CN110093553A - 一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸工序。本发明生产方法通过转炉冶炼出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化，LF精炼过程渣系碱度控制4.5‑6.5、采用硅铁粉脱氧造渣、同时喂铝线控制钢水中铝含量，连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，有效防止钢水絮流情况的发生，同时减少水口内壁结瘤物冲刷导致的大颗粒夹杂物超标风险，达到净化钢水提升洁净度的目的，本发明方法生产高碳铬轴承钢连浇炉数可提高至15‑18炉；钢中B类及Ds类非金属夹杂物＜1.0级。

Description

一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法。
背景技术
连铸过程中水口堵塞是浇铸铝镇静钢时经常出现的问题。钢水中的氧化铝夹杂物在水口内壁附着、聚集、生长，当发展到一定程度就会造成水口絮流甚至堵塞，对钢水中夹杂物的控制及正常生产均造成一定的影响。
轴承钢属于高碳高铬钢种，钢水粘度较大，流动性较差，且标准强制要求不允许对钢水进行钙处理，因此浇注问题一直是困扰轴承钢连浇炉数提升的最大难题。当前国内优秀的特钢企业，通常轴承钢连浇炉数不超过8-10炉。
专利号CN 103103443 A提出一种防止连铸水口堵塞的轴承钢GCr15生产工艺，通过对转炉、LF炉部分元素成分、渣碱度进行控制，提高钢水洁净度，达到防止连铸水口堵塞现象，但该方法仅能实现较少炉次的连续浇注(6炉)。
专利号CN 104772452 A提出一种防止钢坯连铸水口堵塞的方法，该方法利用导电材料将水口外表面与大地或电位为零的部位连接，使水口内表面的电位为零，减少或消除钢中夹杂物向水口内表面的迁移和粘附，达到防止水口堵塞的目的。但钢中夹杂物向水口内表面迁移的动力除电场作用力外，还有界面张力、湍流切力等，仅靠抑制夹杂物在电场作用下的迁移无法有效的防止连铸水口的堵塞。
专利号CN 102851443 A提出一种提高铝脱氧轴承钢连浇炉数的方法，主要通过真空后喂硅钙线处理，可将轴承钢连浇炉数由2炉提高到5炉及以上。但轴承钢进行喂硅钙线处理，会使钢中增加大量的钙铝酸盐类夹杂物，严重恶化轴承的疲劳寿命，因此该方法在轴承钢标准中是明确禁止的。
综上所述，开发一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，有效防止钢水絮流情况的发生，同时减少水口内壁结瘤物冲刷导致的大颗粒夹杂物超标风险，具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C≥0.15%，钢水中溶解氧含量≤300ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化，使钢水成分满足钢种要求；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制4.5-6.5，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1-1.5kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为0.030-0.060%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度≤150Pa，真空保持时间≥40min，软吹氩时间≥25min，软吹流量50-80NL/min，最大限度降低钢中夹杂物含量；
（4）连铸：中间包烘烤温度≥1080℃，烘烤时间180-270min，水口外壁温度≥600℃，水口吹氩流量200-350 NL/h。
本发明所述连铸工序，连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口。
本发明所述步骤（1）增碳剂：C≥95%，S≤0.05%，N≤0.01%，水分≤0.5%。
本发明所述生产方法将轴承钢连浇炉数提高到15-18炉。
本发明所述生产方法生产的轴承钢中B类及Ds类非金属夹杂物＜1.0级。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明转炉冶炼出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化，减少出钢过程氧化铝类夹杂物的生成量，从源头上控制钢中夹杂物的来源。2、本发明LF精炼过程渣系碱度控制4.5-6.5，采用硅铁粉脱氧造渣，同时喂铝线控制钢水中铝含量为0.030-0.060%，降低钢中溶解氧含量及夹杂物总量。3、本发明连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，减少浇注过程中耐火材料与钢水发生化学反应生成氧化铝夹杂物在水口内壁沉积附着。4、本发明生产方法有效防止钢水絮流情况的发生，同时减少水口内壁结瘤物冲刷导致的大颗粒夹杂物超标风险，达到净化钢水提升洁净度的目的，将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到15-18炉。5、本发明生产方法生产的高碳铬轴承钢中B类及Ds类非金属夹杂物＜1.0级。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.15%，钢水中溶解氧含量为300ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制4.5，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.35kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.030%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度150Pa，真空保持时间40min，软吹氩时间25min，软吹流量50NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1080℃，烘烤时间180min，水口外壁温度600℃，水口吹氩流量200NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到15炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0.5级，Ds类非金属夹杂物0.5级。
实施例2
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.20%，钢水中溶解氧含量为260ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制6.5，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.25kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.060%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度100Pa，真空保持时间45min，软吹氩时间28min，软吹流量80NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1100℃，烘烤时间270min，水口外壁温度640℃，水口吹氩流量350NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到18炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0.5级，Ds类非金属夹杂物0级。
实施例3
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.18%，钢水中溶解氧含量为220ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制5.5，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.1kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.040%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度120Pa，真空保持时间42min，软吹氩时间26min，软吹流量60NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1120℃，烘烤时间200min，水口外壁温度620℃，水口吹氩流量300NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到16炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0级，Ds类非金属夹杂物0.5级。
