CN100465293C

CN100465293C - 轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法

Info

Publication number: CN100465293C
Application number: CNB2005100858545A
Authority: CN
Inventors: 铁生年; 李建保; 陈列; 张英智; 岛井骏藏; 宣俊刚; 莫鹏君
Original assignee: Qinghai University
Current assignee: Qinghai University
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2025-07-18
Also published as: CN1721556A

Abstract

本发明涉及钢的冶炼技术领域，具体地说是涉及轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法。本发明轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法是：用SiAlBa(1)、SiAlBa(2)、SiBa、FeSiMgBaRE、SiFeMg铁合金材料经粉碎加工制成纳米脱钛剂，将上述制得的纳米脱钛剂细粉和原大颗粒混合放在包芯线机上制成直径为13mm的包芯线，把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘架上按每分钟20～30m的速度喂入轴承钢液中，所述的分散方法是在钢包底部喷吹惰性气体进行搅拌分散加入的纳米脱钛剂。本发明的优点是：该分散方法可促进纳米脱钛剂在钢液中均匀分散，由于纳米材料具有表面原子极其活跃，很容易与周围夹杂物质反应。有利于化学反应除钛，同时促进夹杂物上浮，提高钢水洁净度，可均匀钢水的化学成份；也有利于进行夹杂物的变性处理。

Description

轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法

技术领域

本发明涉及钢的冶炼技术领域，具体地说是涉及轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，尤其是航天、汽车制造以及军工等行业、石油开采等行业技术的发展，对工程材料的质量提出了越来越高的要求，故而引起了轴承钢材料生产行业清洁钢生产技术的迅速发展。轴承钢中氧、钛、硫、氮在钢水凝固时可形成夹杂物，夹杂物的存在严重损害轴承钢的力学性能。而轴承钢中钛化物的含量和钢中存在形态对其疲劳寿命影响很大。一些国外轴承钢使用厂家，对其钛含量提出要求小于30ppm，但现有的炉外精炼办法很难把钛的含量降低到其程度，所以在钢液中的加入脱钛剂除去轴承钢中的钛的杂质以提高钢的质量。而以采用纳米材料的尺寸效应，选择合适的纳米脱钛材料，将制取纳米脱钛剂加入钢液中使其均匀分散在整个钢液中有利于脱钛剂在钢液中迅速反应除钛，降低钛的含量使其小于30ppm、氧含量小于15ppm，同时夹杂物数量相对减少，而纳米脱钛剂的制取、在钢中的加入、分散方法，目前还未见记载。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种轴承钢中纳米脱钛剂在钢液中的分散方法，使纳米脱钛剂在钢液中均匀分散在整个钢液中，有利于脱钛剂与钢液中钛的夹杂物迅速反应除钛。

本发明轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法技术方案是这样实现的：本发明轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法是：选用成分中Si占35～45％，Al占10～20％，Ba占15～20％，C≤0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa(1)；或成分中Si占25～30％，Al占25～30％，Ba占8～12％，C≤0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa(2)；或成分中Si占40～45％，Al≤3.0％，Ca≤2.0％，Ba占25～30％，C≤0.3％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiBa；或成分中RE占1～3％，Mg占6～9％，Si占40～45％，Ca≤1.0％，Ba占1～3％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料FeSiMgBaRE；或成分中RE占0～0.6％，Mg占5～20％，Si占40～45％，Ca≤1.0％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiFeMg，分别经一级粉碎，二级粉碎，分级和产品收集制得颗粒小于500纳米的轴承钢脱钛剂细粉，将制得的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒上述铁合金混匀，其中轴承钢脱钛剂细粉在0.1～1％之间，将上述制得占0.67％的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金的混合细粉放在包芯线加工机上用厚度为1mm，宽50mm和长100m的钢板制成直径为13mm的包芯线，把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘架上按每分钟20～30m的速度从精炼钢包上面喂入轴承钢液中，具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉10～15公斤，所述的分散方法是在钢包底部喷吹惰性气体进行搅拌分散。

