CN104060047B - 一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法，该方法包括：将转炉内的钢水进行出钢合金化及出钢渣洗、LF炉精炼和RH真空处理，其中，所述合金化过程使得完成出钢合金化后钢包内的钢水中Als的含量为0.04-0.09重量%，在出钢渣洗和LF炉精炼过程中，向钢水中加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣以调整钢包顶渣的组成。采用本发明的方法生产的钢水的T[O]≤8×10-6和各类夹杂评级均≤1.0级。在本发明的钢水的精炼方法中，在LF炉精炼过程中无需加入特殊合金，从而达到了降低成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法。
背景技术
轴承钢广泛应用于各行业，需求量较大。但其性能要求T[O]控制在12×10-6以内，夹杂物评级要求也较高。
资料显示，国内有少量厂家采用LF精炼-RH真空处理-连铸的工艺流程生产轴承钢，如专利CN1208772公开了一种轴承钢的精炼方法，制造步骤为将钢水依次进行电炉冶炼、钢包炉精炼、真空炉脱气和钢液浇铸成钢锭等步骤处理，其特征是：在钢包炉中采用硅钡或硅铝钡合金对轴承钢进行脱氧和夹杂变性处理；该发明专利采用钡处理达到夹杂物改性的目的；专利CN1369568公开了一种用于冶金行业的超纯高碳铬轴承钢的冶炼方法，该专利通过加入含硅20-30kg/吨钢的特殊合金进行精炼，以满足钢的质量要求；
因此，采用LF精炼、RH真空处理和连铸的工艺流程生产轴承钢时，大部分厂家都是通过在LF炉精炼过程中加入特殊合金的方式对夹杂物进行控制，由于特殊合金的加入，从而使轴承钢的精炼成本增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中在轴承钢精炼过程中对LF炉中加入特殊合金而使轴承钢生产成本高的缺陷，提供一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法。
本发明提供了一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法，该方法包括：将转炉内的钢水进行出钢合金化及出钢渣洗、LF炉精炼和RH真空处理，其中，所述出钢合金化过程包括在出钢过程中向钢包中的钢水加入铝铁调整钢水中Als的含量，所述合金化过程完成后使得钢包内钢水中Als的含量为0.04-0.09重量%；所述出钢渣洗和所述LF炉精炼过程中均通过加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣调整钢包顶渣的组成，使得完成出钢渣洗后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为10重量%以下，使得完成LF炉精炼后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为1重量%以下。
本发明通过在出钢过程和LF炉中对钢包顶渣成分进行调整，使得生产的轴承钢能够达到轴承钢的性能要求；而且，在LF炉精炼过程中无需加入特殊合金，从而达到降低成本的目的。
根据本发明的方法生产的轴承钢T[O]≤8×10-6和各类夹杂评级均≤1.0级。
具体实施方式
本发明提供了一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法，该方法包括：将转炉内的钢水进行出钢合金化及出钢渣洗、LF炉精炼和RH真空处理，其中，所述出钢合金化过程包括在出钢过程中向钢包中的钢水加入铝铁调整钢水中Als的含量，所述合金化过程完成后使得钢包内钢水中Als的含量为0.04-0.09重量%；所述出钢渣洗和所述LF炉精炼过程中均通过加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣调整钢包顶渣的组成，使得完成出钢渣洗后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为10重量%以下，使得完成LF炉精炼后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为1重量%以下。
在本发明中，所述LF炉精炼过程使得完成LF炉精炼后钢包顶渣含有50-60重量%的CaO、0-10重量%的SiO2、25-35重量%的Al2O3、0-10重量%的MgO、0-0.5重量%的FeO、0-0.5重量%的MnO和3-5重量%的CaF2。
