一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法
【专利摘要】一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，属于高碳铬轴承钢的生产【技术领域】。工艺流程为电炉全铁水冶炼→LF-VD精炼→200mm2方坯全保护浇铸→铸坯缓冷→棒材厂加热炉加热→控制轧制→轧材缓冷→产品入库。解决了高碳铬轴承钢电炉生产成本高、周期长的问题，电炉可以采用100%全铁水进行冶炼，控制合适的炉壁氧枪吹氧强度及底吹氩搅拌，在达到目标温度和磷含量等指标要求下，进行高碳含量出钢，且可以采用偏心底出钢防止氧化渣进入钢包，出钢炉渣及钢水氧化性低，利于提升轴承钢纯净度，兼具了电炉与转炉的优点，降低了生产成本，提高了产品质量。
【专利说明】一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高碳铬轴承钢的生产【技术领域】，特别是提供了电炉采用全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，适用于传统电炉通过技术改造，可进行全铁水冶炼，结合后续精炼及连铸工艺生产高碳铬轴承钢钢种。
【背景技术】
[0002]高碳铬轴承钢主要用于汽车，摩托车，家电，拖拉机，铁路车辆，冶金矿山机械及高速旋转、高负荷机械轴承上的钢球、滚子和套圈。在本发明之前，国内传统的轴承钢生产工艺主要分为两种:废钢一电炉冶炼一LF炉精炼一真空精炼一模铸或连铸一轧制；高炉铁水—转炉冶炼一LF炉精炼一真空精炼一模铸或连铸一轧制。采用传统电炉工艺生产高碳铬轴承钢废钢价格高、能耗高、周期长、冶炼组织难度大，生产成本高；采用转炉工艺生产高碳铬轴承钢，终点碳一般难于控制，出钢炉渣及钢水氧化性强，钢材纯净度不理想。
[0003]本发明通过传统电炉的技术改造，可以进行全铁水冶炼生产，降低了生产周期和生产成本，冶炼终点可以采用高拉碳出钢，且可以采用偏心底出钢防止氧化渣进入钢包，兼具了电炉与转炉的优点，降低了生产成本，提高了产品质量。本发明采用电炉全铁水冶炼一LF+VD炉精炼生产连铸坯，可以生产规格Φ80_以下的轴承钢，生产成本大大降低，实物质量可以达到GB/T18254-2002标准要求，氧含量、夹杂物等指标控制较好。
【发明内容】
[0004]本发明的目 的是提供一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，解决了采用电炉工艺生产高碳铬轴承钢，周期长，生产成本高，转炉生产轴承钢出钢炉渣及钢水氧化性强，钢材纯净度不理想的问题。
[0005]本发明的工艺流程为电炉全铁水冶炼一LF-VD精炼一200mm2方坯全保护浇铸一铸坯缓冷一棒材厂加热炉加热一控制轧制一轧材缓冷一产品入库。
[0006]本发明的技术关键主要有以下两点:1、解决了高碳铬轴承钢电炉生产成本高、周期长的问题，电炉可以采用100%全铁水进行冶炼；2、全铁水冶炼可以进行高碳含量出钢，出钢炉渣及钢水氧化性低，利于提升轴承钢纯净度；3、通过电炉一连铸纯净钢生产工艺提供了满足国标的轴承钢。
[0007]采取的措施是通过对传统电炉进行技术改造，电炉采用100%全铁水进行冶炼，控制合适的炉壁氧枪吹氧强度及底吹氩搅拌，在达到目标温度和磷含量等指标要求下，进行高碳含量出钢。出钢过程采用偏心底出钢技术，防止炉中高氧化性炉渣进入钢包。另一方面，通过LF炉、VD真空处理等纯净钢冶炼技术及连铸保护浇注，轴承钢实物质量可以满足标准要求。
[0008]本发明在各环节控制的工艺参数如下:
[0009]1、电炉在装入制度上，少装或不装废钢,铁水装入量为80%_100% ；
[0010]2、采用高拉碳工艺，终点碳含量在0.40-0.70%,磷含量P < 0.012%，出钢采用铝深脱氧，偏心底出钢；
[0011]3、LF-VD精炼炉高碱度低氧化性渣精炼；碱度R4.0-6.0, TFe ( 1.0, LF炉处理毕进行弱吹IS 15-30min ；
[0012]4、连铸采用全保护浇注，过热度控制在30°C以内，以拉速0.9-1.2m/min浇注。
[0013]所述的全铁水冶炼工艺是指:电炉少装或不装废钢，铁水装入量最大可达到100% ；
