CN101412183A - 一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法 - Google Patents
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Abstract
一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，属于高碳铬轴承钢的生产技术领域。通过对转炉终点控制，采用Al深脱氧，挡渣出钢；LF炉高碱度低氧化性渣精炼；连铸保护浇注生产出合格的轴承钢铸坯，然后高温吊进铸坯缓冷坑中，利用铸坯高温缓慢冷却，释放铸坯的氢含量及应力。轧制过程高温长时间保持的加热炉加热工艺保证轧材碳化物带状及碳化物液析满足标准要求，轧后快移冷床，使冷剪剪切温度在400－500℃之间，然后将轧材再次放入缓冷罩中，缓冷24－48小时，以进一步释放轧材中的氢和应力。通过铸坯及轧材两次缓冷生产高碳铬轴承钢的生产方法可以保证轧材低倍质量无白点裂纹缺陷存在，且可以保证其它各项指标满足GB18254－2002标准要求。
Description
技术领域
本发明属于高碳铬轴承钢的生产技术领域，特别是提供了一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，适用于铸坯缓冷与轧材缓冷相结合的双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢。
背景技术
高碳铬轴承钢主要用于汽车，摩托车，家电，拖拉机，铁路车辆，冶金矿山机械及高速旋转、高负荷机械轴承上的钢球、滚子和套圈。在本发明之前，国内传统的轴承钢生产工艺为：电炉冶炼→LF炉精炼→真空精炼→模铸或连铸→轧制→缓冷罩缓冷(空冷)。采用电炉、真空处理的工艺生产高碳铬轴承钢工序多，周期长，冶炼组织难度大，生产成本高。
本发明通过铸坯缓冷及轧材缓冷的双缓冷工艺，有效降低了钢中的气体氢含量和内应力，大大降低了轧材白点发生几率，保证了轴承钢具有较好的低倍质量。本发明减轻了真空精炼处理工艺负担，采用转炉—LF炉精炼生产连铸坯，可以生产规格Φ50mm以下的轴承钢，实物质量可以达到氧含量8ppm、碳化物、夹杂物满足GB18254-2002标准要求、低倍质量良好，无裂纹等缺陷存在。
发明内容
本发明的目的是提供一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，解决了采用电炉、真空处理的工艺生产高碳铬轴承钢工序多，周期长，冶炼组织难度大，生产成本高的问题。
本发明的工艺流程为转炉冶炼→LF-VD精炼→200mm2方坯全保护浇铸→铸坯缓冷→棒材厂加热炉加热→控制轧制→轧材缓冷→产品入库。
本发明的技术关键主要有以下两点，1、解决了高碳铬轴承钢由于钢中氢和应力易于出现白点裂纹的问题；2、通过转炉—连铸纯净钢生产工艺提供了满足国标的轴承钢。采取的措施是通过铸坯在高温下进入缓冷坑缓冷，利用氢在高温下扩散速度快的特点，加强铸坯中氢的扩散，同时在高温下释放铸坯的组织应力及热应力，使VD降氢的功能转移到铸坯缓冷上。铸坯经加热炉加热，轧机轧制，轧材再一次进入缓冷罩缓冷，进一步释放钢中的氢含量及轧制过程产生的应力，从而大大降低了轴承钢轧材低倍出现白点裂纹的几率。
另一方面，通过转炉深脱氧、LF炉纯净钢冶炼技术及连铸保护浇注，轴承钢实物质量可以满足标准要求。
本发明在各环节控制的工艺参数如下：
1、转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量在0.20-0.40％，磷含量P≤0.012％，出钢采用钢芯铝深脱氧，挡渣出钢；
2、LF-VD精炼炉高碱度低氧化性渣精炼；碱度R4.0-6.0，TFe≤1.0，LF炉处理毕进行弱吹氩≥10min。
3、连铸采用全保护浇注，过热度控制在30±5℃，以拉速1.2-1.4m/min浇注。然后铸坯用夹钳吊进铸坯缓冷坑中，利用铸坯余温缓慢冷却，释放铸坯的氢含量及应力。缓冷温度450-600℃，缓冷时间24h-48h。
4、加热炉加热→控制轧制→轧材缓冷，热炉高温长时间保持，加热温度控制在1100-1220℃之间，加热时间150-210min；控制开轧温度1050-1100℃，终轧温度900-950℃；轧材轧后冷床冷却，但使冷剪剪切温度在400℃-500℃之间，然后将轧材再次放入缓冷罩中，利用余热缓冷24-48小时。
本发明一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，为促进铸坯中碳化物的弥散，要求加热炉高温长时间保持，加热温度控制在1100-1220℃之间，加热时间大于180min。