在本发明中，所述出钢合金化过程包括：所述转炉内的钢水向钢包内流入1/3-1/2时，向进入钢包的钢水中加入含脱氧材料和合金化材料的复合原料。
在本发明中，所述出钢渣洗过程包括：所述转炉内的钢水向钢包内流入1/2-2/3时，向进入钢包的钢水中加入活性石灰和萤石，当所述转炉内的钢水全部流入钢包时，向钢包渣面加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣，然后进行吹氩。
在本发明中，所述“1/3-1/2”和“1/2-2/3”分别指钢水质量的1/3-1/2和钢水质量的1/2-2/3。
根据本发明所述的方法，所述出钢合金化及出钢渣洗过程中，所述复合原料的用量为40-50kg/吨钢，所述活性石灰的用量为2-8kg/吨钢，所述萤石的用量为0.5-2kg/吨钢，所述高钙含量精炼渣的用量为3-8kg/吨钢，优选为4-6kg/吨钢；所述含铝精炼渣的用量为2-5kg/吨钢，优选为3-4kg/吨钢。
在本发明中，所述复合原料优选含有铝铁、锰铁、铬铁、硅铁和无烟煤增碳剂，以所述复合原料的总重量为基准，所述铝铁的含量可以为6-8重量%，所述铬铁的含量可以为60-70重量%，所述锰铁的含量可以为8-10重量%，所述硅铁的含量可以为3-5重量%，所述无烟煤增碳剂的含量可以为12-20重量%。
在本发明中，铝铁为钢水的脱氧材料，铝铁的加入可以保证出钢合金化后，所述钢水中含有较高含量的Als。优选情况下，所述铝铁中，铝的含量为39-41重量%，铁的含量为56-61重量%，其余为不可避免的杂质。
在本发明中，所述锰铁中可以含有75-78重量%的Mn和20-22重量%的Fe。所述铬铁中可以含有60-63重量%的Cr和37-40重量%的Fe，其余为杂质。所述硅铁中可以含有75-80重量%的Si和20-25重量%的Fe。所述无烟煤增碳剂中可以含有：92-95重量%的C、3.0-5.0重量%的灰分、0.1-0.3重量%的硫、1.0-1.2重量%的挥发物和0.1-0.8重量%的水，所述无烟煤增碳剂粒度为3-15mm。所述锰铁、铬铁、硅铁和无烟煤增碳剂中均含有不可避免的杂质。
在本发明中，所述出钢渣洗过程中，当含铝精炼渣加入之后，可以对钢包进行吹氩。所述吹氩的流量可以为0.4-1.0NL/吨钢水·分钟；吹氩的压力可以控制为0.5-1.0MPa，优选为0.6-0.8MPa，吹氩的时间为5-10分钟。吹氩时间到达后，钢水送往LF炉进行精炼。
在本发明中，所述出钢渣洗后，将钢水送往LF炉精炼之前，所述钢包顶渣中必须保证FeO和MnO的总含量为10重量%以下，所述钢水的成分可以满足：0.80-0.90重量%的碳、0.15-0.25重量%的硅、0.30-0.45重量%的锰、1.30-1.50重量%的铬，0.015重量%以下的磷、0.010重量%以下的硫、0.0020-0.0030重量%的T[O]、0.04-0.09重量%的Als、0.0005重量%以下的钙，余量为铁及微量杂质，此时钢水温度可以为1500-1550℃。
根据本发明所述的方法，将钢水送往LF炉精炼之前，必须保证钢水中具有较高含量的Als，所述出钢合金化过程使得完成出钢合金化后钢包内的钢水中Als的含量为0.04-0.09重量%。，优选为0.05-0.07重量%。
在本发明中，所述LF炉精炼过程中，所述高钙含量精炼渣的用量可以为3-10kg/吨钢，优选为4-8kg/吨钢；所述含铝精炼渣的用量可以为3-12kg/吨钢。
根据本发明所述的方法，所述LF炉精炼过程包括：对钢包中的钢水吹氩，加入所述高钙含量精炼渣后，加入部分所述含铝精炼渣，保持精炼10-20分钟，优选为14-16分钟；接着加入剩余部分所述含铝精炼渣，然后再保持精炼10-20分钟，优选为13-16分钟。
根据本发明所述的方法：所述钢水进入LF处理工位后，可以对钢包中的钢水进行吹氩，所述吹氩的流量可以为2-5NL/吨钢水·分钟；吹氩的压力可以控制为0.5-1.0MPa，优选为0.6-0.8MPa。
在本发明中，所述LF炉精炼过程中，部分所述含铝精炼渣的用量可以为2-8kg/吨钢，优选为2-6kg/吨钢；剩余部分所述含铝精炼渣的用量可以为1-4kg/吨钢，优选为2-3kg/吨钢。
根据本发明所述的方法，所述LF炉精炼后，所述钢包顶渣中含有50-60重量%的CaO、0-10重量%的SiO2、30-35重量%的Al2O3、0-10重量%的MgO、0-0.5重量%的FeO、0-0.5重量%的MnO和3-5重量%的CaF2；此时钢水中含有0.85-0.95重量%的碳、0.20-0.30重量%的硅、0.30-0.45重量%的锰、1.30-1.50重量%的铬、0.015重量%以下的磷、0.005重量%以下硫、0.0020-0.0030重量%的T[O]、0.03-0.05重量%的Als、0.0005重量%以下的钙，余量为铁及微量杂质，此时钢水温度可以控制为1540-1580℃，优选为1550-1570℃。
