一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法技术

一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法，包括如下步骤：1)冶炼，电炉冶炼轴承钢母液；2)出钢，出钢结束后钢中Al 0.10～0.15％，C 0.8～0.9％，钢液温度1560～1600℃；3)VD脱氢脱氮处理，抽真空，真空要求400Pa以下，达真空要求2‑4min后，底吹搅拌，底吹搅拌总流量200～400Nl/min；抽真空2‑4min后加铝粒0.2～0.7kg/T及SiC粉0.5～1kg/t或硅铁粉0.3～0.8kg/t渣面脱氧，结束后炉渣碱度控制3‑5，CaO/Al2O3＝1.6～2.0，CaF2＝0.5～1.5％，处理时间15～20min；4)LF升温并合金化处理；5)VD脱氧去除夹杂处理；6)VD破空后加碳化稻壳与渣面保温，去除夹杂处理，要求底吹流量50～150Nl/min，处理时间≥20min；7)浇铸。

A method of smelting high carbon chromium bearing steel by a VD flow process

A method of smelting high carbon chromium bearing steel by VD process, including the following steps: 1) smelting, smelting bearing steel mother liquid, 2) tapping, 0.10 ~ 0.15% of Al in steel, 0.8 ~ 0.9% of C, 1560~1600 C of molten steel, 3) dehydrogenate and denitrification treatment, vacuum pumping, 400Pa under vacuum, and vacuum requirement 2 4min After stirring and stirring, the total flow rate is 200 ~ 400Nl/min, and after 2 4min vacuum pumping, aluminum particles 0.2 ~ 0.7kg/T and SiC powder 0.5 ~ 1kg/t or silicon iron powder 0.3 ~ 0.8kg/t slag surface deoxidize, the slag alkalinity control 3 5, CaO/Al2O3 = 1.6 ~ 2, CaF2 = 0.5 ~ 1.5%, treatment time 15 ~ 20min; 4) LF heating and alloying treatment; 5) VD deoxidization removal of inclusion treatment; 6) VD after breaking the air with carbonated rice husk and slag surface heat preservation, removal of inclusion treatment, required bottom blowing flow rate of 50 ~ 150Nl/min, treatment time more than 20min; 7) casting.

