专利名称：一种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁冶金行业轴承钢的生产方法，特别是涉及一种在转炉冶炼低氧轴承 钢的同时，减少钢中大型球形夹杂物的生产方法。
背景技术：
高碳铬轴承钢通常采用"电炉一LF炉一VD或RH真空装置一连铸"或"转炉一LF炉一VD或 RH真空装置一连铸"工艺生产，前种冶炼工艺为轴承钢传统冶炼工艺，后种冶炼工艺近期研 究较多，适应于高效的转炉冶炼轴承钢，生产成本和钢中残余元素优于前种冶炼工艺。
关于轴承钢中T[O](钢中总含氧量)与疲劳寿命的关系，国外早在二十世纪八十年代就 已经有了详细的研究，研究结果表明轴承的疲劳寿命与钢中全氧含量的关系为LK)(相对寿 命)=372
—L6，如T
基本成了各钢厂冶炼高质量轴承钢的首要目的。
但最新的研究表明T[O]对疲劳寿命的影响不是一个绝对参数，而是一个重要的相关参 数，《特殊钢丛书一轴承钢》(钟顺思著冶金工业出版社) 一书中，认为LD+RH冶炼工艺 生产的T
大约为20X10—6的轴承钢的疲劳极限，远高于采用硅钙处理T
大约为5 10X 10一6的钢材(EF+RH冶炼工艺)，原因是后者形成了危害严重的CaO类夹杂物。
T
与疲劳寿命是辩证的关系，T
低只代表钢中氧化夹杂物数量，不能代表氧化夹杂 物的尺寸大小和分布，而一个轴承的破坏往往是由许多夹杂物中的一个大型夹杂物引起的。
2002年国家质量监督检査检疫总局发布了新的高碳铬轴承钢推荐标准，即 GB/T18254-2002。推荐标准中要求模注类高碳铬轴承钢T
不大于15 X 10—6，连铸类高碳铬 轴承钢T[O]不大于12X10—6，细系(直径约0.8mm)和粗系(直径约l. 2mm)点状不变形夹 杂物(g卩D类夹杂物)的级别均不大于1.0级。GB/T18254-2002的颁布体现了低T
与氧化夹 杂尺寸大小和分布是同等重要的。
通过研究和实践，在高碱度的条件下容易得到低T[O]的高碳铬轴承钢(碱度即为渣中 Ca0/Si02的比值)。发表在《上海钢研》(2004年4期，第19页)中叙述了，在有限的精炼 时间内尽可能的降低氧含量，通常使用的CaO/Si02大于5.0的精炼渣系，其副作用是这种渣 系在缺乏有效的控制手段和经验的条件下，易使钢中产生级别较高的点状夹杂物，而达不到 GB/T18254-2002的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效控制低氧类高碳铬轴承钢中点状夹杂物 的转炉生产方法。
为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案， 一种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方 法，其步骤为将原料依次通过转炉冶炼、LF炉精炼、VD或RH真空装置脱氧处理和模铸或连铸 成型，其特征在于
A、 在冶炼完高碳铬轴承钢水后的出钢过程中，加入第一批渣料，控制钢包渣的 Ca0/Si02重量比值在3. 5 4. 5范围内；
B、 当钢包到达电加热工位后(g卩LF炉)不用拔渣处理，直接加入第二批渣料，控制钢 包渣的CaO/Si02重量比值在2. 2 3. 2范围内；
进一步的是第 一批渣料加入后钢包的吹氩时间控制在10 15分钟。 进一步的是第二批渣料后的加热时间大于10分钟。
本发明的有益效果是这种生产方法不采取拔渣操作，即可生产高碳铬轴承钢，有效控 制了高碳铬轴承钢点状夹杂物的生成；而且采用本发明方法生产一炉高碳铬轴承钢的时间为 25 45min，仅是电炉炼钢生产一炉高碳铬轴承钢时间的1/2到1/4，生产效率高；转炉在冶 炼钢时，吹入的氧气氧化铁水中的C、 Si和Mn等元素，会放出大量的热量，达到提高钢水温 度的目的，所以钢水在转炉内冶炼时不需要外来热源，能耗低；并且由于采用连续铸钢的方 式，大幅度的减少了工作人员的劳动强度。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方法，其工艺流程为转炉冶炼一钢包精炼一真空
