一种大方坯GCr15SiMn轴承钢及其冶炼方法技术

本发明专利技术涉及一种大方坯GCr15SiMn轴承钢及其冶炼方法，属于轴承钢冶炼技术领域。为解决大方坯GCr15SiMn轴承钢冶炼过程钢水纯净度不易控制、连铸坯偏析大的问题，本发明专利技术提供了一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，包括如下工艺步骤：电炉初炼

【技术实现步骤摘要】
一种大方坯GCr15SiMn轴承钢及其冶炼方法


[0001]本专利技术属于轴承钢冶炼
，尤其涉及一种大方坯GCr15SiMn轴承钢及其冶炼方法。

技术介绍

[0002]轴承钢是特殊钢生产领域的主要产品之一，同时也是特殊钢中最著名、最为典型的代表钢种之一。GCr15SiMn轴承钢是在GCr15钢基础上增加了Si和Mn元素，通过提高Si、Mn含量来改善其淬透性和弹性极限，耐磨性也比GCr15好。GCr15SiMn轴承钢制造滚动体的适用尺寸范围比GCr15大，主要用于制造壁厚>12mm、外径>280mm的轴承套圈、直径>50mm的钢球以及直径>22mm的圆锥、圆柱、球面滚子以及所有尺寸的滚针。
[0003]轴承钢的使用条件对轴承钢提出了更为严苛的要求，对该钢种的母材铸坯要求更为严格，需要提高轴承钢的冶金质量，使其满足化学成分均匀、偏析小、超纯净内质的铸坯才能满足后续轧钢轧制。但GCr15SiMn轴承钢SiMn含量较高，生产难度较大，尤其O在生产过程中极难控制，最终影响钢水的纯净度。
[0004]初炼炉电炉主要务是将钢铁原料进行熔化，去除钢中有害夹杂，一般熔炼过程中均有氧气助溶来提高生产效率，然而钢中C含量极易与氧发生反应，从而使钢中的氧含量增加，致使夹杂物总量增加。要想保证钢水的纯净度，必须对钢中的氧含量进行控制，然而作为强脱氧剂的铝的脱氧产物Al2O3轻而细小，炼钢过程很难使其完全上浮除去，最终形成大颗粒夹杂物影响钢水的纯净度，进而造成连铸坯的偏析。

