[发明专利]一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法

说明书

本发明涉及一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法，采用的工序为KR→BOF→RS→LF→RH→CC→轧制，并进一步控制(1)KR铁水预处理的终点铁水硫含量≤0.005％；(2)BOF吹氧脱碳，终点碳含量在0.15％～0.80％，按铝氧平衡图出钢时向钢水中加入0.5kg/t以上的铝量使出钢后钢中氧含量降至30ppm以下，出钢温度控制在1600℃～1700℃；(3)在BOF转炉冶炼出钢后进行RS扒渣操作，并要除净钢包中的炉渣；(4)在LF精炼中添加精炼渣，控制精炼渣中自由CaO摩尔分数为40％～60％，控制钢中铝含量在0.03％～0.07％，出钢时氧含量控制在10ppm以下，出钢温度1550℃～1610℃；(5)RH真空脱气全程氩气搅拌，100Pa以下真空下保持时间10min以上。本申请具有高效率、低成本、节能的特点，所制钢材具有超高纯净度。

技术领域

本发明属于超高质量轴承钢的生产技术领域，特别涉及一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国轴承应用的不断扩大，现有的汽车、铁路等用关键轴承对寿命和可靠性要求的普遍提高，如汽车轴承寿命要求保证行驶25万公里以上、高速动车组轴承寿命要求行驶达到240万公里以上。对此，对钢材质量与轴承寿命关系的研究已取得了显著成果，其中钢的纯净度是影响轴承钢寿命的首要因素。

我国采用炉外精炼方法生产高碳铬轴承钢已有四十多年的历史，随着装备及工艺水平的提高，钢的纯净度已有了很大进步，表现在全氧含量T.O的显著下降和大颗粒夹杂物的显著减少。现有高碳铬轴承钢国家标准GB/T18254-2016虽然对非金属夹杂物和氧含量已有明确的规定，但即使是最高水平的特级钢对纯净度的要求如全氧含量T.O≤6ppm、脆性DS类夹杂物颗粒＜27μm，也不能满足关键轴承高载荷、长寿命和高可靠性的要求。而日本山阳特殊钢报导其SNRP炉外精炼工艺生产的高清洁度轴承钢T.O≤5ppm、脆性DS类夹杂物颗粒≤15μm。

现有专利ZL 01132236.5一种超纯高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法、专利ZL200410025102.5一种高清洁高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法、专利ZL 200410089358.2减少和细化高碳铬轴承钢的D类夹杂物的炉外精炼生产方法、专利ZL 200710048395.2转炉连铸工艺生产低氧含量高碳铬轴承钢的方法和专利ZL 201010179893.2一种高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法，均采用炉外精炼方法生产高碳铬轴承钢，但其所生产的钢材纯净度水平不高，如全氧含量T.O仅为7ppm～15ppm、脆性DS夹杂物颗粒≤27μm；其生产流程不完善，如没有铁水预处理、RS除渣技术、RH真空脱气等对质量影响较大的关键装备；工艺控制也不完善，如入转炉前的原料硫含量、转炉终点碳含量等对质量影响较大的关键参数未涉及或控制水平不高。

现有专利ZL 200510027394.0一种极纯高碳铬轴承钢的冶炼生产方法，其采用真空感应炉和真空自耗炉双联工艺生产，该工艺与炉外精炼生产方法完全不同，且生产效率低和生产成本高，能耗高、不适合大批量生产。

本发明是一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法，采用转炉、真空脱气、连铸的高效率、低成本、节能的工艺路线生产，通过完善生产流程并对关键工序进行优化研究和控制，目标是使生产的钢材具有超高纯净度即全氧含量T.O≤5ppm、Ti含量、脆性DS类夹杂物颗粒更细小。

发明内容

本发明的目的是提供一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法，采用转炉BOF、真空脱气(LF+RH)、连铸(CC)的高效率、低成本、节能的工艺路线生产，通过完善生产流程并对关键工序进行优化研究和控制，目标是使生产的钢材具有超高纯净度，依据本申请生产方法生产的产品全氧含量T.O≤5ppm、Ti≤9ppm、脆性DS类夹杂物颗粒≤8μm。

本申请的具体方案为，一种超纯净高碳铬轴承钢的炉外精炼生产方法，采用的工序为KR铁水预处理→BOF→RS→LF→RH→CC→轧制，并进一步控制