐出鋼量在常規(guī)出鋼量的90-95％(出鋼量多了，EBT可能會下渣；出鋼量少了，引起成本增加。)；電爐出鋼過程中，同步進行合金化操作，合金化程度大于90％(合金化程度低會增重鋼包爐合金化任務，導致鋼包爐處理時間長，不利于脫氧和控制鈦含量。)，確保鋼包爐的[C]、[Cr]初次分析值接近成品C、Cr成分范圍的下限，差值0.05％-0.10％；第三步，在容量與電爐相匹配的鋼包精煉爐上，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物，使精煉鋼液的氧活度≤0.0005％、Ti≤0.0011％、N≤0.0075％(1)鋼包準備盛接鋼液的鋼包使用常規(guī)的Al2O3-MgO-C質(zhì)和MgO-C質(zhì)耐火材料；鋼包使用前應清除內(nèi)壁的冷鋼殘渣，及清理真空爐屏蔽蓋上的殘渣(如果鋼包和真空爐屏蔽蓋的內(nèi)表面有冷鋼殘渣，則在升溫和攪拌過程中，冷鋼殘渣中的殘余鈦和二氧化鈦會溶入鋼液，即使只有極少量的冷鋼殘渣進入，也會導致鋼液中鈦含量增高。)；在作業(yè)計劃編排上，在冶煉高清潔軸承鋼之前，冶煉1～2爐以上普通軸承鋼(以清洗鋼包、清潔鋼包爐爐蓋和真空爐屏蔽蓋，彌補人工清理不干凈，防止粘附在鋼包內(nèi)壁和爐蓋上的含鈦或二氧化鈦冷鋼殘渣進入鋼液)；(2)鋼包爐精煉過程中，在鋼包爐工位全程進行底吹氬鋼液攪拌，總處理時間控制50-70min(低了精煉時間不足，脫氧脫硫不充分，高了鋼包耐火材料的表層被鋼液長期沖刷而剝落進入鋼液，進入鋼液的耐火表層中的二氧化鈦，以及爐渣中的二氧化鈦可能被鋼中的鋁還原，使鋼中的鈦含量大于11ppm)，前期以0.35-0.40Mpa的吹氬強度底吹氬25-35分鐘(以快速使鋼液成分和溫度均勻化和進一步增碳、合金化到目標成分。)，后期以0.25-0.30Mpa的吹氬強度底吹氬25-35分鐘(以攪拌鋼液促進脫氧脫硫反應和便于夾雜物上浮)，吹氬強度過大會導致鋼液吸入氮氫氧氣體，吹氬強度過小不利于夾雜物去除。
(3)鋼包爐精煉過程中，物料(合金、渣料)的總加入量4-8公斤/噸鋼(主要是控制合金加入量，加入量過高，會增加鋼包爐精煉時間)；(4)鋼包爐脫氧過程采用“沉淀+擴散”的復合脫氧工藝沉淀脫氧是常規(guī)的兩步喂鋁法；擴散脫氧是向渣面加入結(jié)晶硅粉，同時加入含氟化鈣98％以上的高純度螢石調(diào)整爐渣流動性。
第四步，在容量與電爐匹配的真空爐上，對鋼液進行真空處理，使鋼中的鈦含量≤11ppm和鋼中氧活度≤2ppm(1)當鋼液溫度在1570-1580℃、S≤0.006％(如果硫含量大于0.006％，由于硫是表面活性物質(zhì)，會引起鋼液界面張力大，不利于鋼液中氫、氮和氧的析出。)、所有化學成分均滿足內(nèi)控標準時，進入真空爐進行真空處理；(2)真空時間20～25分鐘，真空度≤140Pa；鋼包底部吹入氬氣，吹氬強度0.2～0.3Mpa(鋼液和爐渣充分反應，鋼中的脫氧產(chǎn)物充分上浮，使鋼中的氧、氫和氮含量分別降至2ppm、1ppm和55ppm以下，并使鋼中鈦含量≤11ppm。)；(3)真空處理結(jié)束，不允許添加任何物料(因為真空后添加物料破壞鋼渣化學平衡，二次污染鋼水，有利于大氣中氧、氮向鋼液傳質(zhì)。)