本钢转炉矩形坯连铸生产GCr15试制

来源：王会忠吴华章陶力群 |浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

摘要国际先进工业国家均采用电炉(转炉)一炉外精炼一矩形坯连铸的工艺生产以轴承钢、齿轮钢等为主要产品的特殊钢。本钢炼钢厂矩形坯连铸机投产后，积极进行特殊钢品种钢的开发和试制工作，并于矩形坯铸机投产半年后，采用LD—LF—RH—CC工艺路径成功地进行了GCrl5钢生产试验试制。生产试验结果达到或接近SKF标准，试验过程中积累了经验同时也发现了不足，为今后批量生产此类钢种打下了坚实基础。

关键词转炉；矩形坯连铸；轴承钢；生产工艺

轴承钢生产技术不断朝着净化钢水、减少[N]、[H]和非金属夹杂物含量的方向发展。目前，国际先进工业国家均采用电炉(转炉)一炉外精炼一大方坯连铸的工艺生产以轴承钢、齿轮钢等为主要产品的特殊钢。由于采用转炉配精炼连铸生产特殊钢具有明显的技术优势^[1]，同国内外许多钢厂一样，本钢炼钢厂也在这方面进行了积极的探索和试验。本钢炼钢厂矩形坯连铸机于2006年12月进行试生产，并于2007年7月成功地进行了GCrl5钢的生产试制，试验达到了预期目的，同时找到了存在的不足，为以后批量生产GCrl5轴承钢打下了基础。

1技术条件及控制要求

根据用户生产轴承圈和滚动体用GCrl5钢的订货要求，本钢依据瑞典SKF企业标准SKFD33，同时参照我国GB／T18254《高碳铬轴承钢》标准制定了BX550－2007标准，其GCrl5钢的化学成分要求如表1所示。

轴承寿命是轴承钢要求的主要性能指标，对轴承材料的要求为：硬度高、耐磨强度高、纯洁度高、均匀度高、疲劳强度高。提高轴承钢疲劳寿命的技术关键为：(1)尽最大可能减少钢中夹杂物，提高钢材纯净度；(2)严格控制钢中碳化物缺陷，提高钢材组织的均匀性。为此冶炼时应努力降低铸坯中的[T．O]含量，同时对钢中的有害元素[P]、[S]、[Ti]、[Ca]、[N]和[H]进行严格控制；浇铸过程中控制过热度、采用电磁搅拌及轻压下等措施控制成分偏析及铸坯组织。

2生产工艺流程及设备概况

炼钢厂转炉矩形坯连铸生产GCrl5生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→LF处理→RH处理→矩形坯连铸→热送特钢厂。

下道工序特钢厂生产工艺流程为：加热→800／650棒材连轧机组→保温→修磨→检验→包装缴库→发货。

铁水预处理进行脱硫扒渣处理；转炉主要任务是控制磷、完成主要化学成分的合金化；LF炉主要任务是造还原渣并完成化学成分的调整；R H真空处理的任务是脱气、去除夹杂、控制温度；矩形坯铸机的主要任务是保护浇注、控制铸坯组织。

生产GCrl5钢，炼钢厂的主要工艺设备的简介如表2所示。

3 炼钢厂生产工艺

3．1 转炉工艺

要求人炉铁水进行脱硫预处理，脱硫后扒净渣；转炉采用全铁装入法及双渣法冶炼；转炉冶炼后期向转炉内加入高碳铬铁，以达到铬合金化及控制钢液残余钛含量的目的；转炉复吹全程吹氩；维护好出钢口形状，控制出钢时间；出钢挡渣，严格控制转炉下渣量，要求钢包渣量≯50 mm；出钢过程中加铝锭脱氧、电极碎块增碳；出钢过程中向钢包加入石灰、精炼渣对钢包顶渣进行改质处理。

3．2 LF工艺

造渣材料采用石灰、精炼渣，造渣过程加铝球、碳粉进行扩散脱氧，供电造渣过程要保持埋弧及炉内微正压控制，要造出“白渣”。然后合金化，采用低钛高碳铬铁进行[Cr]成分调整。控制好底吹强度，避免钢液二次氧化。离站时[C]、[Alt]按内控上限控制，以防RH循环烧损。控制好离站时温度，防止RH升温。

3．3 RH工艺

R H真空罐必须预先“清洗”，以确保GCrl5温度和成分的稳定。RH预抽真空，采用小泵达到最高真空度进行脱气处理，要求在100Pa下保持时间≥15 min。在RH循环过程中，要根据化学成分变化将其调整至目标。保证RH循环时间>25 min。RH复压后进行软吹氩搅拌(液面不裸露)，搅拌时间>10min。温度合格后吊至铸机浇铸平台。

3．4 铸机工艺

中间包包盖要密封好，并向中间包内吹氩气保护浇铸；中包渣要勤加人，严禁钢液面裸露。做好长水口密封工作，严禁钢包下渣。严格按中包过热度控制拉速，拉速范围为0．46～0．50 m／min；电磁搅拌电流550Ams；根据过热度、拉速对各流进行采用轻压下。

4 试制结果及分析

4．1 化学成分

350 mm×470 mm矩形坯经红送、保温后，轧制成φ130 mm热轧圆钢，GCrl5φ130mm圆钢的化学成分如表3所示。