专利名称：一种提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法
技术领域：
本发明涉及一种冶炼方法，具体属于一种提高轴承钢连浇炉数的方法。
背景技术：
轴承是机械传动部件，当轴承工作时，轴承内、外套圈和轴承滚动体间承受高频交变应力的作用，工作条件十分苛刻。在复杂交变应力作用下，在套圈或滚动体的表面上抗疲劳强度低的部位首先产生疲劳裂纹，最后形成疲劳剥落，使轴承破损失效。人们经过长期的研究发现，氧含量显著影响轴承钢的疲劳寿命。瑞典SKF公司对轴承钢氧含量与疲劳寿命的关系，做过大量的试验研究工作，得出了明确的结论，即疲劳寿 命与氧含量的关系为Lltl (相对寿命)=372〔O〕―16，即氧含量O. 0010 %轴承钢的疲劳寿命是氧含量O. 0040 %轴承钢的10倍。因此，如何减少轴承钢中的氧含量一直是该领域工作者的研究课题。为实现轴承钢的低氧含量，炼钢过程中一般都需要用强脱氧剂Al进行脱氧，用Al脱氧成本低且可以获得较低的溶解氧含量，但是脱氧产物Al2O3夹杂不易上浮去除。而残留在钢中的Al2O3夹杂物在轧制过程中会沿轧制方向碎裂为链状夹杂物带，其尖锐的棱角易引发空穴的形成和成为应力源，对轴承钢的疲劳寿命非常不利，且在轴承钢连铸生产时，Al2O3夹杂物易在水口处聚集粘附形成结瘤而堵塞水口。目前，轴承钢因连铸水口结瘤堵塞，连浇炉数未超过2炉，导致生产效率低、成本高，成为制约轴承钢采用连铸工艺生产的“瓶颈”。中国专利申请号01132236的专利文献，公开了一种采用60吨以上的直流电炉初炼(EBT出钢，添加精炼渣料、各种必需的铁合金、增碳剂和铝脱氧剂)_钢包炉精炼(底吹氩)-真空炉脱气-模铸工艺生产钢中氧含量和钛含量分别不大于O. 0007 %和O. 012 %的超纯高碳铬轴承钢的冶炼方法；中国专利申请号200410025102的专利文献，公开了一种采用配料优化一30吨电炉初炼钢液一底吹氩钢包炉精炼一真空炉脱气一模铸工艺生产氧、钛、氮含量分别< O. 0007 %、0. 0012 %、0. 0055%的高清洁高碳铬轴承钢的方法；中国专利申请号03153956的专利文献，公开了一种采用常规的电炉、转炉或其它非真空熔炼炉中熔化、在精炼装置中精炼、在精炼后期以喂包芯线或加入合金块进行钡合金化，以提高钢的洁净度，使钢中氧含量为O. 0008 %的一种钡微合金化轴承钢的生产方法。上述几个已公开的专利文献，均是只解决氧含量和钛含量的问题，都未涉及轴承钢连铸水口结瘤堵塞问题的解决方案。还有日本专利公开号为特開2004 — 169147的专利文献，公开了一种轴承钢生产方法，转炉吹炼后，在钢包中用Al脱氧，同时添加MgO粉剂对顶渣进行改质处理，使脱氧产物Al2O3夹杂易上浮去除。但其存在的不足是顶渣浮于钢液表面易固化，钢液和钢渣之间难以充分发生反应，实际去除Al2O3夹杂效果有限，亦不能解决轴承钢的连铸生产难题
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使轴承钢连铸的连浇炉数提高到5炉及以上，而且可将其氧含量控制在< O. 0010 %，非金属夹杂物控制在么类< I. 03类< I. O、C类为O、D类< O. 5的提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法。实现上述目的的措施
一种提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法，其步骤
1)铁水脱硫，控制闻炉铁水入铁水iiS温度不低于1320C，并控制脱硫后铁水中的S重量百分比含量< O. 010%, P重量百分比含量< O. 20%, Si重量百分比含量O. 10 I. 00% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度不低于1220°C，控制氧化渣碱度R不低于
3.0，控制转炉终点C重量百分比含量不低于O. 08% ； R=Ca0/Si02 ；
3)转炉出钢并合金化，控制转炉流入钢包的渣量厚度不超过150mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 20 I. OKg/吨钢一次性加入铝；
4)氩站进行吹氩搅拌，吹氩搅拌不少于3分钟后，按照<O. SKg/吨钢喂入Al线；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:2. O 5.0，R=Ca0/Si02 ；
6)进行真空处理，控制真空度在不大于150Pa下保持5 30分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.10 O. SOKg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌不少于5分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度在15 35°C;控制拉坯速度为O. 5 2. 0m/mino本发明与现有技术相比，具有以下主要优点轴承钢连铸的连浇炉数由现有的2 炉提高到5炉及以上以上，使生产效率大大提高；钢包使用次数增加，耐材消耗减少，工人劳动强度降低；可稳定控制氧含量和非金属夹杂在较低水平，钢质洁净度高。
具体实施例方式下面对本发明予以详细描述
表I为本发明各实施例各实施例检验结果列表；
实施例I (连铸连浇第I炉)
1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1320°c，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 005%, P 0. 15%，Si 0. 30% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1250°C，控制氧化渣碱度R:3. 5，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 08% ；
3)转炉出钢并合金化，控制转炉流入钢包的渣量厚度为80mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 50Kg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌3分钟后，按照O. 5Kg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 04% ；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:2. O ;
6)进行RH真空处理，控制真空度在150Pa下保持30分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.30Kg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为10分钟；8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度20°C ;控制拉坯速度为0. 5m/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对实施例I (连铸连浇第I炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见表I。实施例2 (连铸连浇第2炉)
1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1325°C，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 008%, P 0. 10%, Si 0. 10% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1260°C，控制氧化渣碱度R:3. 0，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 15% ；
3)转炉出钢并合金化，控制转炉流入钢包的渣量厚度为50mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 70Kg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌3分钟后，按照O. IKg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 02% ；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:4. O ;
6)进行RH真空处理，控制真空度在IlOPa下保持10分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.IOKg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为5分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度15°C;控制拉坯速度为0. Sm/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对本实施例(连铸连浇第2炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见附表I。 实施例3 (连铸连浇第3炉)