；并進行弱攪拌的底吹氬操作，時間10-15分鐘，攪拌強度0.05-0.1Mpa，以便于鋼中夾雜物的進一步聚集長大并上浮到爐渣中；第五步，高溫鋼液進入模鑄工位進行惰性氣氛全封閉保護的澆鑄，模鑄成合格鋼錠(1)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，如RSAE52100SF高清潔高碳鉻軸承鋼的澆鑄溫度是1500-1510℃；鋼錠模內(nèi)壁清潔，無冷鋼殘渣；鋼錠模使用溫度60-80℃；(2)模鑄使用的流鋼磚是涂層流鋼磚，就是在普通流鋼磚(采用氧化硅等耐火材料烘烤制成)的內(nèi)壁涂有一層耐高溫(≥1600℃)、耐沖蝕的氧化鋯保護層(如果不使用涂層流鋼磚，則流鋼磚內(nèi)表面被高溫鋼水沖蝕，導致鋼中產(chǎn)生宏觀夾雜物)；模鑄過程所有與鋼液有接觸的材料均應保證水分含量小于0.5％，防止鋼液增氫；(3)鋼水在模鑄工位就位后，打開鋼包底部滑板，將0.3-0.5噸的鋼水注入廢模，然后至正常平板進行澆鑄；澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注保護裝置是一個耐火材料腔體，上部與鋼包水口下部相通，下部與模鑄中注管上部相通，接通氬氣使鋼流在氬氣密封下自鋼包水口、中注管注入鋼錠模(如果不進行保護澆注，會引起鋼液氧化和吸氣，其中氧氣增加0.5-1.0ppm，氮氣增加5-10ppm。)；錠身澆鑄速度控制在4.5-5.5噸鋼/分鐘，帽口澆鑄速度控制在0.8-1.0噸鋼/分鐘。
為確保鋼包爐的[C]、[Cr]初次分析值接近成品C、Cr成分范圍下限的要求，電爐出鋼過程的合金化(合金化程度大于90％)具體方法如下在盛接鋼液的鋼包內(nèi)，當電爐出鋼量到25-35％，添加2.0-2.5公斤/噸鋼的純鋁用于脫氧，同時加入各類鐵合金，包括含純鉻13-14公斤/噸鋼的含鈦量低于0.01％的中碳鉻鐵或高碳鉻鐵，25-30公斤/噸鋼的電解錳，20-25公斤/噸鋼的結(jié)晶硅；當出鋼量到40％時，添加9-10公斤/噸鋼含碳量95％以上的低氮增碳劑；當出鋼量到75％時，添加含氧化鈣90％以上的石灰7-8公斤/噸鋼，同時配加含氟化鈣98％以上的高純度螢石0.5-0.6公斤/噸鋼。
模鑄使用的涂層流鋼磚，耐高溫、耐沖蝕的氧化鋯內(nèi)壁涂層需烘烤制成，烘烤溫度250-400℃，涂層厚度1-5mm。
和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、鋼液清潔度高鋼中氧含量≤6ppm，鈦含量≤12ppm，氮含量≤55ppm。
2、鋼包爐過程采用單渣法操作，工藝簡單方便。
3、成品鋼的氧、氮、鈦含量一次合格率高，冶煉生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高。
4、裝備和工藝通用性強不須另添加專用設備，凡EBT型電爐30噸以上容量，配加相應容量的鋼包爐和真空爐等基本裝備，均能滿足生產(chǎn)需要。
具體實施方案某鋼鐵公司實施本發(fā)明專利方法，采用五步法冶煉工藝流程電爐配料優(yōu)化-→30噸和100噸的電弧爐初煉鋼液-→相應容量的底吹氬鋼包爐精煉-→相應容量的真空爐脫氣-→模鑄生產(chǎn)線，成功生產(chǎn)了RSAE52100SF高清潔高碳鉻軸承鋼(氧含量≤0.0007％，鈦含量≤0.0011％，氮含量≤0.0055％，硫含量≤0.005％)。第一步，配料選用低鈦、低銅和低磷廢鋼和直接還原鐵清潔廢鋼55-60％，直接還原鐵10-15％，優(yōu)質(zhì)生鐵25-30％。