处理一连铸。
转炉冶炼时，转炉内加入C含量大于3.0X的铁水进行吹炼；在吹炼中按每吨钢加入50 70kg石灰的数量加到转炉中，在转炉吹炼最后的l 2分内加入含MgO含量较高的固体渣料， 以提高转炉渣中MgO的含量到10X 12X，转炉冶炼终点[C]控制在O. 03%以上出钢，转炉出 钢过程中按高碳铬轴承钢的要求进行C、 Si、 Mn和Cr元素的合金化；
在出钢后钢包的钢水上形成有钢包渣，钢包渣的组分为CaO、 MgO、 Si02、 A1203，其余为 少量锰、铁、磷的氧化物和少量钙的氟化物。在转炉冶炼完高碳铬轴承钢水后的出钢过程中 ，检测钢包渣中的CaO/Si02值的大小，根据检测值，加入第一批渣料，渣料主要成分是石灰 、石英砂、白云石或镁球等，调整和控制钢包渣的CaO/Si02重量比值在3. 5 4. 5范围内；
出完钢后对钢包进行吹氩，吹氩时间控制在10 15分钟。吹氩时间短于10分钟不利于钢 水中的夹杂上浮排除，大于15分钟影响生产效率；
当钢包到达LF炉工位后不用拔渣处理，直接加入第二批渣料，控制钢包渣的CaO/Si02重 量比值在2.2 3.2范围内，渣料主要成分是石灰、石英砂、白云石或镁球等；
第二批渣料加入后用电极对钢水进行加热，加热时间应大于10分钟。通常电加热工位加 入的渣料，在5分钟内可全部熔化，为保证第二批渣料的精炼效果，最少应在第二批渣料加 入后，加热10分钟；
加热完成后，按常规工艺进行真空处理和连铸，即可生产出T
不大于8.0X10—6、且 细系(直径约0.8mm)和粗系(直径约1.2mm)点状不变形夹杂物级别均不大于l. O级的高碳 铬轴承钢。
实施例l
在转炉内加入碳为3.80%的铁水，吹氧脱碳冶炼完后，钢水的碳为0.05%。 出钢到钢包中，同时进行钢水的合金化，并加入第一批渣料调整钢包渣组分。合金化后 的钢水组分(重量百分比)控制为碳1.02%、硅0.27%、锰O. 33%、铬1.59%;调整钢包渣 后的组分(重量百分比)为CaO 50.53%、 Si0214. 35%，此时CaO/Si02的重量百分比为3. 52
随后向钢包吹氩12分钟，再运送钢包到LF电加热工位。
在LF电加热工位不拔渣，直接加入第二批渣料，化渣后取样分析钢包渣的组分(重量百 分比)为Ca041.46。/。、 Si0218. 85%，此时CaO/Si02的重量百分比为2. 20。 加完第二批渣料后加热15分钟。
钢水进行真空处理，真空度控制为100Pa，真空处理时间控制在13min。
钢水在6机6流方坯连铸机上浇铸，铸坯横断面为280 mmX380mm，铸机拉数为O. 50m/min ，二冷比水量0.27L/kg，结晶器电磁搅拌电流为300A。
将铸坯轧制成小50mm圆棒，最后采用GB/T11261-89高碳铬轴承钢化学分析法，测定成品 高碳铬轴承钢的T
为8. 4X10—6;采用GB/T18254-2002附录A中的高碳铬轴承钢标准图谱第 4级别图，评定点状不变形夹杂物级别(D类夹杂物)，结果为细系0.5级和粗系0.0级。
实施例2
在转炉内加入碳为4.20%的铁水，吹氧脱碳冶炼完后，钢水的碳为0.04%。 出钢到钢包中，同时进行钢水的合金化，并加入第一批渣料调整钢包渣组分。合金化后 的钢水组分(重量百分比)控制为碳1.03%、硅0.25%、锰O. 34%、铬1.56%;调整钢包渣
后的组分(重量百分比)为CaO 52.80%、 Si0211.83%，此时CaO/Si02的重量百分比为4. 46 随后向钢包吹氩10分钟，再运送钢包到LF电加热工位。
在LF电加热工位不拔渣，直接加入第二批渣料，化渣后取样分析钢包渣的组分(重量百 分比)为Ca045. 22%、 Si0214. 36%，此时CaO/Si02的重量百分比为3. 15。 加完第二批渣料后加热10分钟。
