一種汽車輪轂軸承用鋼冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種鋼材冶煉工藝，具體地說是一種汽車輪轂軸承用 鋼冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車輪轂軸承單元主要承受通過懸掛系統(tǒng)傳遞而來的汽車重量(徑向載荷）、汽車 轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的軸向載荷，傳遞變速箱和驅(qū)動軸傳過來的扭矩，使汽車前進和后退，因此是一個 非常重要的安全件。目前主要用碳素軸承鋼來生產(chǎn)制作汽車輪轂軸承，主要鋼種有國標的 G55Mn、G70Mn，相當于美國標準的SAE1055M與SAE1070M牌號。為滿足其使用要求，汽車輪轂 用軸承鋼必須具有良好的疲勞壽命、切削性能及均勻的宏觀組織結(jié)構(gòu)。
[0003]高質(zhì)量的汽車輪轂用軸承鋼其質(zhì)量主要表現(xiàn)在三個方面:鋼水純潔度高、良好的 淬透性、均勻的組織結(jié)構(gòu)。對輪轂用軸承鋼來說，疲勞壽命是其最重要的特性，而材料純潔 度是影響汽車輪轂壽命的最重要因素，因此冶煉汽車輪轂用軸承鋼的關(guān)鍵是要提高鋼水的 純潔度，即：降低鋼水中的氣體及殘余元素含量且要求非金屬夾雜物數(shù)量少、尺寸小，分布 要均勻。如何提高鋼水純潔度，這是國內(nèi)鋼廠的一大難點。
[0004]目前，國內(nèi)汽車輪轂軸承用碳素軸承鋼基本采用"電爐+爐外精煉+模鑄或電渣工 藝生產(chǎn)"采用此工藝生產(chǎn)，電爐殘余元素高，影響鋼水純潔度，質(zhì)量較國外存在較大差距，此 外模鑄工藝生產(chǎn)效率低、成材率也低，嚴重的增加了材料的生產(chǎn)成本。
[0005]如何提高汽車輪轂用軸承鋼的鋼水純潔度，并提高其生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本成為 技術(shù)攻關(guān)的主要難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種汽車輪轂用軸承鋼冶煉工藝，該工藝采用"鐵水-轉(zhuǎn)爐 冶煉-LF爐精煉-RH真空爐處理-連鑄機澆注"的工藝路線，采用該工藝能實現(xiàn)鋼水多爐 連澆，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的同時提高了鋼水的純潔度。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0008] 一種汽車輪轂用鋼冶煉工藝，包括原輔材料準備、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、RH真空處理、 連鑄澆注，步驟如下：
[0009] (1)轉(zhuǎn)爐冶煉鋼鐵料采用低硫鐵水(要求鐵水S< 0.025% )和優(yōu)質(zhì)廢鋼，嚴格控制 轉(zhuǎn)爐裝入量，鐵水加入量116~120噸，廢鋼加入量13~17噸，
[0010] 要求廢鋼必須采用該鋼種或者同類鋼種的車間內(nèi)部自產(chǎn)廢鋼，不得使用含Ti、含 Mo的廢鋼，并保證廢鋼的干燥干凈，從而減少殘余元素及氣體、夾雜的帶入；
[0011] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉過程全程底吹氬氣，吹煉4min以前不加礦石，吹煉13min后不加任何 渣料，14min后小流量向鋼水內(nèi)供氧，氧流量< 24500m3/h，
[0012]這樣做的目的是為了避免后期再加渣料污染鋼水，同時也可以避免后期吹氧后增 加鋼水氧含量，從而達到提高鋼水純潔度，降低鋼水氧含量的目的；
[0013] (3)轉(zhuǎn)爐終點碳含量控制在0.15 %以上，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在1630~1660°C，轉(zhuǎn)爐 采用滑板出鋼，并進行留鋼操作，每爐留鋼2噸，并加入鋁餅進行鋼水的脫氧，
[0014]根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水終點碳含量，加入不同的鋁餅來進行鋼水的脫氧，具體要求見下表：
