国外轴承钢的生产及发展概况Word格式文档下载.docx
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熔炼炉形式AC电炉DC电炉AC电炉AC电炉AC电炉AC电炉AC电炉
出钢量/t100122,132120958090150
出钢方式OBTEBTEBTEBTEBTEBTEBT
钢包精炼方式ASEA-SKFLFLFLFLFLF
底吹氩底吹氩底吹氩搅拌形式电磁底吹氩底吹氩底吹氩两点或氮或氮
真空形式VDVDRHRHVDRHDH
连铸和浇注形式模铸连铸模铸连铸连铸连铸模铸
精炼渣料来源合成活性石灰合成合成石灰石合成合成
夹杂物分析在线离线离线离线离线离线
炉渣成分分析在线在线在线在线在线
钢包留钢量/t有?
3有有有
中间包留钢量/t?
3有
AMEPAAMEPAAMEPA钢包示渣手段有电磁示渣电磁示渣电磁示渣
钢流保护浇注手段有吹氮吹氩吹氩有有中间包水口防堵手段吹氮
结晶器电磁搅拌有有有有有二冷末端电磁搅拌有有有有
二冷形式喷雾喷雾喷雾喷雾喷雾结晶器液面控制手段钴60钴60钴60钴60钴60
1，2,1瑞典SKF公司的轴承钢生产
1.1轴承钢生产工艺流程
100t电炉熔炼（100%废钢）?
OBT出钢倒入钢包（同时预脱氧）?
在扒渣工位最大限度扒渣?
钢包到加热工位?
添加合成渣?
加热和感应搅拌，加入脱氧剂和合金?
钢包到真空工位脱气?
加铝和合金?
浇铸成钢锭。
1.2冶金进展
1996年，SKF公司致力于钢包精炼过程中钢液中的夹杂物特性的变化机理研究，并在此基础上，研制成功了夹杂物特性的在线测定方法—光学发射技术。
1.2.1取样方法和钢中氧含量水平
在钢包精炼过程中，对钢中夹杂的生成情况进行了测试。
每炉钢取4个样，自抵达钢包炉时即出钢后15min取一个样，在钢液脱氧后3min时取一个样，真空脱气前后各取一个样。
23炉钢各个阶段的氧含量如表2所示。
表2钢包精炼过程中的氧含量变化
Table2Variationofoxygencontentinbearingsteelduringladletreatment
出钢后脱氧后真空真空取样时间成品15min3min脱气前脱气后
钢中平均氧20.419.216.410.55.0-6含量/×
10
-6-61996年，平均氧含量已达到5×
10，相对应的标准偏差为0.64×
10。
1.2.2钢中夹杂物数量和组分的变化
真空处理前，钢中夹杂物数量多，成品钢中氧含量也高。
随着钢包精炼的进行，钢中夹杂物数量与钢中氧含量同步下降。
钢中大于5μm的夹杂物在真空处理后大部分被去除。
钢中夹杂物数量比真空前少1/3。
SKF发现，钢包精炼过程中，钢中夹杂物的组分会因脱氧剂的不同而发生变
2,化（表3）。
表3钢包精炼过程中钢中夹杂物的组分变化
Table3Variationofinclusioncompositionduringladletreatment
....OAlOSiOMnOAlOCaOAlOMgOAl232322323取样
时间尺寸/μm来源尺寸/μm来源尺寸/μm来源尺寸/μm来源出钢后脱氧3,406,40脱氧产物15min产物
铁合金中钙真空脱氧产物3,22加铝6,406,40与氧化铝作脱气前和铁合金用的产物
铁合金中钙真空3,22加铝6,22与氧化铝作,11耐火材料脱气后用的产物
。
SKF认为，出钢后15min夹杂主要由AlO和AlOSiOMnO组成，来自出23232
钢预脱氧产物。
真空脱气前则多了AlOCaO夹杂，这是AlO和铁合金中的钙的2323
反应产物。
真空脱气后夹杂中的AlOCaO往往包着一层MgS，Mg来自于真空下23
的耐火材料，并与AlO生成AlOMgO。
2323
1.2.3工艺参数对钢中夹杂物含量的影响
（1）电炉出钢温度对钢中夹杂物含量的影响
电炉出钢前，与钢中碳和炉渣形成平衡的钢中氧含量随着钢液温度的上升而增加。
需要加入更多的脱氧剂才能使钢液达到平衡。
这必然导致预脱氧夹杂增加。
数据表明，当钢液温度从1550?
上升到1660?