钢水进行真空处理，真空度控制为100Pa，真空处理时间控制在15min。
钢水在6机6流方坯连铸机上浇铸，铸坯横断面为280 mmX380mm，铸机拉数为O. 55m/min ，二冷比水量0.27L/kg，结晶器电磁搅拌电流为500A。
将铸坯轧制成小50mm圆棒，最后采用GB/T11261-89高碳铬轴承钢化学分析法，测定成品 高碳铬轴承钢的T
为6. 5X10—6;采用GB/T18254-2002附录A中的高碳铬轴承钢标准图谱第 4级别图，评定点状不变形夹杂物级别(D类夹杂物)，结果为细系1.0级和粗系0.0级。
实施例3
在转炉内加入碳为3.85%的铁水，吹氧脱碳冶炼完后，钢水的碳为0.03%。 出钢到钢包中，同时进行钢水的合金化，并加入第一批渣料调整钢包渣组分。合金化后 的钢水组分(重量百分比)控制为碳1.05%、硅0.27%、锰O. 35%、铬1.55%;调整钢包渣 后的组分(重量百分比)为Ca048. 55%、 Si0212. 06%，此时CaO/Si02的重量百分比为4. 03
随后向钢包吹氩15分钟，再运送钢包到LF电加热工位。
在LF电加热工位不拔渣，直接加入第二批渣料，化渣后取样分析钢包渣的组分(重量百 分比)为Ca043. 42%、 Si0216. 85%，此时CaO/Si02的重量百分比为2. 58。 加完第二批渣料后加热ll分钟。
钢水进行真空处理，真空度控制为100Pa，真空处理时间控制在14min。 钢水在6机6流方坯连铸机上浇铸，铸坯横断面为280 mmX380mm，铸机拉数为O. 52m/min ，二冷比水量0.27L/kg，结晶器电磁搅拌电流为500A。
将铸坯轧制成小50mm圆棒，最后采用GB/T11261-89高碳铬轴承钢化学分析法，测定成品 高碳铬轴承钢的T
为8. 0X10—6;采用GB/T18254-2002附录A中的高碳铬轴承钢标准图谱第 4级别图，评定点状不变形夹杂物级别(D类夹杂物)，结果为细系0.5级和粗系0.0级。
权利要求
1.一种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方法，其步骤为将原料依次通过转炉冶炼、LF炉精炼、VD或RH真空装置脱氧处理和连铸成型，其特征在于A、在转炉冶炼完高碳铬轴承钢水后的出钢过程中，加入第一批渣料，控制钢包渣的CaO/SiO2重量比值在3.5～4.5范围内；B、当钢包到LF炉精炼工位后不用拔渣处理，直接加入第二批渣料，控制钢包渣的CaO/SiO2重量比值在2.2～3.2范围内。
全文摘要
本发明公开了在冶金行业转炉冶炼低氧轴承钢的过程中一种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方法，能够有效控制低氧类高碳铬轴承钢中点状夹杂物的生成，其步骤为将原料依次通过转炉冶炼、LF炉精炼、VD或RH真空装置脱氧处理和模铸或连铸成型，其中在转炉冶炼完高碳铬轴承钢水后的出钢过程中，加入第一批渣料，控制钢包渣的CaO/SiO<sub>2</sub>重量比值在3.5～4.5范围内；当钢包到LF炉精炼工位后不用拔渣处理，直接加入第二批渣料，控制钢包渣的CaO/SiO<sub>2</sub>重量比值在2.2～3.2范围内。这种低氧类高碳铬轴承钢的转炉生产方法不采取拔渣操作，即可生产高碳铬轴承钢，有效控制了高碳铬轴承钢点状夹杂物的生成。
文档编号C21C5/28GK101182591SQ20071020300
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者明 刘, 渝 周, 李杨洲, 柯晓涛, 程书文, 蒲学坤, 邓通武, 陈小龙, 黄国炳 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院;攀枝花新钢钒股份有限公司