一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁冶炼的工艺技术领域，特别是涉及一种GCrl5轴承钢小方坯的生 产方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国汽车工业的发展和社会的进步，轴承钢等高附加值的产品需求越来越 大，这些产品对钢中有害元素、夹杂物含量与种类都有非常严格的要求，
[0003] 轴承钢主要用来制造滚动轴承的零件，它们在工作时承受着高的交变载荷，因此 滚动轴承钢应具有高的硬度、耐磨性和疲劳强度，其中GCrl5是一种合金含量较少、具有良 好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。研宄表明，降低钢中[0]含量可以大幅度提高轴承钢 的疲劳寿命。因此目前仍将钢中[0]含量控制在超低水平作为改善性能的重要手段。而轴 承钢中夹杂物类型、尺寸和数量对产品的疲劳寿命有显著的影响。
[0004] 目前生产GCrl5轴承钢的冶炼工序主要为：转炉工序，现有冶炼GCrl5轴承钢的转 炉工艺，终点拉碳多0. 09,终渣碱度> 3. 0 ;LF精炼工序，现有LF精炼工序终渣碱度5-7 ; VD工序，软吹时间5min，但不采用破空后镇静；连铸工序，结晶器电磁搅拌电流400A、频率 2. 5Hz，并采用高拉速强冷工艺。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，在提高钢水碳含量下，通过转炉冶炼钢水的温度 及控制，使成品总氧量小于lOpprn，通过优化转炉冶炼、精炼和连铸等工序，提出一种GCrl5 轴承钢小方坯的生产方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种GCrl5轴承钢小方坯的 生产方法，包括如下步骤：
[0007] (1)铁水预处理：选用满足要求的铁水，进行铁水预处理脱硫，要求入炉铁水 [S] ^ 0. 02% ；
[0008] (2)顶底复吹转炉：采用双渣法，前期合理调整枪位，采用450-500nm3/h大底吹搅 拌，保证炉渣的熔化情况良好，中后期采用250-300nm 3/h中等强度底吹，防止炉渣返干，终 点高拉碳和挡渣操作，碳含量控制在0. 1% -0. 3%，红包出钢，出钢温度1610-1640°C ;
[0009] (3) LF精炼：钢水进站后，加脱氧剂，迅速给电造白渣，分两批补加 CaO,视炉渣流 动性用铝矾土调整；
[0010] ⑷VD真空脱气：采用67Pa高真空处理时间15min，采用软吹模式，真空处理后，取 钢样和渣样，弱搅拌时间20-30min，严禁裸露钢液面，真空处理结束，残铝含量要求Als > 0. 010%，钢水出站前，镇静5分钟，取渣样，取钢样分析钢中的N和T[0]，出站前不做Ca处 理；
[0011] (5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30 °C，1500-1505 °C浇注，中包温度 < 1481°C，控制钢中夹杂物，防止低过热度浇铸过程的水口结瘤，准确控制连铸过程中间包 钢水温度稳定；连铸工序使用两级电磁搅拌；弱冷低拉速浇铸；浇注后期，严禁钢包下渣；
[0012] (6)铸坯加热工序：保证充足的加热时间及加热温度，保证铸坯加热均匀，碳化物 充分溶解；
[0013] (7)高压水除鳞：利用高压水的机械冲击力来除去铸坯表面的氧化铁皮；
[0014] (8)轧制工序：控制进精轧温度及吐丝温度，确保晶粒细小，通条均匀；
[0015] (9)后处理：采用斯太尔摩生产线风冷，得到成品。
[0016] 所述步骤（2)中，终渣碱度2. 9-3. 4,终点钢渣中铁含量在13 %-18 %之间，挡渣塞 和挡渣锥联合挡渣，严格控制钢包内下渣厚度< 50mm。
[0017] 所述步骤（2)中，控制钢水中溶解氧[0]?，采用高拉碳，有效避免强脱氧剂铝、碳 粉的加入量，增加合金收得率。
[0018] 所述步骤⑶中，终渣馬在7-9,终渣成分：CaO = 50-60%，SiO 2〈10 %，Al2O3 = 25-30%，MgO = 5-8%。
[0019] 所述步骤（3)中脱氧剂采用铝粒、碳化硅、FeSi粉和电石中的一种。
[0020] 所述步骤（4)中软吹时间在30min以上。
[0021] 所述步骤（5)中弱冷低拉速浇铸，比水量为0. 65L/kg，拉速为I. 6m/min。
[0022] 所述步骤（5)中采用两级电磁搅拌，结晶器电磁搅拌强度350A、2HZ;末端电磁搅 拌强度 500A、12HZ。
[0023] 所述步骤（6)中铸坯加热工序，加热炉加热段温度：1140-1160°C，均热段温度： 1220-1250 °C，出钢温度：1080-1100 °C ;加热段加热时间：70-100min，均热段加热时间 70-100min〇
[0024] 所述步骤（8)中进精轧温度控制在890-900°C，吐丝温度控制在810-820°C。
[0025] 本发明的有益效果是：通过对冶炼及轧制过程中各生产环节进行严格控制，从而 提出了一套更为合理的生产GCrl5轴承钢小方坯的工艺路线。经过小批量研制以及批量试 制，方坯实物质量达到设计要求，化学成分控制比较理想，低倍组织良好，夹杂物含量较低， 盘条金相组织正常，碳化物级别较低。均满足国标GB/T18254-2002《高碳铬轴承钢》及下 游客户要求。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明：
[0027] 本发明的GCrl5轴承钢小方坯的生产方法，工艺流程为铁水预处理一120t顶底复 吹转炉一LF - VD - 150mmX 150mm小方还连铸机（带组合式二段电磁搅拌工艺）一高线 铸坯加热一高压水除鳞一轧制一控冷，包括如下步骤：
[0028] (1)铁水预处理：选用满足要求的铁水，进行铁水预处理脱硫，要求入炉铁水 [S] ^ 0. 02% ；
[0029] (2)顶底复吹转炉：采用双渣法，前期合理调整枪位，采用450-500nm3/h大底吹搅 拌，保证炉渣的熔化情况良好，中后期采用250-300nm 3/h中等强度底吹，防止炉渣返干，终 点高拉碳和挡渣操作，碳含量控制在0. 1% -0. 3%，红包出钢，出钢温度1610-1640°C ;
[0030] (3) LF精炼：钢水进站后，加脱氧剂，迅速给电造白渣，分两批补加 CaO,视炉渣流 动性用铝矾土调整；
[0031] (4)VD真空脱气：采用67Pa高真空处理时间15min，采用软吹模式，真空处理后，取 钢样和渣样，弱搅拌时间20-30min，严禁裸露钢液面，真空处理结束，残铝含量要求Als > 0. 010%，钢水出站前，镇静5分钟，取渣样，取钢样分析钢中的N和T[0]，出站前不做Ca处 理；
[0032] (5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30 °C，1500-1505 °C浇注，中包温度 < 1481°C，控制钢中夹杂物，防止低过热度浇铸过程的水口结瘤，准确控制连铸过程中间包 钢水温度稳定；连铸工序使用两级电磁搅拌；弱冷低拉速浇铸；浇注后期，严禁钢包下渣；
[0033] (6)铸坯加热工序：保证充足的加热时间及加热温度，保证铸坯加热均匀，碳化物 充分溶解；
[0034] (7)高压水除鳞：利用高压水的机械冲击力来除去铸坯表面的氧化铁皮；
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