【技术实现步骤摘要】
一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法
本专利技术涉及炼钢领域，特别涉及一种VD流程冶炼高端轴承钢的方法。
技术介绍
轴承是重要的机械基础件，在大多数机械产品和工程结构中应用十分广泛。它在很大程度上决定了装备的精度、性能、寿命与可靠性，在国民经济中占有极其重要的地位。轴承钢中冶炼过程夹杂物控制一直是轴承钢研发过程中的重点，控制轴承钢中的大颗粒球状夹杂物即Ds类(≥13μm)更是轴承钢夹杂物控制的重中之重，同时轴承钢全氧及B类夹杂控制也是冶炼过程控制的重点。目前轴承钢生产按真空精炼方式划分，主要有VD(真空脱气)流程以及RH(真空循环脱气)流程。对于RH流程，由于真空处理过程不发生强烈的钢渣混冲，同时真空脱气力度强，其Ds夹杂以及全氧控制相对容易，但RH设备要求厂房高，且RH脱硫能力差，RH流程对生产其他钢种适应性不强。相比RH流程，VD流程因脱气能力和脱硫能力强，对生产各类特钢适应能力强，VD流程用来生产轴承钢仍受到欢迎。但因VD在处理轴承钢过程中，因钢渣混冲激烈，导致卷渣严重，会引发Ds夹杂问题，还有钢液碳控制不稳定以及铝控制不稳定，会导致VD破空后需要补碳或补铝或需再次降温，这些均会导致全氧上升以及B类夹杂超标。为了解决全氧问题，中国专利申请号CN201410321038.9公开了一种高碳轴承钢冶炼工艺，主要措施是在电炉出钢过程一次性加完脱氧剂铝以及造渣料，在随后LF精炼不补加铝，用SiC作为渣面脱氧剂，然而，电炉出钢一次性完成脱氧铝加入以及渣料加入达钢水目标在实施过程会出现偏差，很难实现稳定控制。中国专利CN01132236.5给出一种超纯高碳铬轴承钢的生产方法，主要通过电炉冶炼间歇流出氧化性渣、并清理精炼用钢包来控制钛含量小于12×10-5，该方法并没有考虑电炉出钢碳的控制范围，也无法保证电炉出钢钢水氧含量处于较低水平。为了解决Ds夹杂问题，CN1621538公开了减少和细化高碳铬轴承钢D类夹杂物的生产方法，提出LF用硅铁粉扩散脱氧并采用高碱度渣脱氧和脱硫，而VD工位改为低碱度，防止VD过程增钙，VD过程用低碱度渣对防止Ds夹杂有作用，但对全氧控制不利，同时VD低碱度渣对钢液碳含量控制以及铝含量控制也不利，VD结束后可能还要补碳或补铝，对全氧控制及B类夹杂控制不利。专利技术目的本专利技术的目的在于提供一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法，解决VD流程轴承钢冶炼存在的Ds夹杂问题并控制好全氧以及B类夹杂，最终实现高端轴承钢的稳定化生产。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法，其包括如下步骤：1)冶炼电炉冶炼轴承钢母液，要求冶炼终点碳含量质量百分比0.4～0.9％，铬含量质量百分比1～1.5％，钢液温度1660～1700℃；2)出钢出钢过程前1/3时间段内加铝粒、造渣料石灰及萤石，出钢过程1/3～3/4时间段配加焦碳，最后的1/4时间段无需再加物料，要求出钢结束后钢中铝含量控制在0.10～0.15％，碳含量控制在0.8～0.9％，钢液温度控制1560～1600℃；3)VD脱氢脱氮处理，抽真空，先不底吹搅拌，真空要求控制400Pa以下，达真空要求2-4min后，底吹搅拌，底吹搅拌总流量200Nl/min～400Nl/min，保证钢液面吹开，利用真空条件下钢液生成的气体搅拌快速化渣；抽真空2-4min后加铝粒0.2～0.7kg/T以及SiC粉0.5～1kg/t或硅铁粉0.3～0.8kg/t渣面脱氧，结束后炉渣碱度控制3-5，CaO/Al2O3＝1.6～2.0，CaF2＝0.5～1.5％，真空处理时间15～20min；4)LF升温并合金化处理处理前，测温取钢样及渣样分析，然后电极埋弧升温，并根据取样分析结果加入锰铁、铬铁合金化，最终成分达GCr15要求，LF处理时间约40～50min，结束温度1530～1560℃；5)再次VD脱氧去除夹杂处理；抽真空并底弱搅拌处理，真空要求控制200Pa以下，底吹搅拌总流量30Nl/min～150Nl/min，弱搅拌确保渣面不被吹开，处理时间20～25min；结束温度1500～1520℃；6)VD破空后加碳化稻壳与渣面保温，随后测温取样，合格后弱搅拌去除夹杂处理，要求底吹流量50～150Nl/min，处理时间大于等于20min；7)浇铸。优选的，步骤1)中，电炉冶炼后期不断倒脱磷渣，钢液温度超过1650℃后停止吹氧，补加铬铁合金，合金加入量满足铬含量质量百分比1～1.5％，合金加入继续通电升温，用炉门枪喷吹Ar气搅拌熔池，通电2-4min且温度达到要求后出钢。优选的，步骤2)中，铝粒加入量为1.8～2.5kg/(t钢水)，石灰加入量为铝粒加入量的3～4倍，萤石加入量为石灰加入量的1.5～2％。优先的，步骤3)中，电极通电10-15min后根据钢样检测结果，加入锰铁和铬铁合金进行合金化，并允许喂铝丝调整钢液铝含量在0.015～0.03％，并加入少量石灰和铝粒调整炉渣成分，冶炼20-30min再取钢样一次，随后根据取样结果做碳和铝成分微调，要求LF结束后钢液成分达到GCr15要求，炉渣成分复合碱度即CaO/SiO2在5-10，CaO/Al2O3＝1.6～2.4，CaF2＝0.5～1.5％，FeO<0.5％。在本专利技术方法中：本专利技术步骤1)要求，电炉冶炼轴承钢母液，要求冶炼终点碳含量质量百分比0.4～0.9％，铬含量质量百分比1～1.5％，钢液温度1660～1700℃。相对于电炉冶炼轴承钢传统方法，本专利技术对铬含量做了要求，因为在钢液碳含量0.4～0.9％环境下，钢中铬从热力学上分析不存在被氧化的可能，经计算，1650℃条件下，仅当碳含量下降到0.05％以下，平衡的氧才具备氧化钢液中含1.5％铬的能力，即使考虑钢液氧的过饱和，碳含量0.4～0.9％环境也可确保钢液中含1.5％铬不被氧化。电炉就开始铬合金化可减轻后LF工序加铬铁负担，同时铬铁所包含的有害夹杂可尽早去除。对电炉出钢碳含量要求是从降低电炉出钢氧含量考虑的，又考虑到电炉终点碳含量控制难度大，所以把范围放宽，最终要求碳含量0.4～0.9％。对钢液温度的要求主要是从后工序先走VD考虑的，钢液温度不宜过低，也不能超过电炉承受极限，所以，钢液温度控制1660～1700℃。本专利技术步骤2)，出钢过程前1/3时间段内加铝粒、造渣料石灰及少量萤石，出钢过程1/3～3/4时间段配加焦碳，最后的1/4时间段无需再加物料，要求出钢结束后钢中铝含量控制在0.10～0.15％，碳含量控制在0.8～0.9％，钢液温度控制1560～1600℃。步骤2)要求先加铝和石灰等渣料，然后再配碳，主要考虑是配碳后钢液已经处于脱氧状态，配碳后不至于引发强烈碳氧反应导致大沸腾，另外，渣料和铝一起加是为了保证渣料在钢水高温能量传递下实现初步熔融。出钢后铝含量控制0.10～0.15％主要是考虑后工序钢中还要与炉渣反应，铝含量会进一步降低，出钢铝含量高会减轻后工序补铝负担，实现早期脱氧，以控制钢水洁净度。渣料以石灰为主，配合少量萤石是为了化渣方便，同时少量萤石不会对后面生产产生负面影响，本专利技术还有一特点是不用加合成预熔渣，可大大降低渣量和生产成本，因为后工序VD可实现快速化渣，不必加预熔渣。本专利技术步骤3)，VD脱氢脱氮处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法，其特征是，包括如下步骤：1)冶炼电炉冶炼轴承钢母液，要求冶炼终点碳含量质量百分比0.4～0.9％，铬含量质量百分比1～1.5％，钢液温度1660～1700℃；2)出钢出钢过程前1/3时间段内加铝粒、造渣料石灰及萤石，出钢过程1/3～3/4时间段配加焦碳，最后的1/4时间段无需再加物料，要求出钢结束后钢中铝含量控制在0.10～0.15％，碳含量控制在0.8～0.9％，钢液温度控制1560～1600℃；3)VD脱氢脱氮处理，抽真空，先不底吹搅拌，真空要求控制400Pa以下，达真空要求2‑4min后，底吹搅拌，底吹搅拌总流量200Nl/min～400Nl/min，保证钢液面吹开，利用真空条件下钢液生成的气体搅拌快速化渣；抽真空2‑4min后加铝粒0.2～0.7kg/T以及SiC粉0.5～1kg/t或硅铁粉0.3～0.8kg/t渣面脱氧，结束后炉渣碱度控制3‑5，CaO/Al2O3＝1.6～2.0，CaF2＝0.5～1.5％；真空处理时间15～20min；4)LF升温并合金化处理处理前，测温取钢样及渣样分析，然后电极埋弧升温，并根据取样分析结果加入锰铁、铬铁合金化，最终成分达GCr15要求，LF处理时间40～50min，结束温度1530～1560℃；5)VD脱氧去除夹杂处理；抽真空并底弱搅拌处理，真空要求控制200Pa以下，底吹搅拌总流量30Nl/min～150Nl/min，弱搅拌确保渣面不被吹开，处理时间20～25min；结束温度1500～1520℃；6)VD破空后加碳化稻壳与渣面保温，随后测温取样，合格后弱搅拌去除夹杂处理，要求底吹流量50～150Nl/min，处理时间大于等于20min；7)浇铸。...

