一种用于轴承钢生产的精炼渣及其冶炼工艺制造技术

本发明专利技术一种冶炼轴承钢用精炼渣及其冶炼工艺，其中精炼渣组成按重量百分比是：SiO2：≤6%，Al2O3：40～50%，CaO：45～55%，MgO：≤8%，TiO2≤0.05%，Fe2O3≤2%，粒度：3‑45mm，碱度控制在10左右；冶炼工艺步骤主要为：转炉出钢后预脱氧，出钢开始后约80秒（出钢量约35t）时开始合金化，加入顺序为：铝铁‑碳粉‑合金‑石灰，加完一种料用钢流冲击化开后再加另一种料；精炼炉座位后，一次性加入上述精炼渣600Kg；脱氧剂严格执行多批少量的加入原则。本发明专利技术同时解决了轴承钢生产过程O含量、B、D类和TiN夹杂物的控制问题，对改善轴承钢的质量起到关键性作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼钢精炼
，涉及一种轴承钢在精炼过程用造渣材料及其冶炼工艺。
技术介绍
轴承的工作环境十分复杂，因此要求其具备很高的强度和耐磨损性能，国标要求达到Ti含量≤50ppm，O含量≤12ppm，B类夹杂物≤2.0，D类夹杂物≤1.0；而一些高端客户的要求更是高于国家标准，要求达到：Ti含量≤15ppm，O含量≤8ppm，且对B、D类夹杂物要求比国标加严0.5级。大家都知道，影响这些性能的主要因素是钢水中的各类夹杂物，控制好这些夹杂物是轴承钢冶炼生产的关键因素，是轴承钢质量和性能的保障。轴承钢冶炼工艺为铁水预处理—转炉—钢包精炼炉（LF）—真空炉（RH）—连铸，钢包精炼炉是控制钢中夹杂物种类、形态、数量、尺寸的关键工序，而钢包精炼炉主要是通过控制精炼渣来控制夹杂物种类和形态。现有技术控制钢中夹杂物种类、形态、数量、尺寸的方法如下：申请（专利）号为CN201510441084.7《一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法》是一种轴承钢用精炼渣高效快速脱硫，有效吸附钢中夹杂物，解决传统轴承钢生产工艺中非金属夹杂物含量高，颗粒粗大等问题，并未涉及钢中Ti含量的控制，具有一定局限性。申请（专利）号为CN201280051082.1《轴承钢及其制造方法》是由新日铁申请，在钢中加入稀土金属控制夹杂物，但是其成分中Ti≤50ppm，不能满足高标准轴承钢企业≤15ppm的要求。申请（专利）号为CN201310243395.3《一种降低钢帘线钢冶炼中Ti含量的方法》控制装入转炉的铁水及废钢中的Ti重量百分比含量≤0.03%及冶炼过程、精炼过程使用石英砂造低碱度渣系控制Ti含量，而轴承钢生产选用的为高碱度渣系，且加入石英砂对夹杂物控制带来不利影响。阮小江等在2008年9月在《特殊钢》发表的《精炼渣对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响》中主要是精炼渣成分对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响的实验研究，研究的是精炼终渣碱度对钢中氧含量和夹杂物的影响，未提及前期渣料的使用和配比，且其研究的终渣二元碱度为4.5以下，并未提及怎样快速成渣及降低钢水Ti含量。郑少波等在2005年5月中国特殊钢年会2005论文集中《高碳铬轴承钢中Ti含量的控制》采用硅锰预脱氧、高氧位加铬铁和低碱度精炼渣可将轴承钢中Ti控制到15ppm以下，但是O含量控制在10ppm左右，达不到≤8ppm要求，且该渣系为低碱度渣系，而本专利技术采用的是高碱度渣系，既能解决Ti含量问题，又能最大限度降低氧含量。综上所述，现有技术中还没有发现既能将Ti含量控制在≤15ppm，同时O含量控制在≤8ppm，且对B、D类夹杂物要求比国标加严0.5级轴承钢冶炼生产技术的报道，一般而言，只能部分满足要求。
技术实现思路
为克服以上技术难点，本专利技术提供一种可以同时将Ti含量控制在≤15ppm，O含控制在≤8ppm，且对B、D类夹杂物要求比国标加严0.5级的轴承钢冶炼用精炼用造渣配方及冶炼技术，。本专利技术所采用的技术方案是：一种轴承钢精炼渣配方组成是：SiO2：≤6，Al2O3：40～50，CaO：45～55，MgO：≤8，TiO2≤0.05，Fe2O3≤2，粒度：3-45mm，碱度控制在10左右。一种使用上述精炼渣的轴承钢冶炼工艺，步骤如下：第一步：转炉出钢，使用20Kg碳粉预脱氧，出钢时间控制在5~6min，合金加入采用强振，出钢开始后约80秒（出钢量约35t）时开始合金化，加入顺序为：铝铁-碳粉-合金-石灰，合金溜槽要对准钢流；铝铁加完后即加入碳粉，加完碳粉开动钢包车，用钢流冲击碳粉，化开后再加合金。