[发明专利]一种海上风电转盘轴承用钢及其冶炼方法

说明书

一种海上风电转盘轴承用钢及其冶炼方法，所述轴承用钢化学成分为：C：0.40～0.45%，Mn：0.60～0.80%，Si：0.20～0.35%，P≤0.010%，S≤0.010%，Cr：1.00～1.20%，Mo：0.20～0.30%，Ni：0.20～0.30%，Cu：0.20～0.30%，Ti≤0.0030%，其余为Fe及不可避免的杂质元素。所述生产方法包括转炉初炼、LF精炼、VD真空处理、真空浇注工序。本发明钢质纯净，钢中夹杂物数量少，A、B、Ds类夹杂物≤0.5级，无C类夹杂物，D类夹杂物细系≤1.0级、粗系≤0.5级，钢机械性能更均匀，轴承用钢的低温性能、硬度、探伤得到明显的提高。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种海上风电转盘轴承用钢及其冶炼方法。

背景技术

随着清洁能源风能的开发利用持续推进，海上丰富的风能持续引起人们的开发热潮。相比于陆上风电，海上风电场的风速更高，因此海上风电用钢的强度与韧性要求也更高。由于远离陆地，维护保养极其困难，同时还要求耐环境腐蚀性能高，故对钢质品质要求更高，尤其是其关键部件转盘轴承，对钢的纯净度、强度、低温性能要求更为严格。一直以来，转盘轴承钢都是采用转炉初炼、钢包精炼、真空脱气处理、真空浇注的工艺流程来冶炼。生产机加工后，轴承钢的机械强度、低温韧性若未达到要求，或存在探伤超标的缺陷，就不得不报废。但是由于生产周期长，发现问题时已经快到交货期了，因此，探伤不合，对客户产品的及时交付产生重大影响。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种海上风电转盘轴承用钢及其冶炼方法，本发明采用的技术方案如下：

一种海上风电转盘轴承用钢，其化学成分及重量百分含量为：C：0.40～0.45％，Mn：0.60～0.80％，Si：0.20～0.35％，P≤0.010％，S≤0.010％，Cr：1.00～1.20％，Mo：0.20～0.30％，Ni：0.20～0.30％，Cu：0.20～0.30％，Ti≤0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。

上述海上风电转盘轴承用钢的冶炼方法，其包括转炉初炼、LF精炼、VD真空处理、真空浇注工序。

所述转炉初炼工序，初炼过程中加入白灰40～60kg/t，出钢过程中加入高碳低钛铬铁10～17kg/t，硅铁2.5～4.5kg/t，低碳锰铁5～10kg/t，镍板2～3kg/t，白灰10～15kg/t，预熔渣3～6kg/t，钢砂铝1～3kg/t；转炉出钢温度控制在1600～1650℃。

所述LF精炼工序，精炼到位喂铝线0.2～0.6kg/t；精炼白渣时间20～50分钟，精炼过程加低钛铬铁3～8kg/t，钼铁2.5～5.5kg/t，铜板2～4kg/t，精炼白灰2～5kg/t，预熔渣3～8kg/t，碳化硅2～5kg/t，铝粒1～3kg/t，炉渣碱度4～6。

所述VD真空处理工序，真空度≤67Pa，真空保持时间25～35min，钢包吹氩流量200～450NL/min；破空后软吹20～30min，钢包软吹氩流量50～100NL/min；钢包覆盖剂用量1.5～2.5kg/t。

所述真空浇注工序，钢水浇注过热度70～90℃；真空浇注真空度≤67Pa，中间包芯杆吹氩压力0.2～0.5bar；中包包底烘烤温度800～1000℃，导流管烘烤温度600～800℃；锭模温度30～80℃，单支钢锭重量40～50t，锭身浇注时间20～27min，冒口浇注时间10～15min；浇注结束后加入发热剂2～5kg/t，碳化稻壳2～5kg/t。

本发明设计思路为：

1、精炼过程中，精炼白渣对于钢水的脱硫、夹杂物吸附上浮去除有着重要的作用。时间短，没有充分吸附夹杂物上浮；时间过长，钢水长期暴露在高温下、会吸附大气，同时，高温下，耐火材料的浸蚀加剧，对钢水也是一种污染。结合钢种特点，设计白渣保持时间为20-50min。