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轉爐流程出產GCr15軸承鋼潔凈度研討
來源:軸承網 時間:2013-03-16
關鍵字：轉爐，軸承鋼，攙雜物，潔凈度
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 前語
現代科學技能的開展；需求軸承具有高壽數；高穩定性和高可靠性；這就需要將軸承鋼中各種雜質含量下降到最低程度；而影響軸承壽數的重要因素之一就是軸承鋼的潔凈度[1；2].軸承鋼潔凈度首要指鋼中氧含量凹凸以及攙雜物的描摹、尺度和散布[3；4].因為鐵水中攙雜元素含量.詵細腫試瓷俚紉蛩兀荒殼骯誄Ъ胰縹涓幀⑹幀⑴矢幀⑿細值瓤疾捎米鞒躺岢懈.本文對某鋼廠轉爐流程出產GCr15軸承鋼的潔凈度進行了研討.
2 出產工藝及研討辦法
轉爐流程軸承鋼工藝道路為：高爐→頂底復吹轉爐?→LF精粹→RH精粹→連鑄.高爐鐵水和必定份額的廢鋼在轉爐中熔煉后出鋼；出鋼時進行脫氧和合金化操作.LF工藝選用白渣操作；鋼水在RH爐中進行真空脫氣操作；連鑄機為4流弧形連鑄機；結晶器選用電磁拌和技能.
在一個澆次6爐鋼頂用提桶取樣器進行取樣；在轉爐、LF爐、RH、中心包、鑄坯工序別離取樣.將所取各工序金相試樣經過粗磨、細磨（6道砂紙）和拋光后在光學顯微鏡下接連調查100個視.臣聘鶻錐渭性游锏氖浚煥嘈圖俺嘰綬植跡喚嘰綬治<2mm；2～4mm；4～6mm；6～10mm；>10mm五級.
選用日本電子產JSM-6480LV掃描電鏡；對攙雜物描摹進行調查；對攙雜物成分使用電子探針進行定量成分剖析.選用大樣電解法；剖析鑄坯中尺度大于50μm的大型攙雜物描摹和成分.
3 成果剖析與評論
GCr15軸承鋼國標成分；體系取樣時辰.開澆爐為非穩態澆注；其他各取樣爐次為穩態澆注.
3。1 各工序T[O]和[N]改變狀況
體系取樣進程中各工序全氧均勻值、全氮均勻值.轉爐結尾T[O]均勻值為56×10-6；而進LF鋼中T[O]為16×10-6；T[O]下降40×10-6；闡明轉爐出鋼后脫氧較好.從6爐均勻值來看；進出LF鋼液全氧含量下降1×10-6.出RH鋼中T[O]均勻值為11×10-6；均勻下降4×10-6；標明RH具有較顯著的脫氧效果.精粹完后到中心包是一個增氧的進程；從11×10-6增至13×10-6；線材中T[O]均勻值為9×10-6；小于國標需求的12×10-6水平.若是進一步加強保澆注；優化中心包冶金效果；能夠進一步進步轉爐軸承鋼潔凈度水平.
轉爐結尾氮含量最低；均勻20×10-6；轉爐出鋼后根本都是一個增氮的進程；轉爐后至LF運送進程中增氮25％，LF進程增氮較兇猛；均勻添加9×10-6；LF后氮為34×10-6；LF精粹進程增氮36％，RH有必定的脫氮效果；均勻下降9×10-6，吊包后及中包澆注進程；中心包內增氮較多；均勻添加8×10-6；線材中[N]均勻值為30×10-6.
3。2 軸承鋼精粹進程中非金屬攙雜物剖析
軸承鋼精粹進程中首要存在以下四類攙雜物即：Al2O3；MnS；鋁酸鈣；鋁酸鈣+硫化物復合攙雜.典型攙雜物描摹、尺度以及組成如下表3所示.
LF處置前鋼中攙雜物首要是簇狀Al2O3；球形的鋁酸鈣攙雜以及球狀的鋁酸鈣+MnS.簇狀Al2O3尺度較大；其它類型攙雜物尺度根本上在5μm左右；純Al2O3是轉爐出鋼時鋁脫氧的產品.揣度鋼中Ca元素由殘鋁復原精粹渣進入鋼中；所以鋼中存在鋁酸鈣攙雜.塊狀的MnS攙雜物首要來源于脫氧劑錳鐵以及合金劑鉻鐵的參加.金相成果標明入LF爐時；攙雜物中0~2μm占總數的30。6%；2~4μm占6。5%；4~6μm占14。5%；6~10μm占30。6%；>10μm占17。7%.
LF處置后；Al2 3攙雜物數量十分少；且簇狀Al2O3轉變為塊狀Al2O3；其他攙雜物類型與入LF前一樣；并且小顆粒攙雜增多；尺度大于10μm占8。8%.從RH工藝到中心包；鋼中攙雜物首要有具有規矩形狀的MnS攙雜；球形的鈣鋁酸鹽；攙雜物尺度<5μm.攙雜物類型改變不大.且尺度大于10μm的大顆粒攙雜進一步削減.
3。3 軸承鋼鑄坯非金屬攙雜物剖析
鑄坯中存在以下三類攙雜即：鋁酸鈣；鋁酸鈣+硫化物復合攙雜以及富含V元素的TiN攙雜物；TiN攙雜典型描摹和能譜如圖3所示.鑄坯中攙雜物尺度根本上在5μm以內；但也存在尺度大于10μm的鋁酸鈣攙雜和TiN攙雜；鑄坯中尺度大于10μm攙雜物典型描摹和組成如表4所示.
正常澆注爐；鑄坯大型攙雜物掃描電鏡剖析成果標明：所測33個攙雜物中；含K元素的攙雜物有15個；占鑄坯大型攙雜物總數的45%；標明澆注進程可能有結晶器保渣進入鋼中.別的經過加強結晶器液面動搖監測；加強澆注進程中心包鋼水分量和中心包恒重澆注的監控等手法進步非穩態澆注水平.
4 定論
1)選用轉爐→LF→RH→連鑄工藝能夠出產GCr15軸承鋼；鋼材中T[O]為9×10-6；轉爐軸承鋼潔凈度水平比較高.
2)軸承鋼精粹進程中存在Al2O3；MnS；鋁酸鈣；鋁酸鈣+硫化物這四類攙雜物；攙雜物尺度在5μm左右.Al2O3；MnS與脫氧劑以及合金的參加有關；鋼中鋁酸鈣以及鋁酸鈣+硫化物攙雜物與鋼中殘鋁復原精粹渣有關.殘鋁與精粹渣效果狀況需進一步研討.
3)鑄坯中存在以下三類攙雜：鋁酸鈣；鋁酸鈣+硫化物以及富含V元素的TiN攙雜物攙雜物尺度根本在5μm之內；標明該工藝出產的軸承鋼攙雜物尺度較.欣諤岣咧岢懈值鈉＠褪倜髦寫笮圖性游鎰芰康鈉驕滴2。68mg/10kg；避免澆注進程中二次氧化、下渣及結晶器卷渣可進一步下降大型攙雜物含量；進步鑄坯潔凈度水平.
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