国外轴承钢的生产及发展概况Word格式文档下载.docx

1、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/t 100 122,132 120 95 80 90 150 出钢方式 OBT EBT EBT EBT EBT EBT EBT 钢包精炼方式 ASEA-SKF LF LF LF LF LF 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 VD VD RH RH VD RH DH 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

2、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 AMEPA AMEPA AMEPA 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 100 t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?

3、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15 min取一个样，在钢液脱氧后3 min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 Table 2 Variation of oxygen content in

4、 bearing steel during ladle treatment 出钢后 脱氧后 真空 真空 取样时间 成品 15 min 3 min 脱气前 脱气后 钢中平均氧 20.4 19.2 16.4 10.5 5.0 -6含量/10 -6-6 1996年，平均氧含量已达到510，相对应的标准偏差为0.6410。 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5m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

5、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 Table 3 Variation of inclusion composition during ladle treatment .O AlOSiOMnO AlOCaO AlOMgO Al232322323取样 时间 尺寸/m 来源 尺寸/m 来源 尺寸/m 来源 尺寸/m 来源 出钢后 脱氧 3,40 6,40 脱氧产物 15min 产物 铁合金中钙 真空 脱氧产物 3,22 加铝 6,40 6,40 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

6、 用的产物 。 SKF认为，出钢后15 min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。 23231.2.3 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1 550 ?上升到1 660 ?时

7、，出钢后15 min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（26,36 min）与较短的钢液搅拌时间（15,23 min）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22 m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25 kg的加铝量相比，35 kg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

8、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 125 t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，200 mm240 mm）。 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

9、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1 200 ?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 Table 4 An example on variation of temperature and withdrawing speed for sequence cast

10、ing of bearing steel .-1时间 中包温度/? 实际拉速/mmin 10?08 开始浇注 0.65 15 1 495 0.65 23 1 495 0.65 38 1 494 0.65 53 1 494 0.65 11?08 1 493 0.65 23 1 490 0.65 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/% Table 5 An example on chemical c

11、omposition control of bearing steel during refining/% 目标与工序 C Si Mn P S Sn Al Cr N H 最小 0.90 0.20 0.30 0 0.005 0 0.01 1.35 最大 0.95 0.35 0.40 0.020 0.008 0.025 0.02 1.45 0.015 0.00025 目标 0.92 0.25 0.35 0 0.007 1.40 EF1 0.07 0.07 0.006 0.066 0.015 0.01 0.007 EF2 0.06 0.01 0.07 0.005 0.065 0.015 0.02 0

12、.006 LF1 0.77 0.22 0.26 0.007 0.047 0.015 0.05 1.32 0.009 LF2 0.88 0.24 0.26 0.008 0.037 0.015 0.02 1.36 0.009 VD1 0.94 0.23 0.33 0.007 0.007 0.015 0.017 1.327 0.007 中包1 0.93 0.23 0.33 0.008 0.006 0.015 1.37 0.009 0.000 22 2.2.5 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

13、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 Table 6 An example on casting strand protection, mould water flow rate, EM stirring and secondary cooling control for bearing steel production 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/Lmin min 间 间 压力 1区 2区 3区 4区 /压力/MPa /s /s /MPa 1 10 6.8/0.073 2 000 100 5 340/1.1 162/0.45 59/0.35 50/0.32 0.17 2 10 5.9/0.074 1 950 100 5 338/1.0 160/