CN104878297B - 一种低钛轴承钢GCr15的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种低钛轴承钢GCr15的生产方法。依次通过EBT偏心底电炉、LF精炼炉、VD真空炉、连铸或模铸；电炉通过超音速氧枪向钢水中吹入氧气脱C，控制出钢C≤0.40％，出钢温度1640℃≤T≤1685℃，采用偏心底出钢通过留钢留渣操作方式杜绝下氧化渣。出钢同时按照重量百分比含量Cr 1.40％、Mn 0.25％以及Si 0.15％分别加入高碳铬铁、硅锰合金和硅铁；出钢后进入LF精炼炉进行精炼，LF精炼炉加铝线0.4㎏/t钢，控制成分Al≤0.04％，按照重量百分比含量，控制精炼渣成分为CaO：50‑60％，Al₂O₃：25‑35％，SiO₂：5‑10％，MgO：6‑10％；精炼温度控制在1580‑1600℃。本冶炼工艺方法使用普通的铁合金冶炼轴承钢，能够控制钛含量不大于50ppm，从而节约了贵重铁合金，解决低钛轴承钢冶炼的成本增加问题。

Description

一种低钛轴承钢GCr15的生产方法

技术领域

本发明属于轴承钢制备领域，具体地来讲为一种低钛轴承钢GCr15的生产方法。

背景技术

轴承钢中的氮化物主要以TiN或TiCN存在，是一种硬度很高的不变形夹杂物，轴承钢中当夹杂物尺寸相同时，氮化物的危害性大于氧化物夹杂。当轴承钢中钛含量大于50ppm时，其疲劳寿命开始明显下降，降低轴承钢的Ti含量,对提高石钢轴承钢的质量水平有着十分重要的意义。因此国外一些知名企业对轴承钢中的Ti含量均有明确的要求，我国高碳铬轴承钢国家标准已进行修订，对钛的含量进行了明确要求，该标准即将实施。

冶炼高级别轴承钢的最大的技术难点在于钛含量的控制，钢中的钛大部分来自于铁合金，生产轴承钢使用量最大的合金为高碳铬铁，因此为了降低钛含量，目前采用的冶炼方法是使用低钛铬铁。

现在普遍采用的使用低钛铬铁生产低钛轴承钢的冶炼方法钢较为容易实现，但低钛合金价格昂贵，低钛高铬价格比普通高铬高40％-50％，存在制造成本增加的问题。

日本神户采用的方法需要铁水预处理以及顶底复吹转炉等设备，大部分电炉厂不具备这些条件。且此方法对铬铁合金的氧化不易掌握控制，易造成收得率低，导致成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种低钛轴承钢GCr15的生产方法，使用普通高铬生产低钛轴承钢，通过控制电炉终点出钢的成分、温度、脱氧方式，以及后续LF精炼炉精炼渣的成分控制等控制钢中钛含量的方法，容易实现，不需额外增加设备，降低了生产成本。

本发明是这样实现的，一种低钛轴承钢GCr15的生产方法，依次通过EBT偏心底电炉、LF精炼炉、VD真空炉、连铸或模铸，具体包括以下步骤：

1)向EBT偏心底电炉装料，按照重量百分比，铁水配入比例60-70％，其余配入废钢；

2)电炉通过超音速氧枪向钢水中吹入氧气脱C，控制出钢C≤0.40％，出钢温度1640℃≤T≤1685℃，采用偏心底出钢通过留钢留渣操作方式杜绝下氧化渣。出钢同时按照重量百分比含量Cr 1.40％、Mn 0.25％以及Si 0.15％分别加入高碳铬铁、硅锰合金和硅铁；

3)出钢后进入LF炉进行精炼，LF炉加铝线0.4㎏/t钢，控制成分Al≤0.04％，按照重量百分比含量，控制精炼渣成分为CaO：50-60％，Al₂O₃：25-35％，SiO₂：5-10％，MgO：6-10％；精炼温度控制在1580-1600℃；

4)LF精炼完成后，转移到VD真空炉，在真空度20-100Pa下保持10-20分钟，进入VD真空炉抽真空前去除40％重量的钢渣；

5)VD炉破真空后钢包静置进行静吹氩操作，静吹氩时间15-35分钟，吹氩应保证钢水不裸露；

6)连铸或模铸过程中使用氩气进行保护钢水浇注。

按照重量百分比，低钛轴承钢成分控制为：

元素

C

Si

Mn

Cr

Al

Ti

控制成分

0.95～1.00

0.20～0.30

0.28～0.35

1.40～1.50

0.01-0.02

≤0.005

本发明与现有技术相比，有益效果在于：钢中的钛主要是各种原材料带入的，而铁合金是最重要的因素。为了控制钛含量，普通冶炼方法只能使用含钛量比较低的低钛合金冶炼，而低钛合金价格普遍比较昂贵，导致冶炼成本增加。本冶炼工艺方法使用普通的铁合金冶炼轴承钢，能够控制钛含量不大于50ppm，从而节约了贵重铁合金，解决低钛轴承钢冶炼的成本增加问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种低钛轴承钢GCr15的生产方法，依次通过EBT偏心底电炉、LF精炼炉、VD真空炉、连铸或模铸，具体包括以下步骤：

