一种汽车轮毂轴承用钢冶炼工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金领域，涉及一种钢材冶炼工艺，具体地说是一种汽车轮毂轴承用 钢冶炼工艺。
【背景技术】
[0002] 汽车轮毂轴承单元主要承受通过悬挂系统传递而来的汽车重量(径向载荷）、汽车 转向产生的轴向载荷，传递变速箱和驱动轴传过来的扭矩，使汽车前进和后退，因此是一个 非常重要的安全件。目前主要用碳素轴承钢来生产制作汽车轮毂轴承，主要钢种有国标的 G55Mn、G70Mn，相当于美国标准的SAE1055M与SAE1070M牌号。为满足其使用要求，汽车轮毂 用轴承钢必须具有良好的疲劳寿命、切削性能及均匀的宏观组织结构。
[0003]高质量的汽车轮毂用轴承钢其质量主要表现在三个方面:钢水纯洁度高、良好的 淬透性、均匀的组织结构。对轮毂用轴承钢来说，疲劳寿命是其最重要的特性，而材料纯洁 度是影响汽车轮毂寿命的最重要因素，因此冶炼汽车轮毂用轴承钢的关键是要提高钢水的 纯洁度，即：降低钢水中的气体及残余元素含量且要求非金属夹杂物数量少、尺寸小，分布 要均匀。如何提高钢水纯洁度，这是国内钢厂的一大难点。
[0004]目前，国内汽车轮毂轴承用碳素轴承钢基本采用"电炉+炉外精炼+模铸或电渣工 艺生产"采用此工艺生产，电炉残余元素高，影响钢水纯洁度，质量较国外存在较大差距，此 外模铸工艺生产效率低、成材率也低，严重的增加了材料的生产成本。
[0005]如何提高汽车轮毂用轴承钢的钢水纯洁度，并提高其生产效率降低生产成本成为 技术攻关的主要难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种汽车轮毂用轴承钢冶炼工艺，该工艺采用"铁水-转炉 冶炼-LF炉精炼-RH真空炉处理-连铸机浇注"的工艺路线，采用该工艺能实现钢水多炉 连浇，提高生产效率、降低生产成本的同时提高了钢水的纯洁度。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008] 一种汽车轮毂用钢冶炼工艺，包括原辅材料准备、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、 连铸浇注，步骤如下：
[0009] (1)转炉冶炼钢铁料采用低硫铁水(要求铁水S< 0.025% )和优质废钢，严格控制 转炉装入量，铁水加入量116~120吨，废钢加入量13~17吨，
[0010] 要求废钢必须采用该钢种或者同类钢种的车间内部自产废钢，不得使用含Ti、含 Mo的废钢，并保证废钢的干燥干净，从而减少残余元素及气体、夹杂的带入；
[0011] (2)转炉冶炼过程全程底吹氩气，吹炼4min以前不加矿石，吹炼13min后不加任何 渣料，14min后小流量向钢水内供氧，氧流量< 24500m3/h，
[0012]这样做的目的是为了避免后期再加渣料污染钢水，同时也可以避免后期吹氧后增 加钢水氧含量，从而达到提高钢水纯洁度，降低钢水氧含量的目的；
[0013] (3)转炉终点碳含量控制在0.15 %以上，转炉出钢温度控制在1630~1660°C，转炉 采用滑板出钢，并进行留钢操作，每炉留钢2吨，并加入铝饼进行钢水的脱氧，
[0014]根据转炉钢水终点碳含量，加入不同的铝饼来进行钢水的脱氧，具体要求见下表：
[0016]终点碳含量高时，钢水氧位低，用铝量适当减少，在保证钢水充分脱氧的同时，防 止出钢时用铝过多而出现钢水吸氮，终点碳含量低时，钢水氧位高，用铝量适当增加，这样 可以保证钢水前期进行充分脱氧，延长后续精炼白渣时间，白渣时间越长对钢水的脱氧及 吸附夹杂的作用越强，最终减少钢水氧含量，