时，出钢后15min每平方毫米夹杂数相应地由0.1增加到0.32。
（2）搅拌时间对钢中夹杂物含量的影响
真空脱气前，较长的钢液搅拌时间（26,36min）与较短的钢液搅拌时间（15,23min）相比，更有利于真空脱气前的夹杂物的减少。
这一点特别对大于22μm的夹杂物有效。
显然，较长的钢液搅拌时间有利于夹杂物通过碰撞长大，并上浮到炉渣中去。
（3）铝脱氧工艺对钢中夹杂物含量的影响
在真空脱气前，与25kg的加铝量相比，35kg的加铝量使钢中产生的夹杂物数量较多。
这是因为，预脱氧没有充分地降低溶解氧含量，必然导致大量铝的添加，生成较多的夹杂物。
1.2.4夹杂物在线测定方法——光学发射技术的应用
光学发射技术使试样中所有夹杂发光辐射，可以得到钢中夹杂尺寸分布以及总氧含量的真空三维分析，从而实现在线快速测定夹杂特性的目的。
光学发射技术的应用使得真空脱气去除夹杂效果得到充分显示，从而实现在钢包精炼过程中的钢中夹杂特性的最优化控制。
3、4,2德国GMH公司的轴承钢生产
2.1轴承钢生产工艺流程
125t电炉熔炼废钢（废钢100%）?
EBT出钢倒入钢包（同时加渣料，预脱氧和合金化）?
加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金?
浇铸成钢坯（六流，200mm×
240mm）。
2.2冶金进展
2.2.1钢包底吹氩
在包底，设立了两个吹氩点，一个在中心;
一个在离包子中心2/3R处的位置。
这显然考虑到了不同位置吹氩对脱硫、脱氧和脱气的不同作用。
2.2.2钢包渣和中间包渣的控制
在实际操作过程中，钢包和中间包内都有一定的留钢量。
而且，在钢包底部，安装了AMEPA电磁测渣装置，确保钢包渣不流入中间包内。
2.2.3钢包和中间包的烘烤
对钢包和中间包的内衬进行有效的天然气烘烤，使钢包和中间包的内衬温度达到1200?
以上，这使中间包内的钢液温度波动极小，拉速恒定，如表4所示。
表4轴承钢连浇温度和拉速变化的实例
Table4Anexampleonvariationoftemperatureandwithdrawingspeedforsequence
castingofbearingsteel
.-1时间中包温度/?
实际拉速/mmin
10?
08开始浇注0.65
1514950.65
2314950.65
3814940.65
5314940.65
11?
0814930.65
2314900.65
38浇注结束0.65
2.2.4控制钢中有害元素
GMH厂对轴承钢中有害元素（如P、S、Sn、H等）含量进行了严格的控制，另外，为了保证钢中氧含量处于低水平，还对钢中铝实施了控制，如表5所示。
表5轴承钢精炼过程中的成分控制的实例/%
Table5Anexampleonchemicalcompositioncontrolofbearingsteelduring
refining/%
目标与工序CSiMnPSSnAlCrNH
最小0.900.200.3000.00500.011.35
最大0.950.350.400.0200.0080.0250.021.450.0150.00025
目标0.920.250.3500.0071.40
EF10.070.070.0060.0660.0150.010.007
EF20.060.010.070.0050.0650.0150.020.006
LF10.770.220.260.0070.0470.0150.051.320.009
LF20.880.240.260.0080.0370.0150.021.360.009
VD10.940.230.330.0070.0070.0150.0171.3270.007
中包10.930.230.330.0080.0060.0151.370.0090.000222.2.5保护浇注和防堵技术及结晶器水流量、电磁搅拌和二次冷却的有效控制
大包钢流的保护浇注在减少钢液的二次氧化方面起着十分重要的作用。
因此，GMH厂对保护浇注的吹氮流量实行了控制。
轴承钢对点状夹杂物特别敏感。
所以，国外轴承钢用户都不允许用钙处理技术。
中间包水口的防堵，GMH厂采用了中间包水口吹氮技术。
结晶器水流量、电磁搅拌和二次冷却的合理制度是保证铸坯低倍质量的关键所在，表6是浇注轴承钢的一个实例。
表6轴承钢钢流保护浇注、结晶器水流量、电磁搅拌和二次冷却控制的实例Table6Anexampleoncastingstrandprotection,mouldwaterflowrate,EMstirring
andsecondarycoolingcontrolforbearingsteelproduction
二次冷却搅停中包水口吹.-1钢包浇注保结晶器拌搅min/压力/MPa压缩流量/L流氮流量护吹氮水流量时时.-1空气号min/L.-1.-1/L/Lminmin间间压力1区2区3区4区/压力/MPa/s/s/MPa1106.8/0.07320001005340/1.1162/0.4559/0.3550/0.320.172105.9/0.07419501005338/1.0160/
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