[0014]所述的高拉碳工艺是指为减少碳粉加入量及降低钢材原始氧化性，终点碳含量控制在0.40-0.70%，出钢采用铝脱氧，偏心底出钢；
[0015]所述的高碱度低氧化性渣精炼是指精炼炉渣碱度R为4.0-6.0，TFe < 1.0。
[0016]本发明一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，需进行传统电炉技术改造，炉壁加装三支氧枪，以增大电炉供氧强度。
[0017]本发明一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，轧制工艺根据高线棒材车间设备条件，控制开轧温度1050-1100°C，终轧温度900-950°C。同时为防止轧材冷却过快产生热应力，要求冷床采用快移的方式，移动到冷剪处分段剪切。
[0018]本发明一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，为释放轧材中的氢及轧制过程产生的应力，预防白点缺陷产生，需要进行轧材缓冷，要求控制剪切温度在4000C _500°C之间，迅速入缓冷坑缓冷，缓冷时间24-48h，待轧材温度降低到室温后出库发货。
[0019]采用该工艺生产的高碳铬轴承钢钢种为GCrl5，产品规格为Φ 20~Φ80πιπι，通过采用全铁水冶炼工艺，生产成本低，钢材纯净度高，氧含量可以控制在6-12ppm，碳化物带状及碳化物液析平均1.0级，各项指标满足GB18254-2002的标准要求。
【具体实施方式】
[0020]首钢生产高碳铬轴承钢的流程为:电炉冶炼一出钢深脱氧一LF+VD精炼一200mm方坯保护浇注一铸坯缓冷一棒材车间加热炉加热一控制轧制一轧材缓冷一产品入库。
[0021]铁水S≤0.050%。采用100%全铁水冶炼，总装入量65-70吨。电炉采用S1-Mn合金配Mn，不足Si部分用硅铁补齐，采用高碳铬铁配铬。终点碳含量0.60%，采用钢芯铝终脱氧，偏心底出钢。LF炉采用高碱度低氧化性渣，碱度R4.0-6.0, TFe≤ 1.0, LF炉处理毕进行弱吹氩≥ 15min，精炼周期按60分钟/炉控制。采用全保护浇注，结晶器采用电磁搅拌。二冷比水量按0.30L/kg钢控制。按4流组织浇注，目标浇注周期60min/炉。中间包钢水目标过热度30°C以内，拉速按照0.9-1.2m/min控制，目标l.0m/min。为促进氢的扩散，铸坯高温吊入缓冷坑缓冷24h以上，入坑温度600°C。
[0022]为保证轴承钢铸坯碳化物充分溶解，加热炉加热温度控制在1200°C，加热时间180min,开轧温度1080 °C，轧后在冷床上快速移动，控制剪切温度在400°C以上，入缓冷罩缓冷，缓冷时间48h，待轧材温度降低到室温后出库发货。
[0023]采用本发明生产的高碳铬轴承钢各项指标满足GB/T18254-2002标准要求，钢材纯净度及低倍质量良好，达到了国内同类质量水平，结果见表1:
[0024]表1、实物质量检验结果
[0025]
【权利要求】
1.一种电炉全铁水冶炼工艺生产高碳铬轴承钢的方法，电炉全铁水冶炼一LF-VD精炼—200mm2方坯全保护浇铸一铸坯缓冷一棒材加热炉加热一控制轧制一轧材缓冷一产品入库；其特征在于，控制的工艺参数如下: Cl)电炉在装入制度上，铁水装入量为80%-100% ； (2)采用高拉碳工艺，终点碳含量在0.40-0.70%，磷含量P < 0.012%，出钢采用铝深脱氧，偏心底出钢； (3)LF-VD精炼炉高碱度低氧化性渣精炼；碱度R4.0-6.0, TFe ( 1.0, LF炉处理毕进行弱吹氩15-30min ； (4)连铸采用全保护浇注，过热度控制在30°C以内，以拉速0.9-1.2m/min浇注； (5)轧制工艺:控制开轧温度1050-1100°C，终轧温度900-950°C； (6)轧材缓冷，要求控制剪切温度在400°C_500°C之间，入缓冷坑缓冷，缓冷时间24-48h。`
【文档编号】B22D11/16GK103849710SQ201410073990
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月1日 优先权日:2014年3月1日
【发明者】张慧峰, 王韶光, 崔京玉, 王立峰, 马才礼, 毕洪志, 李凯, 王岩, 翟利伟, 邓素怀, 孙齐松 申请人:首钢总公司