第二步，在30噸/100噸EBT型電爐中脫磷、脫鈦，將鋼中的磷含量脫除至≤0.007％，鈦脫除至≤0.0003％以下在電爐中，通電、輸氧熔化廢鋼；當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，使泡沫渣自爐門均勻流出；分4批添加總量8-12kg/噸鋼的石灰，持續(xù)造泡沫渣，以屏蔽電弧增氮效應，充分促進爐渣的脫磷脫鈦反應；當爐料全部熔清，溫度＞1580℃時取樣進行化學分析，當鋼中Ti≤0.0005％，P≤0.007％時，進入升溫階段；當溫度＞1650℃，取樣驗證化學成分，確保鋼中Ti＝0.0003％(≤0.0003％)，P＝0.0006％(≤0.007％)；出鋼溫度1650-1680℃；(4)電爐出鋼要求應控制電爐出鋼量在常規(guī)出鋼量的90-95％；電爐出鋼過程中，同步進行合金化操作，合金化程度大于90％，當出鋼量到30％，添加2-2.5公斤/噸鋼的純鋁用于脫氧，同時加入各類鐵合金，包括含純鉻13.5公斤/噸鋼的含鈦量低于0.01％的中碳鉻鐵，28公斤/噸鋼的電解錳，25公斤/噸鋼的結(jié)晶硅；當出鋼量到40％時，添加9.5公斤/噸鋼含碳量95％以上的低氮增碳劑；當出鋼量到75％時，添加含氧化鈣90％以上的石灰8公斤/噸鋼，同時配加含氟化鈣98％以上的高純度螢石0.6公斤/噸鋼；確保鋼包爐的[C]、[Cr]初次分析值接近成品C、Cr成分范圍([C]＞0.95-1.05％、[Cr]＞1.45-1.60％)的下限[C]＞0.90％、[Cr]＞1.35％。第三步，30噸/100噸鋼包精煉爐上，精煉鋼液鋼包準備，先冶煉1爐普通軸承鋼，然后對該鋼包清除內(nèi)壁的冷鋼殘渣，并清理真空爐屏蔽蓋上的殘渣；(2)鋼包爐精煉過程中，在鋼包爐工位全程進行底吹氬鋼液攪拌，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物總處理時間控制50-70min，前期以0.35-0.40Mpa的吹氬強度底吹氬25-30分鐘，后期以0.25-0.30Mpa的吹氬強度底吹氬25-35分鐘；鋼包爐精煉過程中，物料(合金、渣料)的總加入量4-8公斤/噸鋼；(3)脫氧過程采用“沉淀+擴散”的復合脫氧工藝沉淀脫氧是常規(guī)的兩步喂鋁法，當鋼液溫度1540℃取初樣，[C]＞0.90％，[Cr]＞1.35％，將鋁調(diào)整至0.045％；當鋼液溫度在1565-1575℃時，將鋁調(diào)整至0.040％；擴散脫氧是向渣面加入結(jié)晶硅粉，同時加入含氟化鈣98％以上的高純度螢石調(diào)整爐渣流動性；(4)當鋼液的氧活度≤0.0005％、Ti≤0.0010％、N≤0.0075％，進入真空爐脫氣。第四步，30噸/100噸真空爐上，對鋼液進行真空處理，使鋼中的鈦含量≤11ppm和鋼中氧活度≤2ppm(1)以67Pa的高真空度(≤140Pa)保持25分鐘，真空底吹氬強度0.2～0.3MPa，使鋼中的氧、氫和氮含量分別降至2ppm、1ppm和55ppm以下。(2)真空處理結(jié)束，不允許添加任何物料，并控制攪拌強度在0.05-0.1Mpa，進行弱攪拌時間10-15分鐘。第五步，高溫鋼液進入模鑄工位進行惰性氣氛全封閉保護的澆鑄，模鑄成合格鋼錠(1)鋼液澆鑄溫度1500-1510℃(DSAE52100SF高清潔高碳鉻軸承鋼的常規(guī)澆鑄溫度)；(2)鋼錠模溫度60-80℃；使用的流鋼磚是內(nèi)壁涂有一層耐高溫、耐沖蝕的氧化物保護層的涂層流鋼磚，所有與鋼液接觸的材料均水分小于0.5％；(3)打開鋼包底部滑板，將0.5噸的鋼水注入廢模，然后至正常平板進行澆鑄；(4)澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注，錠身澆鑄速度5噸鋼/分鐘，帽口澆鑄速度0.8噸鋼/分鐘。