[0016]終點碳含量高時，鋼水氧位低，用鋁量適當減少，在保證鋼水充分脫氧的同時，防 止出鋼時用鋁過多而出現(xiàn)鋼水吸氮，終點碳含量低時，鋼水氧位高，用鋁量適當增加，這樣 可以保證鋼水前期進行充分脫氧，延長后續(xù)精煉白渣時間，白渣時間越長對鋼水的脫氧及 吸附夾雜的作用越強，最終減少鋼水氧含量，
[0017]本步驟中，將終點碳含量控制在0.15%以上是為了防止鋼水過氧化，并且需要根 據(jù)鋼水終點C含量的不同來加入不同數(shù)量的鋁餅，這樣可以達到對鋼水最大限度脫氧的同 時減少過度用鋁帶來的對鋼水污染，
[0018]這里轉(zhuǎn)爐滑板出鋼與留鋼操作相結(jié)合的出鋼方式，減少下渣的幾率，從而減少對 鋼水的污染；
[0019] (4)轉(zhuǎn)爐出鋼時按先后順序依次加入低氮增碳劑、低鈦高碳鉻鐵、低碳錳鐵、低鋁 硅鐵、低鈦預熔渣(700千克/爐）、石灰(500千克/爐），
[0020] (5 )LF精煉第一樣后，根據(jù)A1含量使用鋁粒強化脫氧和脫硫，控制精煉時間45~ 60min，白渣時間2 30分鐘，
[0021 ]精煉通電時間LF嚴禁補加渣料;嚴格執(zhí)行吹氬制度，精煉前20分鐘和調(diào)整成分時 采用大的吹氬強度，純升溫和造渣階段要控制好吹氬流量，確保鋼水面不外露，以渣面波 動、電極不閃弧為準，
[0022] 精煉過程中，當溫度2 1515°C安排取第一樣，繼續(xù)送電小檔位脫氧，第一樣出來粗 調(diào)成分，根據(jù)鋁含量喂A1絲，調(diào)整[A1 ]:0.040%-0.060%，保證上RH前鋼水中的A1含量控制 0.020-0.030%，中包成品A1目標0.010-0.015%，A1是強脫氧元素，保證鋼水中一定的鋁含 量可以降低鋼水中的氧含量，同時精煉前期用鋁，可以使得生成Al2〇3夾雜有充分的時間聚 集上浮去除，前期將鋁調(diào)整到位，減少后期用鋁后生成的脫氧產(chǎn)物沒有足夠的時間上浮，污 染鋼水，影響鋼水的純凈度；
[0023]精煉成分調(diào)整次數(shù)< 2次，每次調(diào)整碳時，碳粉加入量< 100kg，第二次調(diào)整成分時 必須保證碳和合金進入目標值，杜絕后期調(diào)整成分，這樣做的目的是可以有效防止后期加 入的合金等原料所含的雜質(zhì)對鋼水的污染，從而提高鋼水純潔度，
[0024]對鋼水精煉時間進行控制，正常連澆精煉時間48min，白渣時間35分鐘，精煉時間 過短，鋼水脫氧不充分，成分及溫度也得不到均勻，整個精煉中后期使鋼水保持高堿度白渣 狀態(tài)，可以持續(xù)穩(wěn)定的對鋼水進行脫氧，如果鋼水精煉時間過長，也會導致后期加熱過程鋼 水吸氣，污染鋼水；
[0025] (6)RH真空處理，確保負壓小于67Pa，且保壓時間2 20分鐘，環(huán)流時間大于35min， RH結(jié)束后迅速使用軸承鋼專用碳化稻殼進行覆蓋，并微調(diào)好氬氣進行軟吹，然后測溫、取 樣、定氫、定氧，
[0026]確保軟吹時間40~60min，控制好弱攪拌，確保渣面微動，鋼液不裸露、不卷渣；
[0027] (7)吊包、饒注，
[0028] 中間包烘烤前包蓋、包沿用涂抹料密封并加強中間包的清潔工作；加中間包孔蓋 后烘烤中間包，保證中間包烘烤溫度達11 〇〇°c以上，
[0029]開澆前，中間包先充氬，大包長水口氬封好，中間包采用雙層覆蓋劑進行保護，嚴 禁出現(xiàn)鋼液裸露，確保覆蓋劑吸附夾雜能力;大包關(guān)包保證余鋼操作（目標:大包留5噸鋼渣 關(guān)包），
[0030]開澆后，中包鋼液面超過擋渣墻最上孔后加入300kg低鈦高堿度中包覆蓋劑(覆蓋 劑主要成分為：40% <CaO< 45% ;Si02 < 2% ;38% <Al2〇3 < 42% ;Ti02 < 0.03% )，中包覆 蓋劑上方加軸承鋼專用碳化稻殼覆蓋，進行雙層保護，這樣可以最大程度的防止?jié)沧⑦^程 中間包吸氣，且低鈦高堿度覆蓋劑可以吸附中包中鋼水上浮的夾雜物，
[0031]保持中間包鋼水在高液位澆注（中包鋼水必須放滿）；連澆換大包時，保持中包液 位變化< 2t;大包開澆安排接取引流砂；
[0032]中包整體式水口要求垂直、對中，浸入結(jié)晶器鋼液面深度90~130mm，結(jié)晶器鋼液 面距銅管上口 70~110mm;保持結(jié)晶器鋼液面穩(wěn)定，波動幅度在± 3mm范圍內(nèi)，采用自動澆注 控制，澆注過程保持拉速的恒定，防止頻繁的調(diào)節(jié)拉速帶來的結(jié)晶器內(nèi)鋼水卷渣。
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