【技术特征摘要】
1.一种VD流程冶炼高碳铬轴承钢的方法，其特征是，包括如下步骤：1)冶炼电炉冶炼轴承钢母液，要求冶炼终点碳含量质量百分比0.4～0.9％，铬含量质量百分比1～1.5％，钢液温度1660～1700℃；2)出钢出钢过程前1/3时间段内加铝粒、造渣料石灰及萤石，出钢过程1/3～3/4时间段配加焦碳，最后的1/4时间段无需再加物料，要求出钢结束后钢中铝含量控制在0.10～0.15％，碳含量控制在0.8～0.9％，钢液温度控制1560～1600℃；3)VD脱氢脱氮处理，抽真空，先不底吹搅拌，真空要求控制400Pa以下，达真空要求2-4min后，底吹搅拌，底吹搅拌总流量200Nl/min～400Nl/min，保证钢液面吹开，利用真空条件下钢液生成的气体搅拌快速化渣；抽真空2-4min后加铝粒0.2～0.7kg/T以及SiC粉0.5～1kg/t或硅铁粉0.3～0.8kg/t渣面脱氧，结束后炉渣碱度控制3-5，CaO/Al2O3＝1.6～2.0，CaF2＝0.5～1.5％；真空处理时间15～20min；4)LF升温并合金化处理处理前，测温取钢样及渣样分析，然后电极埋弧升温，并根据取样分析结果加入锰铁、铬铁合金化，最终成分达GCr15要求，LF处理时间40～50min，结束温度1530～1560℃；5)VD脱氧去除夹杂处理；抽真空并底弱搅拌处理，真空要求控制200Pa以下，底吹搅拌总流量30Nl/min～150Nl...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐迎铁，陈兆平，杨宝权，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31