在本发明中，在LF炉精炼后，当所述钢包顶渣和钢水的成分均满足上述条件后，还进一步包括对钢包的吹氩，所述吹氩的流量可以为0.4-1.0NL/吨钢水·分钟；吹氩压力可以控制为0.5-1.0MPa，优选为0.6-0.8MPa，所述吹氩的时间5-10分钟。
根据本发明所述的方法，LF炉精炼后，将所述钢水进行RH真空处理。，所述RH真空处理过程包括：对钢包中的钢水进行抽真空处理，接着对钢水进行合金化处理，最后进行破真空处理。
优选情况下，所述RH真空处理过程包括：向真空室内抽真空，使真空室内的真空度降低到60-70Pa以内，保持该真空度15-20分钟，再向钢水加入合金化原料，真空处理5-10分钟，优选为6-8分钟后，进行破真空操作，加入含铝精炼渣，加入完成后，进行吹氩。
在本发明中，所述RH真空处理过程中，所述合金化原料可以为碳粉和铬铁。所述碳粉中C的含量可以为95-99重量%，其余为杂质；所述铬铁与上述描述相同。合金化原料加入后，所述钢水的成分可以为：1-1.05重量%的碳、0.25-0.30重量%的硅、0.35-0.40重量%的锰、1.30-1.50重量%的铬、0.015重量%以下的磷、0.015重量%以下的硫、0.0005-0.0008重量%的T[O]、0.01-0.03重量%的Als、0.0002重量%以下的钙，余量为铁及微量杂质，此时钢水温度可以为1450-1510℃。
在本发明中，所述RH真空处理过程中，所述含铝精炼渣用量可以为1-4kg/吨钢，优选为2-3kg/吨钢；所述吹氩的流量可以为0.2-0.8NL/吨钢水.分钟，优选为0.3-0.6NL/吨钢水·分钟，所述吹氩的时间可以为5-20分钟，优选为10-15分钟。
根据本发明所述的方法，所述钢水经RH真空处理后，送往连铸或者模铸进行浇钢。
在本发明中，所述高钙含量精炼渣优选含有70-80重量%的CaO、1-5重量%的SiO2、1-10重量%的Al2O3、7-15重量%的CaF2和1-5重量%的MgO，余量为杂质。所述高钙含量精炼渣可以通过常规的方法制得，例如，可以通过将活性石灰和萤石按照重量比10：1至10:4的比例进行均匀混合而制得，或者采用CaO和CaF2按10：1至10:4的比例进行配加。
在本发明中，所述含铝精炼渣主要用于调整钢包渣中Al2O3的含量，并可脱除钢包渣中的氧（即对钢水起扩散脱氧的作用），在本发明中没有特别的限定，可以为各种常规的Al2O3含量较高的原料配加一定量的Al（铝）；为了达到更好的改性效果和扩散脱氧效果，从而提高脱氧效率和降低制得的钢坯的总氧含量，所述含铝精炼渣优选含有45-55重量%的Al2O3、35-45重量%的CaO和6-12重量%的Al。
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
在以下实施例和对比例中：夹杂物评级根据GB/T10561-2005进行评价测试。
在以下实施例和对比例中：
所述高钙含量精炼渣优选含有80重量%的CaO、3重量%的SiO2、3重量%的Al2O3、12重量%的CaF2和1重量%的MgO，余量为杂质。所述含铝精炼渣含有52重量%的Al2O3、41重量%的CaO和7重量%的Al。
铝铁的成分为；56重量%的Fe，41重量%的Al，其余为杂质。
锰铁的成分为：77重量%的Mn和21重量%的Fe，其余为杂质。
铬铁的成分为：62重量%的Cr和37重量%的Fe，其余为杂质。
硅铁的成分为：78重量%的Si和21重量%的Fe，其余为杂质。
无烟煤增碳剂的成分为：94重量%的C、3.5重量%的灰分、0.15重量%的硫、1.1重量%的挥发物和0.5重量%的水，粒度为3-15mm。
铝粒的成分为：99.9重量%的Al，其余为微量元素和杂质。
碳粉的成分为：99重量%的C，其余为杂质。
实施例1
本实施例用来说明本发明生产轴承钢的钢水的精炼方法
经120t转炉冶炼后的钢水在出钢1/3时，即转炉内钢水向钢包内流入1/3时，开始加入铝铁400kg、铬铁3411kg、锰铁500kg、硅铁200kg、无烟煤增碳剂990kg；合金化原料加完后，约出钢1/2时，开始向钢包内加入活性石灰3kg/吨钢；加入萤石1.2kg/吨钢。当转炉内钢水完全流入钢包后，向钢包渣面加入高钙含量精炼渣6.5kg/吨钢，加入完成后，再加入含铝精炼渣3.0kg/吨钢。加入完成后，再进行钢包吹氩，此时氩气流量为0.8NL/吨钢水·分钟；吹氩压力保持0.8MPa，保证吹氩时间8分钟。吹氩时间到达后，将钢水送往LF。