本发明轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法技术方案的优点是：由于制取的轴承钢细粉脱钛剂具有表面原子极其活跃，很容易与其周围夹杂物质反应的特点。将制取纳米脱钛剂加入钢液中使其均匀分散在整个钢液中，有利于脱钛剂在钢液中迅速反应除钛。该分散方法可促进纳米脱钛剂在钢液中均匀分散，有利于化学反应除钛，促进夹杂物上浮，提高钢水洁净度，使钢液中钛含量小于30ppm，氧含量小于15ppm；同时均匀钢水的化学成份；也有利于进行夹杂物的变性处理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

本发明轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法，用SiAlBa(1)或SiAlBa(2)或SiBa或FeSiMgBaRE或SiFeMg铁合金材料经一级粉碎，二级粉碎，分级和产品收集制得颗粒小于500纳米的轴承钢脱钛剂细粉，将制得的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒上述铁合金混匀，其中轴承钢脱钛剂细粉在0.1～1％之间，将上述制得占0.1～1％的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金的混合细粉放在包芯线加工机上用厚度为1mm，宽50mm和长100m的钢板上制成直径为13mm的包芯线，把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘架上按每分钟20～30m的速度从精炼钢包上面喂入轴承钢液中，具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉10～15公斤，其特征在于：所述的分散方法是在钢包底部喷吹惰性气体进行搅拌分散。所述的惰性气体可以是氩气、氦气中的任一种气体。所述的喷吹惰性气体的搅拌强度在标准状况下为0.0025～0.015m³·t^-1·min^-1(标准状况下)。

实施例1。

选用成分中Si占35％，Al占10％，Ba占15％，C≤0.2％，P≤0.04％、S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa(1)20公斤大颗粒，先用普通气流粉碎机进行一级粉碎，将物料粉碎为大于800目的粗料产品；将粗料加入FJM系列流化床对喷式气流粉碎机进行二级粉碎，利用压缩空气通过超音速喷嘴产生的调整对流，使物料加速并在各对流交界的粉碎区产生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分级区，通过漏轮式分级轮进行分级，达到粒度要求即0.5微米以下的细粉产品进入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二级粉碎工序，继续粉碎，最终使产品中粒度达到500nm以下为制得本发明轴承钢脱钛剂细粉。

取粒度达到500nm以下的轴承钢脱钛剂细粉按每吨钢液加入0.1kg配料，和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金混匀，其中轴承钢脱钛剂细粉占0.67％，将上述制得占0.67％的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金的混合细粉在包芯线机上采用厚度为1mm，宽50mm和长100m的钢板，制取直径为13毫米的包芯线。把制得的包芯线盘于喂线机的固定盘架上，以精炼炉出钢前10分钟按每分钟20米的速度喂入钢液中。具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉15公斤，分散方法的采用氩气搅拌，用搅拌强度为0.0025m³·t^-1·min^-1(标准状态下)氩气从钢包底部吹入，进行搅拌分散。

实施例2。

选用成分中Si占30％，Al占25％，Ba占10％，C≤0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa(2)10公斤大颗粒，先用普通气流粉碎机进行一级粉碎，将物料粉碎为大于800目的粗料产品；将粗料加入FJM系列流化床对喷式气流粉碎机进行二级粉碎，利用压缩空气通过超音速喷嘴产生的调整对流，使物料加速并在各对流交界的粉碎区产生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分级区，通过漏轮式分级轮进行分级，达到粒度要求即0.5微米以下的细粉产品进入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二级粉碎工序，继续粉碎，最终使产品中粒度达到500nm以下为制得本发明轴承钢脱钛剂细粉。

取粒径达到500nm以下轴承钢脱钛剂细粉按每吨钢液加入0.1kg配料，和对应的粒径为1—3mm大颗粒上述铁合金混匀，其中轴承钢脱钛剂细粉占0.67％，将上述制得占0.67％的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金的混合细粉在包芯线机上采用厚度为1mm，宽50mm和长100m的钢板，制取直径为13毫米的包芯线。把制得的包芯线盘于喂线机的固定盘架上，以精炼炉出钢前10分钟按每分钟20米的速度喂入钢液中。具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉15公斤。

