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轴承知识
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攀钢GCr15轴承钢冶炼工艺与冶金质量
2010-08-02 1. 工艺流程
攀钢生产GCr15轴承钢采用的工艺流程为“铁水预处理→120t顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→6流280mm×380mm方坯连铸”。
1.1 转炉冶炼
与其它钢种冶炼工艺相比，攀钢GCr15轴承钢并未在转炉冶炼工艺作出大调整，即采用现行的挡渣技术和增碳法，实际操作中转炉终点碳基本控制在0.03%～0.07%。主要区别在于：（1）适当加大转炉造渣量（多加造渣料20kg/t钢），转炉采用流渣操作，以降低转炉终点磷含量；（2）转炉终点前1min加人高镁料造渣，稠化终渣减少下渣量，算可减少下渣量2～4kg/t钢；（3）转炉采用低拉增碳法冶炼轴承钢时，终点转炉渣的氧化性指标全铁（TFe）几乎达到了23%以上。为此，采用了出钢过程中加人含CaC2的脱氧剂对钢渣进行预脱氧，出钢后渣中FeO平均降低到4.5%；（4）转炉出钢后采用铝深脱氧方式，控制钢中[A1]s在0.03%以上，降低钢中氧活度到5.0×10-5以下；（5）出钢后大流量吹氢，利用钢水的热容量使钢包渣熔化。
1.2 LF+RH精炼
在转炉冶炼节奏下，一般LF的纯精炼时间不能高于25min，为此采用了铝丸对钢渣进行快速脱氧，可使LF平均精炼时间控制在20min内，实测精炼渣中的FeO可控制在0.5%～1.15%（平均为0.75%）。为了避免轴承钢的D类夹杂超标，要求精炼渣碱度必须控制在5.0以下，实际生产控制见表1。要求RH在极限真空条件下处理13min以上，实际纯处理时间在13～15min。
攀钢生产GCr15轴承钢采用的工艺流程为“铁水预处理→120t顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→6流280mm×380mm方坯连铸”。
1.1 转炉冶炼
与其它钢种冶炼工艺相比，攀钢GCr15轴承钢并未在转炉冶炼工艺作出大调整，即采用现行的挡渣技术和增碳法，实际操作中转炉终点碳基本控制在0.03%～0.07%。主要区别在于：（1）适当加大转炉造渣量（多加造渣料20kg/t钢），转炉采用流渣操作，以降低转炉终点磷含量；（2）转炉终点前1min加人高镁料造渣，稠化终渣减少下渣量，算可减少下渣量2～4kg/t钢；（3）转炉采用低拉增碳法冶炼轴承钢时，终点转炉渣的氧化性指标全铁（TFe）几乎达到了23%以上。为此，采用了出钢过程中加人含CaC2的脱氧剂对钢渣进行预脱氧，出钢后渣中FeO平均降低到4.5%；（4）转炉出钢后采用铝深脱氧方式，控制钢中[A1]s在0.03%以上，降低钢中氧活度到5.0×10-5以下；（5）出钢后大流量吹氢，利用钢水的热容量使钢包渣熔化。
1.2 LF+RH精炼
在转炉冶炼节奏下，一般LF的纯精炼时间不能高于25min，为此采用了铝丸对钢渣进行快速脱氧，可使LF平均精炼时间控制在20min内，实测精炼渣中的FeO可控制在0.5%～1.15%（平均为0.75%）。为了避免轴承钢的D类夹杂超标，要求精炼渣碱度必须控制在5.0以下，实际生产控制见表1。要求RH在极限真空条件下处理13min以上，实际纯处理时间在13～15min。
1.3 中间包过热度
攀钢采用6机6流方坯连铸机共浇铸98炉（12个包次），计1.28万t轴承钢，通过严格控制转炉出钢、LF出站等过程温度，连铸中间包平均过热度可控制在25℃左右。图1是一个浇铸包次的中间包过热度控制范围在15～40℃，平均过热度（a）为26.5℃：实测280mm×380mm铸坯的Z大碳偏析度仅为1.08。
攀钢采用6机6流方坯连铸机共浇铸98炉（12个包次），计1.28万t轴承钢，通过严格控制转炉出钢、LF出站等过程温度，连铸中间包平均过热度可控制在25℃左右。图1是一个浇铸包次的中间包过热度控制范围在15～40℃，平均过热度（a）为26.5℃：实测280mm×380mm铸坯的Z大碳偏析度仅为1.08。
2. 冶金质量
2.1 化学成分
表2是有害元素的控制情况，由表2可见，GCr15轴承钢的T[O]控制在0.0005%～0.0012%，平均为0.0008%；[P]和[S]大多数控制在0.0010%以下。另外，在攀钢特有的含残钒和钛的铁水条件下，仅转炉采用“流渣”操作工艺，轴承钢的[Ti]Z低达到了0.0010%，平均也达到了0.0026%的水平。
2.1 化学成分
表2是有害元素的控制情况，由表2可见，GCr15轴承钢的T[O]控制在0.0005%～0.0012%，平均为0.0008%；[P]和[S]大多数控制在0.0010%以下。另外，在攀钢特有的含残钒和钛的铁水条件下，仅转炉采用“流渣”操作工艺，轴承钢的[Ti]Z低达到了0.0010%，平均也达到了0.0026%的水平。
转炉流程实际控制镍含量≤0.05%、铜含量≤0.06% ，钼含量≤0.0l%，均达到了GB/T18254-2002标准的要求。
2.2 夹杂物
轴承钢成品夹杂检验结果表明，无论细系还是粗系，转炉轴承钢的A，B，C，D类夹杂的评级结果均满足标准要求，其中A类评级均≤1.5级，A细比标准还高一个级别；B细≤1.5级，B粗≤0.5级；C类评级全部为0级；；D细为0级，D粗≤1.0级。
2.3 碳化物
Φ38～85mm轴承钢碳化物带状≤2.5级，液析≤0.5级，成品材无论碳化物带状或液析均得到了较好的控制，满足GB/T18254-2002标准的要求。
3. 结语
攀钢在“铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→方坯连铸”工艺条件下，批量生产GCr15轴承钢的化学成分控制、洁净度指标T[O]，成品非金属夹杂和碳化物不均匀性等技术指标，均达到GB/T18254-2002标准的要求。
2.2 夹杂物
轴承钢成品夹杂检验结果表明，无论细系还是粗系，转炉轴承钢的A，B，C，D类夹杂的评级结果均满足标准要求，其中A类评级均≤1.5级，A细比标准还高一个级别；B细≤1.5级，B粗≤0.5级；C类评级全部为0级；；D细为0级，D粗≤1.0级。
2.3 碳化物
Φ38～85mm轴承钢碳化物带状≤2.5级，液析≤0.5级，成品材无论碳化物带状或液析均得到了较好的控制，满足GB/T18254-2002标准的要求。
3. 结语
攀钢在“铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH真空处理→方坯连铸”工艺条件下，批量生产GCr15轴承钢的化学成分控制、洁净度指标T[O]，成品非金属夹杂和碳化物不均匀性等技术指标，均达到GB/T18254-2002标准的要求。