實施本發(fā)明專利方法生產(chǎn)的25爐RSAE52100SF牌號的高清潔高碳鉻軸承鋼，冶金一次合格率84％(21爐)，成品鋼的氧含量5-6ppm、鈦含量9-11ppm、硫含量0.002-0.0054％、氮含量45-55ppm。軸承制造商反映本發(fā)明專利生產(chǎn)的高碳鉻軸承鋼，純潔度高，國內(nèi)領先；制成的微型軸承套圈和滾珠，經(jīng)磁粉探傷不合格率低于百萬分之十，達到國外先進水平。
權(quán)利要求
1.一種高清潔高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法，其特征是采用五步法冶煉工藝流程，電爐配料優(yōu)化-→電爐初煉鋼液-→底吹氬鋼包爐精煉-→真空爐脫氣-→模鑄第一步，選用低鈦、低銅和低磷的清潔廢鋼、直接還原鐵和優(yōu)質(zhì)生鐵作為金屬原材料配料，具體配比為清潔廢鋼+直接還原鐵＝70-75％，優(yōu)質(zhì)生鐵25-30％；第二步，在30噸以上的EBT型電爐中脫磷、脫鈦，將鋼中的磷含量脫除至≤0.007％，鈦脫除至≤0.0003％以下(1)在電爐中，通電熔化廢鋼，輸入氧氣加速熔化廢鋼；(2)當熔池形成后，噴入含碳80％以上的焦炭粉造泡沫渣，適當將爐體朝爐門方向傾斜，使泡沫渣自爐門均勻流出；分3-4批添加總量8-12kg/噸鋼的石灰，持續(xù)造泡沫渣，以屏蔽電弧增氮效應，充分促進爐渣的脫磷脫鈦反應；當爐料全部熔清，溫度＞1580℃時取樣進行化學分析，當鋼中Ti≤0.0005％，P≤0.007％時，進入升溫階段；(3)當溫度＞1650℃，取樣驗證化學成分，確保鋼中Ti≤0.0003％，P≤0.007％；出鋼溫度1650-1680℃；(4)電爐出鋼要求應控制電爐出鋼量在常規(guī)出鋼量的90-95％；電爐出鋼過程中，同步進行合金化操作，合金化程度大于90％，確保鋼包爐的[C]、[Cr]初次分析值接近成品C、Cr成分范圍的下限，差值0.05％-0.10％；第三步，在容量與電爐相匹配的鋼包精煉爐上，按單渣法脫氧、脫硫、脫除夾雜物，使精煉鋼液的氧活度≤0.0005％、Ti≤0.0011％、N≤0.0075％(1)鋼包準備盛接鋼液的鋼包使用常規(guī)的Al2O3-MgO-C質(zhì)和MgO-C質(zhì)耐火材料；鋼包使用前應清除內(nèi)壁的冷鋼殘渣，及清理真空爐屏蔽蓋上的殘渣；在作業(yè)計劃編排上，在冶煉高清潔軸承鋼之前，冶煉1～2爐以上普通軸承鋼；(2)鋼包爐精煉過程中，在鋼包爐工位全程進行底吹氬鋼液攪拌，總處理時間控制50-70min，前期以0.35-0.40Mpa的吹氬強度底吹氬25-35分鐘，后期以0.25-0.30Mpa的吹氬強度底吹氬25-35分鐘，吹氬強度過大會導致鋼液吸入氮氫氧氣體，吹氬強度過小不利于夾雜物去除。(3)鋼包爐精煉過程中，包括合金、渣料在內(nèi)的物料總加入量4-8公斤/噸鋼；(4)鋼包爐脫氧過程采用“沉淀+擴散”的復合脫氧工藝沉淀脫氧是常規(guī)的兩步喂鋁法；擴散脫氧是向渣面加入結(jié)晶硅粉，同時加入含氟化鈣98％以上的高純度螢石調(diào)整爐渣流動性。