分散的方法采用氦气搅拌，用搅拌强度为0.006m³·t^-1·min^-1(标准状态下)氦气从钢包底部吹入，进行搅拌分散。

实施例3。

成分中RE占1～3％，Mg占6～9％，Si占40～45％，Ca≤1.0％，Ba占1～3％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％，H₂O≤0.3％的铁合金FeSiMgBaRE材料10公斤，先用普通气流粉碎机进行一级粉碎，将物料粉碎为大于800目的粗料产品；将粗料加入FJM系列流化床对喷式气流粉碎机进行二级粉碎，利用压缩空气通过超音速喷嘴产生的调整对流，使物料加速并在各对流交界的粉碎区产生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分级区，通过漏轮式分级轮进行分级，达到粒度要求即0.5微米以下的细粉产品进入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二级粉碎工序，继续粉碎压缩，最终使产品中粒度达到500nm以下颗粒为制得本发明轴承钢脱钛剂细粉。

取粒径达到500nm以下轴承钢脱钛剂细粉按每吨钢液加入0.1kg配料，和对应的粒径为1—3mm大颗粒上述铁合金混匀，其中轴承钢脱钛剂细粉占0.67％，将上述制得占0.67％的轴承钢脱钛剂细粉和对应的粒径为1—3mm大颗粒铁合金的混合细粉在包芯线机上采用厚度为1毫米、宽为50毫米、长为100米的钢板，制取直径为13毫米的包芯线。把制得的包芯线盘于喂线机的固定盘架上，以精炼炉出钢前10分钟按每分钟20米的速度喂入钢液中。具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉15公斤。

分散的方法采用氦气搅拌，用搅拌强度为0.01m³·t^-1·min^-1(标准状态下)氦气从钢包底部吹入，进行搅拌分散。

Claims

1、一种轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法，选用成分中Si占35～45％，Al占10～20％，Ba占15～20％，C≤0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％和H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa—1；或成分中Si占25～30％，Al占25～30％，Ba占8～12％，C≤0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％和H₂O≤0.3％的铁合金材料SiAlBa—2；或成分中Si占40～45％，Al≤3.0％，Ca≤2.0％，Ba占25～30％，C≤0.3％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％和H₂O≤0.3％的铁合金材料SiBa；或成分中RE占1～3％，Mg占6～9％，Si占40～45％，Ca≤1.0％，Ba占1～3％，P≤0.04％，S≤0.04％，Ti≤0.1％和H₂O≤0.3％的铁合金材料FeSiMgBaRE；或成分中RE占0～0.6％，Mg占5～20％，Si占40～45％，Ca≤1.0％，Ti≤0.1％和H₂O≤0.3％的铁合金材料SiFeMg，分别经一级粉碎，二级粉碎，分级和产品收集制得颗粒粒径小于500纳米的轴承钢脱钛剂细粉；将制得的轴承钢脱钛剂细粉和1—3mm大颗粒的上述铁合金混合细粉，其中轴承钢脱钛剂细粉在0.1～1％之间；将混合细粉放在包芯线加工机上用厚度为1mm，宽50mm和长100m的钢板制成直径为13mm的包芯线，把制取的包芯线盘于喂线机的固定盘架上按每分钟20～30m的速度从精炼钢包上面喂入轴承钢液中，具体的加入总量控制在每吨钢水加入混合细粉10～15公斤，其特征在于：所述的分散方法是在钢包底部喷吹惰性气体进行搅拌分散。

2、如权利要求1所述的轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法，其特征在于：所述的惰性气体是氩气、氦气中的任一种气体。

3、如权利要求1所述的轴承钢纳米脱钛剂在钢液中的分散方法，其特征在于：所述的喷吹惰性气体的搅拌强度在标准状况下为0.0025～0.015m³.t^-1·min^-1。