钢水送到LF工位时，此时钢包顶渣A除不可避免的杂质外的主要成分如表1所示，钢水A除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表2所示，此时钢水温度为1545℃。
钢水进入LF处理工位后，接通钢包底吹氩管，进行吹氩，吹氩流量为2.5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。先加入高钙含量精炼渣4kg/吨钢，高钙含量精炼渣加入完成后，再向钢包内加入含铝精炼渣3kg/吨钢。加入完成后进行精炼，保持精炼时间15分钟后，向钢包内再次加入含铝精炼渣2.5kg/吨钢；加入含铝精炼渣后，再次进行精炼，保持精炼时间16分钟。此时取样分析钢包顶渣的成分，钢包顶渣B除不可避免的杂质外的成分及其含量如表3所示，此时钢水B除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1565℃。然后再进行吹氩，此时氩气流量为0.4NL/吨钢水.分钟，吹氩压力保持0.7MPa。保证吹氩时间7分钟。钢水再送往RH进行处理。
钢水达到RH站后，进行测温取样，分析钢的成分。取样完成后，进行RH真空处理，开始抽真空，抽真空3.5分钟后，真空度降低到67Pa以内，保持该真空度15分钟后，根据进站取样结果，向钢水内加入碳粉1.0kg/吨钢、铬铁1.5kg/吨钢，保证钢水C除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表5所示，此时钢水温度为1503℃。合金加入完成后，再继续真空处理7分钟后，进行破真空操作。然后向钢包渣面加入含铝精炼渣2.0kg/吨钢，再调整吹氩流量，吹氩流量为0.3NL/吨钢水·分钟。保持该条件下吹氩时间14分钟。钢水送往连铸进行浇钢。
采用上述方法精炼并进行连铸或者模铸生产的轴承钢钢坯T[O]为5×10-6，夹杂物评级均≤1.0级。
实施例2
本实施例用来说明本发明生产轴承钢的钢水的精炼方法
经120t转炉冶炼后的钢水在出钢1/3时，即转炉内钢水向钢包内流入1/3时，开始加入铝铁405kg、铬铁3420kg、锰铁508kg、硅铁230kg、无烟煤增碳剂1030kg；合金化原料加完后，约出钢1/2时，开始向钢包内加入活性石灰3.5kg/吨钢；加入萤石1.0kg/吨钢。当转炉内钢水完全流入钢包后，向钢包渣面加入高钙含量精炼渣8.0kg/吨钢，加入完成后，再加入含铝精炼渣2.5kg/吨钢。加入完成后，再进行钢包吹氩，此时氩气流量为0.8NL/吨钢水·分钟；吹氩压力保持0.8MPa。保证吹氩时间8分钟。吹氩时间到达后，钢水送往LF。
钢水送到LF工位，此时钢包顶渣A除不可避免的杂质外的主要成分如表1所示，钢水A除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表2所示，此时钢水温度为1548℃。
钢水进入LF处理工位后，接通钢包底吹氩管，进行吹氩，吹氩流量为4.5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.6MPa。先加入高钙含量精炼渣3.0kg/吨钢，高钙含量精炼渣加入完成后，再向钢包内加入含铝精炼渣2.8kg/吨钢。加入完成后进行精炼，保持精炼时间16分钟后，向钢包内再次加入含铝精炼渣2.3kg/吨钢；加入含铝精炼渣后，再次进行精炼，保持精炼时间13分钟。此时取样分析钢包顶渣的成分，钢包顶渣B除不可避免的杂质外的主要成分及其含量如表3所示；此时钢水B中除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1568℃。然后再进行软吹氩，此时氩气流量为0.6NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。保证吹氩时间6分钟。钢水再送往RH进行处理。
钢水达到RH站后，进行测温取样，分析钢的成分。取样完成后，进行RH真空处理，开始抽真空，抽真空4分钟后，真空度降低到65Pa以内，保持该真空度16分钟后，根据进站取样结果，向钢水内加入碳粉1.2kg/吨钢、铬铁1.3kg/吨钢，保证钢水C除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表5所示，此时钢水温度为1498℃。合金加入完成后，再继续真空处理8分钟后，进行破真空操作。然后向钢包渣面加入含铝精炼渣1.5kg/吨钢，再调整吹氩流量，吹氩流量为0.5NL/吨钢水·分钟。保持该条件下吹氩时间12分钟。钢水送往连铸进行浇钢。