实施例4
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.16%，钢水中溶解氧含量为230ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制5.0，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.2kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.050%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度130Pa，真空保持时间48min，软吹氩时间29min，软吹流量70NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1110℃，烘烤时间250min，水口外壁温度610℃，水口吹氩流量240NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到15炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类夹非金属夹杂物0级，Ds类非金属夹杂物0级。
实施例5
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.19%，钢水中溶解氧含量为260ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制4.8，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.4kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.035%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度140Pa，真空保持时间46min，软吹氩时间27min，软吹流量65NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1085℃，烘烤时间230min，水口外壁温度650℃，水口吹氩流量270NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到18炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0.5级，Ds类非金属夹杂物0.5级。
实施例6
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.17%，钢水中溶解氧含量为240ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制5.2，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.3kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.045%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度110Pa，真空保持时间50min，软吹氩时间30min，软吹流量75NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1095℃，烘烤时间240min，水口外壁温度630℃，水口吹氩流量320NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到17炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0级，Ds类非金属夹杂物0.5级。
实施例7
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.22%，钢水中溶解氧含量为290ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制5.7，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1.5kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.055%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度115Pa，真空保持时间47min，软吹氩时间32min，软吹流量60NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1105℃，烘烤时间190min，水口外壁温度615℃，水口吹氩流量330NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到18炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类非金属夹杂物0.5级，Ds类非金属夹杂物0.5级。
实施例8
本实施例大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C：0.21%，钢水中溶解氧含量为200ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制6.3，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为：0.048%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度95Pa，真空保持时间43min，软吹氩时间31min，软吹流量80NL/min；
（4）连铸：连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口，中间包烘烤温度1125℃，烘烤时间210min，水口外壁温度635℃，水口吹氩流量220NL/h。
采用上述生产方法可将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到18炉，浇注结束后水口内壁无明显结瘤物；所得高碳铬轴承钢中B类夹非金属夹杂物0.5级，Ds类非金属夹杂物0级。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
（1）转炉冶炼：采用顶底复吹转炉，保证冶炼终点钢水中C≥0.15%，钢水中溶解氧含量≤300ppm，出钢过程加入增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁进行脱氧合金化；
（2）LF精炼：LF精炼过程渣系碱度控制4.5-6.5，采用硅铁粉脱氧造渣，硅铁粉加入量为1-1.5kg/t钢，同时喂铝线控制钢水中铝含量为0.030-0.060%；
（3）RH精炼：RH精炼过程控制真空度≤150Pa，真空保持时间≥40min，软吹氩时间≥25min，软吹流量50-80NL/min；
（4）连铸：中间包烘烤温度≥1080℃，烘烤时间180-270min，水口外壁温度≥600℃，水口吹氩流量200-350NL/h。
2.根据权利要求1所述的一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，其特征在于，所述连铸工序,连铸采用内壁锆钙碳质浸入式水口。
3.根据权利要求1所述的一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，其特征在于，所述步骤（1）增碳剂：C≥95%，S≤0.05%，N≤0.01%，水分≤0.5%。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，其特征在于，所述生产方法将高碳铬轴承钢连浇炉数提高到15-18炉。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大幅提升高碳铬轴承钢连续浇注炉数的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的高碳铬轴承钢中B类及Ds类非金属夹杂物＜1.0级。
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