第四步，在容量與電爐匹配的真空爐上，對鋼液進行真空處理，使鋼中的鈦含量≤11ppm和鋼中氧活度≤2ppm(1)當鋼液溫度在1570-1580℃、S≤0.006％、所有化學成分均滿足內(nèi)控標準時，進入真空爐進行真空處理；(2)真空時間20～25分鐘，真空度≤140Pa；鋼包底部吹入氬氣，吹氬強度0.2～0.3Mpa；(3)真空處理結(jié)束，不允許添加任何物料；并進行弱攪拌的底吹氬操作，時間10-15分鐘，攪拌強度0.05-0.1Mpa，以便于鋼中夾雜物的進一步聚集長大并上浮到爐渣中；第五步，高溫鋼液進入模鑄工位進行惰性氣氛全封閉保護的澆鑄，模鑄成合格鋼錠(1)常規(guī)鋼液澆鑄溫度，如RSAE52100SF高清潔高碳鉻軸承鋼的澆鑄溫度是1500-1510℃；鋼錠模內(nèi)壁清潔，無冷鋼殘渣；鋼錠模使用溫度60-80℃(2)模鑄使用的流鋼磚是涂層流鋼磚，就是在普通流鋼磚的內(nèi)壁涂有一層耐高溫、耐沖蝕的氧化鋯保護層；模鑄過程所有與鋼液有接觸的材料均應保證水分含量小于0.5％，防止鋼液增氫；(3)鋼水在模鑄工位就位后，打開鋼包底部滑板，將0.3-0.5噸的鋼水注入廢模，然后至正常平板進行澆鑄；澆鑄全過程使用氬氣全封閉保護澆注保護裝置是一個耐火材料腔體，上部與鋼包水口下部相通，下部與模鑄中注管上部相通，接通氬氣使鋼流在氬氣密封下自鋼包水口、中注管注入鋼錠模；錠身澆鑄速度控制在4.5-5.5噸鋼/分鐘，帽口澆鑄速度控制在0.8-1.0噸鋼/分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高清潔高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法，其特征是電爐出鋼過程的合金化時，也就是在盛接鋼液的鋼包內(nèi)實施合金化程度大于90％的合金料時，當電爐出鋼量到25-35％，添加2.0-2.5公斤/噸鋼的純鋁用于脫氧，同時加入各類鐵合金，包括含純鉻13-14公斤/噸鋼的含鈦量低于0.01％的中碳鉻鐵或高碳鉻鐵，25-30公斤/噸鋼的電解錳，20-25公斤/噸鋼的結(jié)晶硅；當出鋼量到40-45％時，添加9-10公斤/噸鋼含碳量95％以上的低氮增碳劑；當出鋼量到70-80％時，添加含氧化鈣90％以上的石灰7-8公斤/噸鋼，同時配加含氟化鈣98％以上的高純度螢石0.5-0.6公斤/噸鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高清潔高碳鉻軸承鋼的冶煉生產(chǎn)方法，其特征是模鑄使用的涂層流鋼磚，耐高溫、耐沖蝕的氧化鋯內(nèi)壁涂層需烘烤制成，烘烤溫度250-400℃，涂層厚度1-5mm。
全文摘要
一種高清潔高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法，其特征是采用五步法流程(1)精選配料(2)≥30噸電爐初煉鋼液(a)熔化爐料(b)流出泡沫渣，添加石灰(c)出鋼量92％；出鋼時合金化，程度＞90％(3)鋼包爐精煉鋼液(a)清潔鋼包，爐洗(b)全程底吹氬攪拌，時間60min，前期吹氬強度0.4MPa，后期0.3MPa；物料加入量≤8Kg/噸鋼(c)兩步喂鋁法沉淀脫氧；向渣面加結(jié)晶硅粉、熒石(含氟化鈣≥98％)的擴散脫氧(4)真空爐處理(a)真空度≤140Pa，底吹氬0.3MPa、25min(b)處理結(jié)束，不加任何物料；底吹氬弱攪拌15min、0.1MPa(5)在惰性氣氛下鋼液模鑄(a)錠模溫度70℃；流鋼磚涂層(b)錠身、帽口澆速5、1噸鋼/min。本發(fā)明專利生產(chǎn)的成品鋼，氧、鈦、氮含量分別≤0.0007％、0.0012％、0.0055％；制成的微型軸承產(chǎn)品，經(jīng)磁粉探傷不合格率＜0.001％，達到國外先進水平。
文檔編號C22C33/00GK1584096SQ20041002510
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者胡俊輝, 潘振球, 劉明華 申請人:寶鋼集團上海五鋼有限公司