采用上述方法精炼并进行连铸或者模铸生产的轴承钢钢坯T[O]为7×10-6，夹杂物评级均≤1.0级。
实施例3
本实施例用来说明本发明生产轴承钢的钢水的精炼方法
经120t转炉冶炼后的钢水在出钢1/3时，即转炉内钢水向钢包内流入1/3时，开始加入铝铁411kg、铬铁3401kg、锰铁503kg、硅铁250kg和无烟煤增碳剂1021kg；合金化原料加完后，约出钢1/2时，开始向钢包内加入活性石灰4.1kg/吨钢，加入萤石1.1kg/吨钢。当转炉内钢水完全流入钢包后，再向钢包渣面加入高钙含量精炼渣3.0kg/吨钢，加入完成后，再加入含铝精炼渣2.8kg/吨钢。加入完成后，再进行钢包吹氩，此时氩气流量为0.7NL/吨钢水·分钟；吹氩压力保持0.8MPa。保证吹氩时间8分钟。吹氩时间到达后，钢水送往LF。
钢水送到LF工位，此时钢包顶渣A除不可避免的杂质外的主要成分如表1所示，钢水A除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表2所示，此时钢水温度为1551℃。
钢水进入LF处理工位后，接通钢包底吹氩管，进行吹氩，吹氩流量为3.5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。先加入高钙含量精炼渣10kg/吨钢，高钙含量精炼渣加入完成后，再向钢包内加入含铝精炼渣3.5kg/吨钢。加入完成后进行精炼，保持精炼时间15分钟后，向钢包内再次加入含铝精炼渣3.0kg/吨钢；加入含铝精炼渣后，再次进行精炼，保持精炼时间15分钟。此时取样分析钢包顶渣成分，钢包顶渣B除不可避免的杂质外的成分及其含量如表3所示，钢水B除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1570℃。然后再进行吹氩，此时氩气流量为0.5NL/吨钢水.分钟，吹氩压力保持0.8MPa，保证吹氩时间8分钟。钢水再送往RH进行处理。
钢水达到RH站后，进行测温取样，分析钢的成分。取样完成后，进行RH真空处理，开始抽真空，抽真空3分钟后，真空度降低到66Pa以内，保持该真空度17分钟后，根据进站取样结果，向钢水内加入碳粉1.1kg/吨钢、铬铁1.6kg/吨钢，保证钢水C除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1488℃。合金加入完成后，再继续真空处理6分钟后，进行破真空操作。然后向钢包渣面加入含铝精炼渣2.5kg/吨钢，再调整吹氩流量，吹氩流量为0.4NL/吨钢水·分钟，保持该条件下吹氩时间13分钟。钢水送往连铸进行浇钢。
采用上述方法精炼并进行连铸或者模铸生产的轴承钢钢坯T[O]为6×10-6，夹杂物评级均≤1.0级。
对比例1
经120t转炉冶炼后的钢水在出钢1/3时，即转炉内钢水向钢包内流入1/3时，开始加入铝铁260kg、铬铁3398kg、锰铁504kg、硅铁255kg、无烟煤增碳剂1011kg；合金化原料加完后，约出钢1/2时，开始向钢包内加入活性石灰4.3kg/吨钢；加入萤石1.1kg/吨钢。当转炉内钢水完全流入钢包后，再向钢包渣面加入高钙含量精炼渣6kg/吨钢，加入完成后，再加入含铝精炼渣3.5kg/吨钢。加入完成后，再进行钢包吹氩，此时氩气流量为0.6NL/吨钢水·分钟；吹氩压力保持0.8MPa。保证吹氩时间7分钟。吹氩时间到达后，钢水送往LF。
钢水送到LF工位，此时钢包顶渣A除不可避免的杂质外的主要成分如表1所示，钢水A除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表2所示，此时钢水温度为1545℃。
钢水进入LF处理工位后，接通钢包底吹氩管，进行吹氩，吹氩流量为3.5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.3MPa。先加入高钙含量精炼渣4kg/吨钢，高钙含量精炼渣加入完成后，加入铝粒0.4kg/吨钢。加入完成后进行精炼，保持精炼时间15分钟后，向钢包内加入铝粒0.2kg/吨钢，再次进行精炼，保持精炼时间12分钟。此时取样分析钢包顶渣的成分，钢包顶渣B除不可避免的杂质外的成分及其含量如表3所示，钢水B中除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1565℃。然后再进行软吹氩，此时氩气流量为0.6NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。保证吹氩时间7分钟。钢水再送往RH进行处理。