1)向EBT偏心底电炉装料，按照重量百分比，铁水配入比例60％，其余配入废钢；本实施例中采用的是钢水可以为本钢的优质铁水+废钢，这里的废钢指的是，标准号为GB4223规定的废钢；

2)电炉通过超音速氧枪向钢水中吹入氧气脱C，控制出钢C≤0.40％(重量百分比)，出钢温度1640℃，采用偏心底出钢通过留钢留渣操作方式杜绝下氧化渣，出钢同时按照重量百分比含量Cr 1.40％、Mn 0.25％以及Si 0.15％分别加入高碳铬铁、硅锰合金(按照重量百分比硅18％、锰65％的合金)和硅铁；使用普通的高钛高碳铬铁进行合金化，利用氧化性的钢水对合金中的钛进行氧化去除，但不能同时加入含铝的脱氧剂。

3)出钢后进入LF炉进行精炼，LF炉加铝线0.4㎏/t钢，控制成分Al≤0.04％，按照重量百分比含量，控制精炼渣成分为CaO：60％，Al₂O₃：25％，SiO₂：5％，MgO：10％；精炼温度控制在1580℃；保证使用的渣料不含钛的成分；

4)LF精炼完成后，转移到VD真空炉，在真空度20Pa下保持10-20分钟，进入VD真空炉抽真空前去除40％重量的钢渣；

5)VD炉破真空后钢包静置进行静吹氩操作，静吹氩时间15分钟，吹氩应保证钢水不裸露；

6)连铸或模铸过程中使用氩气进行保护钢水浇注。

实施例2

与实施例1的不同之处，一种低钛轴承钢GCr15的生产方法，依次通过EBT偏心底电炉、LF精炼炉、VD真空炉、连铸或模铸，具体包括以下步骤：

1)向EBT偏心底电炉装料，按照重量百分比，铁水配入比例70％，其余配入废钢；

2)电炉通过超音速氧枪向钢水中吹入氧气脱C，控制出钢C≤0.40％，出钢温度1685℃，采用偏心底出钢通过留钢留渣操作方式杜绝下氧化渣。出钢同时按照重量百分比含量Cr 1.40％、Mn 0.25％以及Si 0.15％分别加入高碳铬铁、硅锰合金和硅铁；

3)出钢后进入LF炉进行精炼，LF炉加铝线0.4㎏/t钢，控制成分Al≤0.04％，按照重量百分比含量，控制精炼渣成分为CaO：50％，Al2O3：35％，SiO2：5％，MgO：10％；精炼温度控制在1600℃；

4)LF精炼完成后，转移到VD真空炉，在真空度100Pa下保持20分钟，进入VD真空炉抽真空前去除40％重量的钢渣；

5)VD炉破真空后钢包静置进行静吹氩操作，静吹氩时间35分钟，吹氩应保证钢水不裸露；

6)连铸或模铸过程中使用氩气进行保护钢水浇注。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种低钛轴承钢GCr15的生产方法，其特征在于，依次通过EBT偏心底电炉、LF精炼炉、VD真空炉、连铸或模铸，具体包括以下步骤：

1)向EBT偏心底电炉装料，按照重量百分比，铁水配入比例60-70％，其余配入废钢；

2)电炉通过超音速氧枪向钢水中吹入氧气脱C，控制出钢C≤0.40％，出钢温度1640℃≤T≤1685℃，采用偏心底出钢通过留钢留渣操作方式杜绝下氧化渣；出钢同时按照重量百分比含量Cr 1.40％、Mn 0.25％以及Si 0.15％分别加入高碳铬铁、硅锰合金和硅铁；

3)出钢后进入LF精炼炉进行精炼，LF精炼炉加铝线0.4㎏/t钢，控制成分Al≤0.04％，按照重量百分比含量，控制精炼渣成分为CaO：50-60％，Al₂O₃：25-35％，SiO₂：5-10％，MgO：6-10％；精炼温度控制在1580-1600℃；

4)LF精炼完成后，转移到VD真空炉，在真空度20-100Pa下保持10-20分钟，进入VD真空炉抽真空前去除40％重量的钢渣；

5)VD炉破真空后钢包静置进行静吹氩操作，静吹氩时间15-35分钟，吹氩应保证钢水不裸露；

6)连铸或模铸过程中使用氩气进行保护钢水浇注。