CN102418041B - 一种轴承钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种轴承钢的生产方法，属于冶金技术领域。其特征在于该钢种的连铸坯断面为直径180mm的圆坯，经一火成材工艺，轧制的成品钢材为直径不超过60mm的圆钢；其化学成分及重量百分含量为：碳重量百分含量为0.96-1.05%，硅重量百分含量为0.17-0.31%，锰重量百分含量为0.28-0.36%，磷重量百分含量为0.012-0.023%，硫重量百分含量为0.002-0.008%，铬重量百分含量为1.41-1.56%，铝重量百分含量为0.008-0.031%，余量为Fe和无法检测的微量杂质元素；其生产工艺为: 转炉、LF精炼炉、VD精炼炉、连铸、加热炉加热并轧制。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承钢的生产方法，属于冶金技术领域。
背景技术
轴承钢是特殊钢的代表钢种之一，能否生产它，在国内外被公认是衡量企业技术水平和产品质量水平的重要标志之一。长期以来，国内外著名的轴承钢生产企业如瑞典的SKF、我国东北特钢等均采用电炉生产轴承钢，近年来，许多企业采用转炉生产轴承钢获得成功，为降低轴承钢生产成本开辟了新路。
由于装备原因，某些钢铁生产企业只能采用转炉工序生产轴承钢。在轴承钢开发的前期，采用连铸大方坯（断面为280mm×380mm）生产，但由于采用该种铸坯生产轴承钢需要二火成材工艺（即先将大方坯在加热炉内加热然后轧制成150mm×150mm的轧坯，随后再到棒材厂的加热炉内加热并轧制成成品），不仅加热时间长，而且生产成本高，因此需要采用新的工艺流程。
发明内容
本发明的目的是采用断面直径为180mm的连铸圆坯，经一火成材，轧制的成品钢材为直径不超过60mm的圆钢。
本发明的技术解决方案
本发明采用转炉冶炼生产轴承钢，其工艺流程简述如下：
转炉冶炼—LF钢包炉精炼—VD炉真空脱气—φ180mm断面圆坯连铸—棒材厂轧制。
转炉终点钢水的出钢温度为1632-1669℃，碳含量为0.06-0.19、磷含量为0.005-0.021。然后将钢水注入LF炉精炼，精炼温度1490-1595℃，精炼时间43-70分钟，然后进入VD炉进行真空脱气处理，钢水温度1502-1540℃，真空脱气后进行软吹氩10-16分钟，氩气流量50-99 Nl/min；脱气后进行连铸生产，连铸钢水过热度20-35℃，连铸拉速1.5m/min—2.0m/min，铸坯的化学成分及重量百分比含量控制如表1所示。
表1 铸坯的化学成分及重量百分比含量
连铸坯为断面直径φ180mm的圆铸坯；对圆铸坯加热后进行轧制，加热时间3.5小时以上，开轧温度1000℃-1030℃。轧制成断面直径小于60mm的圆钢。
为了适应φ180mm圆坯断面的变化，配备了相应的导卫装置，使轧机能够适应原料的变化。
在特定条件下，采用一火成材工艺生产直径不超过60mm的圆钢，较大幅度降低了生产成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
按照下述工艺流程组织冶炼生产，转炉冶炼—LF钢包炉精炼—VD炉真空脱气—φ180mm断面圆坯连铸— 棒材厂轧制。
工业生产的2炉GCr15轴承钢具体的工艺参数控制如下：
1）转炉生产
转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如表2所示。
表2 GCr15轴承钢转炉出钢的成分及温度
| 熔炼号代码 | 出钢温度，℃ | 出钢碳含量，％ | 出钢磷含量，％ |
| 1# | 1632 | 0.06 | 0.005 |
| 2# | 1659 | 0.13 | 0.01 |
2）LF炉生产
表3 GCr15轴承钢精炼LF炉温度控制
| 熔炼号代码 | 精炼就位温度，℃ | 精炼离位温度，℃ | 精炼处理时间，min |
| 1# | 1495 | 1562 | 43 |
| 2# | 1538 | 1579 | 59 |
3)VD炉生产
要求VD炉冶炼的深真空时间都大于15min，其它工艺参数见表4。
表4 GCr15轴承钢精炼VD炉工艺控制
| 熔炼号代码 | 软吹时间，min | 软吹流量，Nl/min | 上台温度，℃ |
| 1# | 10 | 58 | 1522 |
| 2# | 13 | 99 | 1540 |
4）连铸生产
连铸生产中过热度控制在20-35℃之间，拉速在1.5m/min—2.0m/min之间，钢水的成分控制如表5所示。
表5 GCr15轴承钢成品成分
| 熔炼号代码 | C | Si | Mn | Cr | Al | P | S |
| 1# | 0.96 | 0.17 | 0.28 | 1.41 | 0.008 | 0.012 | 0.002 |
| 2# | 1.03 | 0.28 | 0.31 | 1.48 | 0.026 | 0.020 | 0.006 |
5)轧钢生产
将断面为φ180mm的圆坯运送到棒材厂进行轧制。钢坯在加热炉内加热时间为3.8小时，钢坯开轧温度为1020℃。
6）碳化物的不均匀性检验及夹杂物检验
这2炉钢的碳化物液析检验结果都为1.0级，满足标准要求的不大于2.0级。这2炉钢的碳化物带状检验结果都为2.0级，满足标准要求的不大于3.0级。
棒材厂对所有外发圆钢均进行了非金属夹杂物检验，检验结果如表6所示。
表6 夹杂物检验结果
| 检验结果 | A类夹杂物，级 | B类夹杂物，级 | C类夹杂物，级 | D类夹杂物，级 |
| 1# | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 2# | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
| 标准要求 | ≤2.5 | ≤2.0 | ≤0.5 | ≤1.0 |
检验中未发现粗系夹杂物。
由此可见，采用断面为直径180mm的连铸圆坯，经一火成材，轧制成品钢材为直径不超过60mm的圆钢的生产工艺是可行的。
Claims (1)
1.一种轴承钢的生产方法，其特征在于该钢种的连铸坯断面为直径180mm的圆坯，经一火成材工艺，轧制的成品钢材为直径不超过60mm的圆钢；其化学成分及重量百分含量为：碳重量百分含量为0.96-1.05%，硅重量百分含量为0.17-0.31%，锰重量百分含量为0.28-0.36%，磷重量百分含量为0.012-0.023%，硫重量百分含量为0.002-0.008%，铬重量百分含量为1.41-1.56%，铝重量百分含量为0.008-0.031%，余量为Fe和无法检测的微量杂质元素；
转炉终点钢水的出钢温度为1632-1669℃，碳含量为0.06-0.19、磷含量为0.005-0.021，然后将钢水注入LF炉精炼，精炼温度1490-1595℃，精炼时间43-70分钟，然后进入VD炉进行真空脱气处理，钢水温度1502-1540℃，真空脱气后进行软吹氩10-16分钟，氩气流量50-99 Nl/min；脱气后进行连铸生产，连铸钢水过热度20-35℃，连铸拉速1.5m/min—2.0m/min。
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