一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法，工艺流程为“铁水预处理→120t顶底复吹转炉→LF→VD→150mm×150mm小方坯连铸机→高线铸坯加热→高压水除鳞→轧制→控冷”。转炉采用双渣法工艺进行脱硫，终点高拉碳；LF精炼实现钢水的还原精炼和深脱硫、高碱度；VD真空脱气去除钢水中的氢和氮，破空后镇静，去除夹杂物和进一步脱硫；连铸过程采用低过热度弱冷工艺、电磁搅拌技术和铸坯缓冷工艺，提高铸坯的质量；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。本发明专利技术的生产方法很好的控制了钢中的氧、氮及夹杂物的含量，且轧材具有良好的综合力学性能，满足国家标准。

A production method of GCr15 bearing steel billet

The invention discloses a production method of GCr15 bearing steel billet, which is \iron water pretreatment, 120t top and bottom blowing converter, LF to VD, 150mm * 150mm small billet caster, high line billet heating, high pressure water descaling, rolling and controlled cooling\. The converter uses double slag process to desulphurizing, finishing high carbon at the end, reducing refining of molten steel and deep desulphurization and high alkalinity by LF refining; VD vacuum degassing to remove hydrogen and nitrogen in molten steel, sedation after breaking air, removing inclusions and further desulphurization; the process of continuous casting adopts low superheat weak cold technology, electromagnetic stirring technology and casting billet cooling. The quality of the billet is improved by the process. The heating process of the billet ensures sufficient heating time and heating temperature to ensure that the billet is evenly heated and the carbide is fully dissolved. The production method of the invention has good control of the content of oxygen, nitrogen and inclusions in steel, and the rolled material has good comprehensive mechanical properties to meet the national standard.

【技术实现步骤摘要】
一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法
本专利技术属于钢铁冶炼的工艺
，特别是涉及一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法。
技术介绍
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，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GCr15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。研究表明，降低钢中[O]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[O]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。目前生产GCr15轴承钢的冶炼工序主要为：转炉工序，现有冶炼GCr15轴承钢的转炉工艺，终点拉碳≥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。
技术实现思路
本专利技术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10ppm，通过优化转炉冶炼、精炼和连铸等工序，提出一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法，包括如下步骤：(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％；(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250-300nm3/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℃；(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；(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[O]，出站前不做Ca处理；(5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30℃，1500-1505℃浇注，中包温度≤1481℃，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；(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；(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；(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；(9)后处理：采用斯太尔摩生产线风冷，得到成品。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。所述步骤(2)中，控制钢水中溶解氧[O]溶，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。所述步骤(3)中，终渣R2在7-9，终渣成分：CaO＝50-60％，SiO2＜10％，Al2O3＝25-30％，MgO＝5-8％。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。所述步骤(4)中软吹时间在30min以上。所述步骤(5)中弱冷低拉速浇铸，比水量为0.65L/kg，拉速为1.6m/min。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。所述步骤(6)中铸坯加热工序，加热炉加热段温度：1140-1160℃，均热段温度：1220-1250℃，出钢温度：1080-1100℃；加热段加热时间：70-100min，均热段加热时间70-100min。所述步骤(8)中进精轧温度控制在890-900℃，吐丝温度控制在810-820℃。本专利技术的有益效果是：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GCr15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。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：本专利技术的GCr15轴承钢小方坯的生产方法，工艺流程为铁水预处理→120t顶底复吹转炉→LF→VD→150mm×150mm小方坯连铸机(带组合式二段电磁搅拌工艺)→高线铸坯加热→高压水除鳞→轧制→控冷，包括如下步骤：(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％；(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250-300nm3/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℃；(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；(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[O]，出站前不做Ca处理；(5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30℃，1500-1505℃浇注，中包温度≤1481℃，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；(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；(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；(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；(9)后处理：采用斯太尔摩生产线风冷，得到成品。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。所述步骤(2)中，控制钢水中溶解氧[O]溶，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。所述步骤(3)中，终渣R2在7-9，终渣成分：CaO＝50-60％，SiO2＜10％，Al2O3＝25-30％，MgO＝5-8％。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。所述步骤(4)中软吹时间在30min以上。所述步骤(5)中弱冷低拉速浇铸，比水量为0.65L/kg，拉速为1.6m/min。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。所述步骤(6)中铸坯加热工序，加热炉加热段温度：1140-11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(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％；(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250‑300nm3/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℃；(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；(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Al s＞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[O]，出站前不做Ca处理；(5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30℃，1500‑1505℃浇注，中包温度≤1481℃，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；(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；(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；(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；(9)后处理：采用斯太尔摩生产线风冷，得到成品。...

【技术特征摘要】
1.一种GCr15轴承钢小方坯的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(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％；(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250-300nm3/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℃；(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；(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[O]，出站前不做Ca处理；(5)连铸工序：控制钢水过热度不大于30℃，1500-1505℃浇注，中包温度≤1481℃，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；(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；(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；(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；(9)后处理：采用斯太尔摩生产线风冷，得到成品。2.根据权利要求1所述的GCr15轴承钢小方坯的生产方法，其特征在于，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％...

【专利技术属性】
技术研发人员：周栋，
申请(专利权)人：余姚市奥祥轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33