本发明一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，轧制工艺根据高线棒材车间设备条件，控制开轧温度1050-1100℃，终轧温度900-950℃。同时为防止轧材冷却过快产生热应力，要求冷床采用快移的方式，移动到冷剪处分段剪切。
本发明一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，为释放轧材中的氢及轧制过程产生的应力，预防白点缺陷产生，需要进行轧材缓冷，要求控制剪切温度在400℃-500℃之间，迅速入缓冷罩缓冷，缓冷时间24-48h，待轧材温度降低到室温后出库发货。
采用该工艺生产的高碳铬轴承钢钢种为GCr15，产品规格为φ14～φ50mm，通过采用双缓冷工艺，轧材无白点缺陷产生，低倍良好。各项指标满足GB18254-2002的标准要求，氧含量可以控制在8-12ppm，碳化物带状及碳化物液析平均0.3级。
采用本专利的技术效果：
1、通过采用铸坯高温缓冷和轧材的双缓冷工艺，可以减轻真空处理工艺负担，在铸坯、轧材缓慢冷却过程中释放钢中的氢气和应力，保证轧材低倍质量合格。
2、通过转炉的终点控制和深脱氧工艺、LF炉的精炼、连铸的全保护浇注，可以生产出满足标准GB18254-2002的轴承钢；。
具体实施方式
首钢生产高碳铬轴承钢的流程为：转炉冶炼→出钢深脱氧→LF精炼→200mm方坯保护浇注→铸坯缓冷→高线棒材车间加热炉加热→控制轧制→轧后快移高温剪切→轧材缓冷→产品入库。
铁水S≤0.050％。总装入量89±2吨。转炉采用Si-Mn合金配Mn，不足Si部分用硅铁补齐，采用高碳铬铁配铬。转炉终点碳含量0.25％，采用钢芯铝终脱氧，挡渣出钢。LF炉采用高碱度低氧化性渣，碱度R4.0-6.0，TFe≤1.0，LF炉处理毕进行弱吹氩≥10min，精炼周期按60分钟/炉控制。采用全保护浇注，结晶器采用电磁搅拌。二冷比水量按0.7L/kg钢控制。按4流组织浇注，目标浇注周期60min/炉。中间包钢水目标过热度30±5℃，拉速按照2.2-2.4m/min控制，目标2.3m/min。正常浇注，中间包钢水液面高度600-700mm；第一炉开浇时或上下炉连接时中间包钢水液面高度400-600mm。为促进氢的扩散，铸坯高温吊入缓冷坑缓冷24h以上，入坑温度550℃。
为保证轴承钢铸坯碳化物充分溶解，加热炉加热温度控制在1180℃，加热时间180min，开轧温度1080℃，轧后在冷床上快速移动，控制剪切温度在400℃以上，入缓冷罩缓冷，缓冷时间48h，待轧材温度降低到室温后出库发货。
采用本发明生产的高碳铬轴承钢各项指标满足GB18254-2002标准要求，低倍质量良好，达到了国内同类质量水平，结果见表1：
表1、实物质量检验结果
| 炉号 | 一般疏松 | 中心疏松 | 偏析 | 白点 |
| 6D12276 | 0.5 | 1.0 | 0 | 无 |
| 6D07571 | 0.5 | 0.5 | 0 | 无 |
| 6E11105 | 0.5 | 1.0 | 0 | 无 |
| 6E11106 | 0.5 | 1.0 | 0 | 无 |
| 6E11109 | 1.0 | 1.0 | 0 | 无 |
Claims (4)
1、一种双缓冷工艺生产高碳铬轴承钢的方法，其特征在于，各环节控制的工艺参数如下：
(1)转炉采用高拉碳工艺，终点碳含量在0.20-0.40％，磷含量P≤0.012％，出钢采用钢芯铝深脱氧，挡渣出钢；
(2)LF-VD精炼炉高碱度低氧化性渣精炼；碱度R4.0-6.0，TFe≤1.0，LF炉处理毕进行吹氩≥10min；
(3)连铸采用全保护浇注，过热度控制在30±5℃，以拉速1.2-1.4m/min浇注；然后铸坯用夹钳吊进铸坯缓冷坑中，利用铸坯余温缓慢冷却，释放铸坯的氢含量及应力；缓冷温度450-600℃，缓冷时间24h-48h；
(4)加热炉加热→控制轧制→轧材缓冷，加热炉高温长时间保持、控制轧制、轧材轧后冷床冷却，但使冷剪剪切温度在400℃-500℃之间，然后将轧材再次放入缓冷罩中，利用余热缓冷24-48小时。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的双缓冷工艺是指：采用铸坯缓冷与轧材缓冷的双缓冷方法，减轻真空处理压力，同时保证产品质量满足标准要求。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的控制轧制是指，控制开轧温度1050-1100℃，终轧温度900-950℃。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加热炉高温长时间保持是指，加热温度控制在1100-1220℃之间，加热时间150-210min。
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