合金和石灰也要分开加入，加完一种料用钢流冲击化开后再加另一种料，禁止集中加入；第二步：精炼炉座位后，一次性加入上述精炼渣600Kg；脱氧剂加入必须在渣料加完后加入，LF精炼炉长要根据到站情况合理控制脱氧剂的加入量，严格执行多批少量的加入原则，冶炼前期使用70碳化硅为主混匀部分碳粉进行扩散脱氧，70碳化硅用量控制在80kg以上、根据炉渣脱氧效果可适当多加；以70碳化硅对冶炼过程炉渣进行维护，70碳化硅用量控制在80kg左右，做到冶炼样1前造好白渣，同时避免炉渣中脱氧剂大量未烧透的情况发生。中后期炉渣维护要严格执行多批少量的加入原则。第三步：LF炉出站成分严格按照冶炼工艺卡LF精炼炉出站成分控制目标要求进行控制。尽量避免RH精炼炉调整成分，尤其避免在RH炉增Al。本专利技术的有益效果是：由于所述精炼渣组成成分中Al2O3含量提高，降低了炉渣的粘度和熔点，提高了炉渣的熔化速度，使精炼炉渣快速成渣，有效的提高埋弧效果，减少钢中异常增氮和吸氧，增强炉渣脱硫和脱氧能力，炉渣熔点低流动性好，对钢中夹杂物吸附能力强，同时降低炉渣TiO2含量，使钢中Ti含量降低，本专利技术同时解决了轴承钢生产过程O含量、B、D类和TiN夹杂物的控制问题，对改善轴承钢的质量起到关键性作用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。一种轴承钢在精炼过程用造渣材料配方：SiO2：≤6，Al2O3：40～50，CaO：45～55，MgO：≤8，TiO2≤0.05，Fe2O3≤2，粒度：3-45mm，碱度控制在10左右。使用上述精炼渣的轴承钢冶炼工艺，其具体工艺步骤是：第一步：转炉出钢，使用20Kg碳粉预脱氧，出钢时间控制在5~6min，合金加入采用强振，出钢开始后约80秒（出钢量约35t）时开始合金化，加入顺序为：铝铁--碳粉--合金—石灰，合金溜槽要对准钢流；铝铁加完后即加入碳粉，加完碳粉开动钢包车，用钢流冲击碳粉，化开后再加合金。合金和石灰也要分开加入，加完一种料用钢流冲击化开后再加另一种料，禁止集中加入；第二步：精炼炉座位后，一次性加入轴承钢专用精炼渣600Kg；脱氧剂加入必须在渣料加完后加入，LF精炼炉要根据到站情况合理控制脱氧剂的加入量，严格执行多批少量的加入原则，冶炼前期使用70碳化硅为主混匀部分碳粉进行扩散脱氧，70碳化硅用量控制在80kg以上、根据炉渣脱氧效果可适当多加；以70碳化硅对冶炼过程炉渣进行维护，70碳化硅用量控制在80kg左右，做到冶炼样1前造好白渣，同时避免炉渣中脱氧剂大量未烧透的情况发生。中后期炉渣维护要严格执行多批少量的加入原则。第三步：LF炉出站成分严格按照冶炼工艺卡LF精炼炉出站成分控制目标要求进行控制。尽量避免RH精炼炉调整成分，尤其避免在RH增Al。实施例1：使用本专利技术的精炼渣冶炼的轴承钢（8炉）与郑少波等在2005年5月中国特殊钢年会2005论文集中《高碳铬轴承钢中Ti含量的控制》采用硅锰预脱氧、高氧位加铬铁和低碱度精炼渣做对比，见表1，两种渣系控制钢中Ti含量水平相当，使用专利技术提供的精炼渣冶炼轴承钢的氧含量更低，完全满足高标准轴承钢要求。表1用低碱度精炼渣和本专利技术提供精炼渣冶炼的轴承钢指标对比（%）实施例2：原使用合成渣冶炼轴承钢（10炉钢）和使用本专利技术提供的精炼渣冶炼的轴承钢（10炉钢）对比分析，通过钢中硫含量、钢中钛含量、精炼渣中TiO2含量、铸坯全氧含量、夹杂物对比见表2和表3，可见使用本专利技术提供的精炼渣冶炼的轴承钢质量明显要优于原使用合成渣冶炼的轴承钢。表2原使用合成渣和专利技术提供精炼渣冶炼轴承钢指标对比（%）指标钢中S含量钢中Ti含量精炼渣TiO2含量全氧含量氧含量≤8ppm比例原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼轴承钢用精炼渣组成是：SiO2：≤6， Al2O3：40～50，CaO：45～55，MgO：≤8，TiO2≤0.05，Fe2O3≤2，粒度：3‑45mm，碱度控制在10左右。

【技术特征摘要】
1.一种冶炼轴承钢用精炼渣组成是：SiO2：≤6，Al2O3：40～50，CaO：45～55，MgO：≤8，TiO2≤0.05，Fe2O3≤2，粒度：3-45mm，碱度控制在10左右。2.一种使用如权利要求1所述的冶炼轴承钢用精炼渣冶炼工艺，步骤如下：第一步：转炉出钢，使用20Kg碳粉预脱氧，出钢时间控制在5~6min，合金加入采用强振，出钢开始后约80秒（出钢量约35t）时开始合金化，加入顺序为：铝铁-碳粉-合金-石灰，合金溜槽要对准钢流；铝铁加完后即加入碳粉，加完碳粉开动钢包车，用钢流冲击碳粉，化开后再加合金；合金和石灰也要分开加入，加完一种料用钢流冲击化开后再加另一种料，禁止集中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，程晓文，谭奇峰，余衍丰，余大华，黄继利，赵科，向浩诚，邓增广，
申请(专利权)人：宝钢特钢韶关有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44