技术实现思路

[0005]为解决大方坯GCr15SiMn轴承钢冶炼过程钢水纯净度不易控制、连铸坯偏析大的问题，本专利技术提供了一种大方坯GCr15SiMn轴承钢及其冶炼方法。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，包括如下工艺步骤：电炉初炼
→
精炼LF
→
真空RH
→
连铸，具体为：
[0008]电炉初炼：
[0009]按出钢100吨钢水计算，配料85
±
5t铁水和30
±
5t废钢；出钢条件C≥0.30％，O含量≤5ppm，出钢温度≥1600℃；
[0010]出钢前向大包底部加入20％碳粉；出钢20t时，根据出钢C含量加入铝锭；根据出钢成分依次加入铝锭、合金、合成渣和石灰；
[0011]精炼LF：
[0012]到位温度不低于1480℃，精炼整体时间为50～80min，白渣时间不低于30min；
[0013]真空RH：
[0014]过热度≤35℃，深真空度≤67Pa，保真空时间不少于25min，软吹时间不少于25min；
[0015]连铸：
[0016]液相线温度为1449℃，拉速为0.60m/min，比水量为0.18L/kg，二冷分配比为38/38/24，结晶器水量为2450L/min，电磁搅拌参数为M
‑
EMS：150A/2Hz；F
‑
EMS：350A/8Hz，轻压下参数为3/5/4/3，总压下量为15mm。
[0017]进一步的，所述电炉初炼工序中，出钢20t时，C≥0.30％时加入铝锭50Kg。
[0018]进一步的，所述电炉初炼工序中，合金的添加量按如下离站成分控制：C：0.88～0.93％、Si：0.50～0.55％、Mn：1.05～1.10％、P≤0.015％、Cr：1.45～1.50％、Al：0.025
‑
0.035％。
[0019]进一步的，所述电炉初炼工序中，合金在加入前提前烘烤至不低于800℃。
[0020]进一步的，所述精炼LF工序中，采用精炼过程合金小批量分批加入，送电5分钟，加入200kg石灰、采用20k碳化硅+10kg碳粉进行扩散脱氧；送电9分钟加入100kg石灰、采用20k碳化硅+10kg碳粉进行扩散脱氧，渣白取样温度≥1530℃；取样后将Al含量调整至0.025％，取样后保持白渣操作，采用20Kg碳化硅和10kg碳粉进行脱氧，成分调整至内控要求。
[0021]进一步的，所述精炼LF工序中，精炼位全程氩气控制：一次送电氩气流量按170～300Nl/min控制，二次送电氩气流量按100～150Nl/min控制，调整成分时氩气流量按300～400Nl/min控制。
[0022]进一步的，所述精炼LF工序中，离站成分控制为C：0.94～0.96％、Si：0.60～0.66％、Mn：1.10～1.16％、P≤0.015％、S≤0.005％、Cr：1.50～1.56％、Al：0.023～0.030％、Ti≤0.0020％、O≤5ppm、Ca＜3ppm。
[0023]进一步的，所述连铸工序中，采用250*280方坯连铸机，全程氩气保护浇注，大包长水口保护浇注氩气流量为20～40L/min。
[0024]进一步的，所述连铸工序中，上台浇注钢水过热度控制在25～35℃，浇注温差控制在5℃以内。
[0025]一种本专利技术大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法制备的大方坯GCr15SiMn轴承钢，所述GCr15SiMn轴承钢的化学成分按重量百分含量包括：C：0.94～0.97％、Si：0.60～0.66％、Mn：1.10～1.16％、P≤0.015％、S≤0.005％、Cr：1.50～1.56％、Al：0.012％、Ti≤0.0020％、O≤5ppm、Ca＜3ppm，其余为Fe及不可避免杂质。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术提供的大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法针对GCr15SiMn轴承钢凝固特点，加强初炼、精炼过程冶炼控制，保证了钢水纯净度；通过连铸过程设定合理的工艺参数，使铸坯内部质量得到明显提升。应用本专利技术冶炼方法制备的GCr15SiMn轴承钢连铸坯高倍检验按A法和K法分别检验，B细内控1.5级，B粗内控0.5级，C类内控0级，DS内控≤1.5级，K2≤1级。产品使用超声波探伤按GB/T4162结果为AA级。铸坯满足中心疏松1级、缩孔0.5级、中心偏析指数0.95～1.05，最高偏析指数≤1.08。
附图说明
[0028]图1为实施例6制备的GCr15SiMn轴承钢连铸坯低倍试验横向试样的照片；
[0029]图2为实施例6制备的GCr15SiMn轴承钢连铸坯低倍试验纵向试样的照片；
[0030]图3为实施例6制备的GCr15SiMn轴承钢连铸坯横向低倍试样全点钻沫示意图；
[0031]图4为实施例6制备的GCr15SiMn轴承钢连铸坯所有横向低倍试样中心点偏析结果对比图。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：电炉初炼
→
精炼LF
→
真空RH
→
连铸，具体为：电炉初炼：按出钢100吨钢水计算，配料85
±
5t铁水和30
±
5t废钢；出钢条件C≥0.30％，O含量≤5ppm，出钢温度≥1600℃；出钢前向大包底部加入20％碳粉；出钢20t时，根据出钢C含量加入铝锭；根据出钢成分依次加入铝锭、合金、合成渣和石灰；精炼LF：到位温度不低于1480℃，精炼整体时间为50～80min，白渣时间不低于30min；真空RH：过热度≤35℃，深真空度≤67Pa，保真空时间不少于25min，软吹时间不少于25min；连铸：液相线温度为1449℃，拉速为0.60m/min，比水量为0.18L/kg，二冷分配比为38/38/24，结晶器水量为2450L/min，电磁搅拌参数为M
‑
EMS：150A/2Hz；F
‑
EMS：350A/8Hz，轻压下参数为3/5/4/3，总压下量为15mm。2.根据权利要求1所述一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，其特征在于，所述电炉初炼工序中，出钢20t时，C≥0.30％时加入铝锭50Kg。3.根据权利要求1或2所述一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，其特征在于，所述电炉初炼工序中，合金的添加量按如下离站成分控制：C：0.88～0.93％、Si：0.50～0.55％、Mn：1.05～1.10％、P≤0.015％、Cr：1.45～1.50％、Al：0.025
‑
0.035％。4.根据权利要求3所述一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，其特征在于，所述电炉初炼工序中，合金在加入前提前烘烤至不低于800℃。5.根据权利要求4所述一种大方坯GCr15SiMn轴承钢的冶炼方法，其特征在于，所述精炼LF工序中，采用精炼过程合金小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海达，陈列，董贵文，胡金海，张亚楠，
申请(专利权)人：建龙北满特殊钢有限责任公司，
类型：发明
国别省市：