高品质轴承钢超低氧含量和非金属夹杂物控制的进展.doc

《高品质轴承钢超低氧含量和非金属夹杂物控制的进展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、冶金之家网站高品质轴承钢超低氧含量和非金属夹杂物控制的进展杨虎林1，何平1，翟玉春2(1．钢铁研究总院2．东北大学)摘要：超低氧含量和低夹杂物级别是高品质轴承钢的重要指标。分析了高品质轴承钢中超低氧含量和非金属夹杂物控制的影响因素，如出钢除渣、铝脱氧、高碱度精炼渣、真空或非真空条件下的长时间搅拌和合理的生产工艺流程等，得出生产5×10-6[O]、≤1×10-6[H]和≤12×10-6[Ti]的超纯净高品质轴承钢的关键是对各冶炼工序的严格控制。关键词：高品质轴承钢；超低氧；非金属夹杂；冶炼工艺1国内外高品质轴承钢中

2、全氧和夹杂物控制水平瑞典SKF公司OVAKO厂生产的高品质轴承钢中氧含量为5×10-6，夹杂物含量达到极低的程度。日本神户钢铁公司和大同特殊钢公司的全氧T．O分别达到了4×10-6、≤5×10-6，日本山阳特殊钢厂轴承钢氧含量已经可以控制在5×10-6以下，氧化物夹杂可控制在11μm以内，其接触疲劳寿命比普通轴承钢的寿命大幅度提高。国内大冶特钢和兴澄特钢公司生产的高品质轴承钢氧含量分别达到(6．5～6．7)×10-6、(7～9)×10-6。我国轴承钢氧含量的波动偏差大多在2×10-6以上，而瑞典SKF轴承钢的氧含

3、量波动偏差为0．6×10-6。Bhadeshia等认为现在的高品质轴承钢中全氧含量需控制在10×10-6以下，实际生产中的波动控制在(±1．5)×10-6；铸锭中的平均全氧含量应控制在(2～5)×10-6。2国内外高品质轴承钢生产工艺流程瑞典SKF公司开发出SKF—MR(熔炼+精炼)工艺，该工艺流程是：双壳炉熔炼(C、P含量调整到允许值)→除渣→感应搅拌→加热→脱氧→合金化→脱硫→真空脱气→模铸3．4t钢锭。在该工艺中，钢包炉可以加热，利用铝沉淀脱氧，配以强烈的电磁搅拌，使脱氧产物有充分的时间分离，可以把氧含量和

4、夹杂物含量控制在极低的程度。日本山阳特殊钢公司近几年来开发的SNRP(SanyoNewRefiningProcess)超纯净轴承钢的生产工艺，即：90tUHP电弧炉炼钢→偏心炉底出钢→LF→RH→完全垂直连铸，生产出氧含量为5×10-6，夹杂物尺寸≤11μm的轴承钢。大同特殊钢公司最近开发的MRAC—SSS(Multi—functionRefining&AdvancedCasting—SpecialSolution&Soaking，工艺流程为EAF→除渣→LF→RH→CC(370mm×470mm)，可以生产出氧含

5、量≤5×10-6，氧化物夹杂极细小的轴承钢。中国大冶特钢通过铁水+废钢→60t电弧炉→LF→RH→5t锭模铸→热轧／热锻工艺，可生产出氧含量(6．5～6．7)×10-6，B类和D类夹杂级别小于1的轴承钢。目前国内北满特钢、兴澄特钢等企业大多采用EAF→LF→VD→CC生产高品质轴承钢。钢液中全氧在小于10×10-6时，钢液中主要以细小夹杂物形式存在。细小夹杂物有硅酸盐和硅铝酸盐、镁铝尖晶石、含钙夹杂物、氧化铝等，主要来源包括：脱氧去夹杂后的残留、二次氧化、钢渣反应、喂线处理、钢与耐火材料、浇钢过程、连铸中耐火材料

6、影响、凝固过程等。3高品质轴承钢中超低氧含量和夹杂物控制工艺3．1出钢除渣国内外采用无渣出钢(如EBT)、钢包扒渣、真空吸渣和换钢包除渣等技术，将氧化渣彻底排除，以减少氧化渣对钢液总氧含量的影响。如瑞典SKF在双炉壳熔炼出钢后，将对钢水进行除渣处理。日本神户在转炉出钢后将对钢水进行排渣处理，日本山阳特殊钢采用EBT出钢。蒂森维藤厂也采用电弧炉EBT出钢，控制氧化渣对钢水总氧的影响。3．2Al脱氧冶金之家网站在精炼过程中，真空下碳脱氧速度很慢，并且效果差，如果只采用真空碳脱氧工艺，钢中氧含量可高达0．002％以上。

7、因此，为了提高钢的洁净度，必须在精炼前预先采用铝沉淀脱氧，使钢中氧主要以夹杂物形式存在，通过搅拌去除。Al脱氧工艺可实现轴承钢的超低氧含量控制，使钢中全氧降到10×10-6以下，但难点是钢中Al2O3、高熔点CaO—Al2O3系不变形夹杂物(ASTM“B类”或“D类”)的控制。日本大同特殊钢公司开发的MRAC—SSS高洁净钢生产工艺，工艺要点之一是在电炉出钢时对钢液铝强脱氧，初步实现低氧化，在此基础上再通过渣—钢精炼、RH真空处理、连铸等去除钢液中的非金属夹杂物，全氧最终可控制在≤5×10-6，实现了全部夹杂小于

8、7．5μm，并均匀分布。瑞典SKF在除渣和感应搅拌后也采用铝脱氧，将钢液中的总氧含量控制在极低的水平。国内兴澄特钢公司采用铝脱氧和高碱度精炼，延长VD吹氩搅拌时间，控制耐火材料质量，使钢中总氧含量≤8×10-6，脆性夹杂物得到了有效的控制，达到高纯净度技术要求。3．3高碱度精炼渣采用高碱度精炼渣系是日本钢铁厂高品质轴承钢生产的另一重要技术。日本山阳特殊钢对采用其常规高碱度