[0017]本步骤中，将终点碳含量控制在0.15%以上是为了防止钢水过氧化，并且需要根 据钢水终点C含量的不同来加入不同数量的铝饼，这样可以达到对钢水最大限度脱氧的同 时减少过度用铝带来的对钢水污染，
[0018]这里转炉滑板出钢与留钢操作相结合的出钢方式，减少下渣的几率，从而减少对 钢水的污染；
[0019] (4)转炉出钢时按先后顺序依次加入低氮增碳剂、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低铝 硅铁、低钛预熔渣(700千克/炉）、石灰(500千克/炉），
[0020] (5 )LF精炼第一样后，根据A1含量使用铝粒强化脱氧和脱硫，控制精炼时间45~ 60min，白渣时间2 30分钟，
[0021 ]精炼通电时间LF严禁补加渣料;严格执行吹氩制度，精炼前20分钟和调整成分时 采用大的吹氩强度，纯升温和造渣阶段要控制好吹氩流量，确保钢水面不外露，以渣面波 动、电极不闪弧为准，
[0022] 精炼过程中，当温度2 1515°C安排取第一样，继续送电小档位脱氧，第一样出来粗 调成分，根据铝含量喂A1丝，调整[A1 ]:0.040%-0.060%，保证上RH前钢水中的A1含量控制 0.020-0.030%，中包成品A1目标0.010-0.015%，A1是强脱氧元素，保证钢水中一定的铝含 量可以降低钢水中的氧含量，同时精炼前期用铝，可以使得生成Al2〇3夹杂有充分的时间聚 集上浮去除，前期将铝调整到位，减少后期用铝后生成的脱氧产物没有足够的时间上浮，污 染钢水，影响钢水的纯净度；
[0023]精炼成分调整次数< 2次，每次调整碳时，碳粉加入量< 100kg，第二次调整成分时 必须保证碳和合金进入目标值，杜绝后期调整成分，这样做的目的是可以有效防止后期加 入的合金等原料所含的杂质对钢水的污染，从而提高钢水纯洁度，
[0024]对钢水精炼时间进行控制，正常连浇精炼时间48min，白渣时间35分钟，精炼时间 过短，钢水脱氧不充分，成分及温度也得不到均匀，整个精炼中后期使钢水保持高碱度白渣 状态，可以持续稳定的对钢水进行脱氧，如果钢水精炼时间过长，也会导致后期加热过程钢 水吸气，污染钢水；
[0025] (6)RH真空处理，确保负压小于67Pa，且保压时间2 20分钟，环流时间大于35min， RH结束后迅速使用轴承钢专用碳化稻壳进行覆盖，并微调好氩气进行软吹，然后测温、取 样、定氢、定氧，
[0026]确保软吹时间40~60min，控制好弱搅拌，确保渣面微动，钢液不裸露、不卷渣；
[0027] (7)吊包、饶注，
[0028] 中间包烘烤前包盖、包沿用涂抹料密封并加强中间包的清洁工作；加中间包孔盖 后烘烤中间包，保证中间包烘烤温度达11 〇〇°c以上，
[0029]开浇前，中间包先充氩，大包长水口氩封好，中间包采用双层覆盖剂进行保护，严 禁出现钢液裸露，确保覆盖剂吸附夹杂能力;大包关包保证余钢操作（目标:大包留5吨钢渣 关包），
[0030]开浇后，中包钢液面超过挡渣墙最上孔后加入300kg低钛高碱度中包覆盖剂(覆盖 剂主要成分为：40% <CaO< 45% ;Si02 < 2% ;38% <Al2〇3 < 42% ;Ti02 < 0.03% )，中包覆 盖剂上方加轴承钢专用碳化稻壳覆盖，进行双层保护，这样可以最大程度的防止浇注过程 中间包吸气，且低钛高碱度覆盖剂可以吸附中包中钢水上浮的夹杂物，
[0031]保持中间包钢水在高液位浇注（中包钢水必须放满）；连浇换大包时，保持中包液 位变化< 2t;大包开浇安排接取引流砂；
[0032]中包整体式水口要求垂直、对中，浸入结晶器钢液面深度90~130mm，结晶器钢液 面距铜管上口 70~110mm;保持结晶器钢液面稳定，波动幅度在± 3mm范围内，采用自动浇注 控制，浇注过程保持拉速的恒定，防止频繁的调节拉速带来的结晶器内钢水卷渣。
[0033