钢水达到RH站取样完成后，进行RH真空处理，开始抽真空，抽真空3.5分钟后，真空度降低到67Pa以内，保持该真空度15分钟后，根据进站取样结果，向钢水内加入碳粉2kg/吨钢、铬铁0.5kg/吨钢，保证钢水C除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表5所示，此时钢水温度为1488℃。合金加入完成后，再继续真空处理6分钟后，进行破真空操作。然后向钢包渣面加入含铝精炼渣2.5kg/吨钢，再调整吹氩流量，吹氩流量为0.8NL/吨钢水·分钟，保持该条件下吹氩时间13分钟。钢水送往连铸进行浇钢。
采用上述方法精炼并进行连铸或者模铸生产的轴承钢T[O]为14×10-6，夹杂物评级中B类夹杂物为2.0级，其余均≤1.5级。
对比例2
经120t转炉冶炼后的钢水在出钢1/3时，即转炉内钢水向钢包内流入1/3时，开始加入铝铁100kg、铬铁3405kg、锰铁512kg、硅铁215kg、无烟煤增碳剂1031kg；合金化原料加完后，约出钢1/2时，开始向钢包内加入活性石灰5.0kg/吨钢；加入萤石1.0kg/吨钢。加入完成后，再进行钢包吹氩，此时氩气流量为0.8NL/吨钢水·分钟；吹氩压力保持0.8MPa。保证吹氩时间6分钟。吹氩时间到达后，钢水送往LF。
钢水送到LF工位，此时钢包顶渣A除不可避免的杂质外的主要成分如表1所示，钢水A除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表2所示，此时钢水温度为1545℃。
钢水进入LF处理工位后，接通钢包底吹氩管，进行吹氩，吹氩流量为3NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。先加入高钙含量精炼渣4kg/吨钢，高钙含量精炼渣加入完成后，加入铝粒0.6kg/吨钢。加入完成后进行精炼，保持精炼时间15分钟后，向钢包内加入铝粒0.3kg/吨钢，再次进行精炼，保持精炼时间12分钟。此时取样分析钢包顶渣的成分，钢包顶渣B除不可避免的杂质外的成分及其含量如表3所示，钢水B除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表4所示，此时钢水温度为1565℃。然后再进行软吹氩，此时氩气流量为1.5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力保持0.7MPa。保证吹氩时间7分钟。钢水再送往RH进行处理。
钢水达到RH站后，进行测温取样，分析钢的成分。取样完成后，进行RH真空处理，开始抽真空，抽真空3.5分钟后，真空度降低到67Pa以内，保持该真空度15分钟后，根据进站取样结果，向钢水内加入碳粉1.0kg/吨钢、铬铁0.8kg/吨钢，保证钢水C除Fe及微量杂质外的成分及其含量如表5所示，此时钢水温度为1478℃。合金加入完成后，再继续真空处理6分钟后，进行破真空操作。然后向钢包渣面加入含铝精炼渣2.5kg/吨钢，再调整吹氩流量，吹氩流量为1.0NL/吨钢水·分钟。保持该条件下吹氩时间13分钟。钢水送往连铸进行浇钢。
采用上述方法精炼并进行连铸或者模铸生产的轴承钢钢坯T[O]为16×10-6，夹杂物评级中B类夹杂物为1.5级，其余均≤1.5级。
表1
表2
表3
表4
表5
根据实施例1-3与对比例1-2的对比可以看出，根据本发明所述的方法，在LF炉精炼过程中无需加入合金，可以实现合成的成品T[O]≤8×10-6和各类夹杂评级均≤1.0级，符合轴承钢的要求。
Claims (17)
1.一种用于生产轴承钢的钢水的精炼方法，该方法包括：将转炉内的钢水进行出钢合金化及出钢渣洗、LF炉精炼和RH真空处理，其中，所述出钢合金化过程包括在出钢过程中向钢包中的钢水加入铝铁调整钢水中Als的含量，所述合金化过程完成后使得钢包内钢水中Als的含量为0.04-0.09重量％；所述出钢渣洗和所述LF炉精炼过程中均通过加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣调整钢包顶渣的组成，使得完成出钢渣洗后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为10重量％以下，使得完成LF炉精炼后钢包顶渣中FeO和MnO的总含量为1重量％以下；其中，
所述含铝精炼渣含有45-55重量％的Al2O3、35-45重量％的CaO和6-12重量％的Al；