1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1330°C，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 008%, P 0. 12%，Si 1. 0% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1290°C，控制氧化渣碱度R:3. 8，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 3% ；
3)转炉出钢并合金化，控制转炉流入钢包的渣量厚度为150mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 80Kg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌6分钟后，按照O. IKg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 015% ；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:4. 5 ;
6)进行RH真空处理，控制真空度在67Pa下保持20分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.SOKg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为30分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度35°C;控制拉坯速度为1.2m/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对本实施例(连铸连浇第3炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见附表I。实施例4 (连铸连浇第4炉)1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1395°c，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 007%, P 0. 10%, Si 0. 4% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1350°C，控制氧化渣碱度R:5. 0，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 35% ；
3)转炉出钢并合金化，采用AlMgC质钢包，控制转炉流入钢包的渣量厚度为150mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 40Kg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌3分钟后，按照O. 5Kg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 025% ；
5)进行精炼，精炼渣选用 CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:4. 2 ;
6)进行VD真空处理，控制真空度在20Pa下保持5分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.60Kg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为25分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度25°C;控制拉坯速度为1.5m/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对本实施例(连铸连浇第4炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见附表I。实施例5 (连铸连浇第5炉)
1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1325°C，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 007%, P 0. 20%, Si 0. 4% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1220°C，控制氧化渣碱度R:5. 0，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 4% ；
3)出钢并合金化，控制转炉流入采用AlMgC质钢包的渣量厚度为60mm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照I. OKg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌3分钟后，按照O. IKg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 01% ；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:3. 5 ;
6)进行VD真空处理，控制真空度在25Pa下保持10分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.20Kg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为15分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度20°C;控制拉坯速度为2. Om/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对本实施例(连铸连浇第5炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见附表I。实施例6 (连铸连浇第6炉)
1)铁水脱硫，高炉铁水入铁水罐温度为1340°C，铁水脱硫后，铁水中以下组分的重量百分比含量控制为s 0. 002%, P 0. 05%, Si 0. 4% ；
2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度为1275°C，控制氧化渣碱度R:3. 7，控制转炉终点C重量百分比含量为O. 5% ；
3)出钢并合金化，控制转炉流入采用AlMgC质钢包的渣量厚度为IlOmm;当出钢到钢水总量的1/4时，按照O. 2Kg/吨钢一次性加入铝；
4)IS站进行吹IS搅拌，吹IS搅拌3分钟后，按照O. 8Kg/吨钢喂入Al线；离站Als为O. 03% ；
5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:4. 3 ;
6)进行VD真空处理，控制真空度在75Pa下保持15分钟；
7)喂硅钙线处理，按照O.IOKg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻壳，并进行常规低氩气流量搅拌时间为15分钟；
8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度20°C;控制拉坯速度为1. 7m/
min。按国家轴承钢标准GB/T18254-2002的取样检验规则，对本实施例(连铸连浇第6炉)这炉钢进行了全氧含量分析和非金属夹杂物评定，结果见附表I。表I各实施例检验结果列表
权利要求
1.一种提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法，其步骤 1)铁水脱硫，控制闻炉铁水入铁水iiS温度不低于1320C，并控制脱硫后铁水中的S重量百分比含量< O. 010%, P重量百分比含量< O. 20%, Si重量百分比含量O. 10 I. 00% ； 2)转炉冶炼，控制脱硫铁水进入转炉的温度不低于1220°C，控制氧化渣碱度R不低于3. 0，控制转炉终点C重量百分比含量不低于O. 08% ； R=Ca0/Si02 ； 3)转炉出钢并合金化，控制转炉流入钢包的渣量厚度不超过150mm;当出钢到钢水总量的1/4吋，按照O. 20 I. OKg/吨钢一次性加入铝；4)氩站进行吹氩搅拌，吹氩搅拌不少于3分钟后，按照<O. SKg/吨钢喂入Al线； 5)进行精炼，精炼渣选用CaO-SiO2-Al2O3渣系，控制精炼渣中碱度R:2. O 5.0，R=Ca0/Si02 ； 6)进行真空处理，控制真空度在不大于150Pa下保持5 30分钟； 7)喂硅钙线处理，按照O.10 O. SOKg/吨钢喂入硅钙线，随后常规加入碳化稻売，并进行常规低氩气流量搅拌不少于5分钟； 8)进行保护浇铸并连铸成坯，控制中间包钢水过热度在15 35°C;控制拉坯速度为O. 5 2. 0m/mino
全文摘要
一种提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法，其步骤包括铁水脱硫；转炉冶炼；转炉出钢并合金化；氩站进行吹氩搅拌；精炼；真空处理；喂硅钙线处理；保护浇铸并连铸成坯。本发明的特点在于轴承钢连铸的连浇炉数由现有的2炉提高到5炉及以上以上，使生产效率大大提高；钢包使用次数增加，耐材消耗减少，工人劳动强度降低；可稳定控制氧含量和非金属夹杂在较低水平，钢质洁净度高。
文档编号B22D11/00GK102851443SQ20121034844
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者范植金, 罗国华, 朱玉秀 申请人:武汉钢铁(集团)公司