所述高钙含量精炼渣含有70-80重量％的CaO、1-5重量％的SiO2、1-10重量％的Al2O3、7-15重量％的CaF2和1-5重量％的MgO。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述LF炉精炼过程使得完成LF炉精炼后钢包顶渣含有50-60重量％的CaO、0-10重量％的SiO2、25-35重量％的Al2O3、0-10重量％的MgO、0-0.5重量％的FeO、0-0.5重量％的MnO和3-5重量％的CaF2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述出钢合金化过程包括：所述转炉内的钢水向钢包内流入1/3-1/2时，向进入钢包的钢水中加入含脱氧材料和合金化材料的复合原料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述复合原料的用量为40-50kg/吨钢。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述出钢渣洗过程包括：所述转炉内的钢水向钢包内流入1/2-2/3时，向进入钢包的钢水中加入活性石灰和萤石，当所述转炉内的钢水全部流入钢包时，向钢包渣面加入高钙含量精炼渣和含铝精炼渣，然后进行吹氩。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述活性石灰的用量为2-8kg/吨钢，所述萤石的用量为0.5-2kg/吨钢，所述高钙含量精炼渣的用量为3-8kg/吨钢；所述含铝精炼渣的用量为2-5kg/吨钢。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述高钙含量精炼渣的用量为4-6kg/吨钢；所述含铝精炼渣的用量为3-4kg/吨钢。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述复合原料含有铝铁、锰铁、铬铁、硅铁和无烟煤增碳剂，以所述复合原料的总重量为基准，所述铝铁的含量为6-8重量％，所述铬铁的含量为60-70重量％，所述锰铁的含量为8-10重量％，所述硅铁的含量为3-5重量％，所述无烟煤增碳剂的含量为12-20重量％。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其中，所述铝铁中，铝的含量为39-41重量％，铁的含量为56-61重量％，其余为不可避免的杂质。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述氩气的流量为0.4-1.0NL/吨钢水·分钟，吹氩压力为0.5-1.0MPa，吹氩时间为5-10分钟。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述出钢合金化过程使得完成出钢合金化后钢包内的钢水中Als的含量为0.05-0.07重量％。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在LF炉精炼过程中，所述高钙含量精炼渣的用量为3-10kg/吨钢，所述含铝精炼渣的用量为3-12kg/吨钢。
13.根据权利要求1或12所述的方法，其中，所述LF炉精炼过程包括：对钢包中的钢水吹氩，加入所述高钙含量精炼渣后，加入部分所述含铝精炼渣，保持精炼10-20分钟，接着加入剩余部分所述含铝精炼渣，然后再保持精炼10-20分钟。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，部分所述含铝精炼渣的用量为2-8kg/吨钢，剩余部分所述含铝精炼渣的用量为1-4kg/吨钢。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述吹氩的流量为2-5NL/吨钢水·分钟，吹氩压力为0.5-1.0MPa。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RH真空处理过程包括：对钢包中的钢水进行抽真空处理，接着对钢水进行合金化处理，最后进行破真空处理。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，对钢包中的钢水进行抽真空处理后，真空室内的真空度为60-70Pa，且保持所述的真空度15-20分钟。
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