堿性平爐冶煉軸承鋼工藝
2009-11-09余正金
大冶特鋼公司一煉鋼廠，采用平爐——電爐——RH真空循環(huán)脫氣工藝(簡(jiǎn)稱平電——RH)冶煉軸承鋼已有3O多年的歷史，是國內(nèi)Z早運(yùn)用爐外精煉工藝生產(chǎn)軸承鋼的廠家。其產(chǎn)品質(zhì)量深受洛陽軸承廠，襄陽軸承廠家等的信賴。
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)軸承鋼質(zhì)量提出更高的要求。為此，我廠和軸承鋼研究室，對(duì)上述工藝作了深入的研究，發(fā)現(xiàn)混煉白渣雖有強(qiáng)的脫S作用，但對(duì)鋼中脫氣產(chǎn)物AI203排出效果并非理想。并且冶煉成本上升，生產(chǎn)組織有～定困難，改進(jìn)工藝勢(shì)在必行!
開展平爐——RH真空循環(huán)脫氣工藝(簡(jiǎn)稱平～RH)試驗(yàn)，強(qiáng)化平爐熔池脫氧，利用高碳鉻鐵特別是其中碳參加予脫氧生成氣體脫氧產(chǎn)物排出不沾污鋼液。強(qiáng)化RH空循環(huán)脫氣處理，增加氫氣流量，提高攪拌強(qiáng)度，使軸承鋼質(zhì)量獲得新的改善。
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)軸承鋼質(zhì)量提出更高的要求。為此，我廠和軸承鋼研究室，對(duì)上述工藝作了深入的研究，發(fā)現(xiàn)混煉白渣雖有強(qiáng)的脫S作用，但對(duì)鋼中脫氣產(chǎn)物AI203排出效果并非理想。并且冶煉成本上升，生產(chǎn)組織有～定困難，改進(jìn)工藝勢(shì)在必行!
開展平爐——RH真空循環(huán)脫氣工藝(簡(jiǎn)稱平～RH)試驗(yàn)，強(qiáng)化平爐熔池脫氧，利用高碳鉻鐵特別是其中碳參加予脫氧生成氣體脫氧產(chǎn)物排出不沾污鋼液。強(qiáng)化RH空循環(huán)脫氣處理，增加氫氣流量，提高攪拌強(qiáng)度，使軸承鋼質(zhì)量獲得新的改善。
1工藝條件
公稱容量90t，實(shí)際出鋼量105t，堿性平爐3座。
公稱容量20t．變壓器9000KVA，堿性電弧爐1座。
公稱容量60~90t，在0.5乇真空度下抽氣能力300kg/h真空循環(huán)脫氣裝置1臺(tái)。
(1)平一電RH循環(huán)脫氣處理工藝
平爐按規(guī)程冶煉相應(yīng)碳素鋼。
電爐裝鋼鐵料13t，采用氧化法，在稀薄渣下加入總鋼液量所需鉻鐵。用石灰、火磚塊、螢石造自渣4～6t，其成份為：
CaO 50％～60％；SiO2 15％～20％；Al2O2 8％～1O％；CaF2 8％～10％。
FeO<1％；CaC2<1％。平爐予脫氧開始，電爐把液態(tài)合金和合成渣出于一個(gè)渣包內(nèi)，吊至平爐鋼包上空3米高處，當(dāng)平爐出鋼流至鋼包高度1/3兌入全部液態(tài)臺(tái)金及白渣，與3G～50S完成混合過程。接著將混煉成的軸承鋼液吊至進(jìn)行RH真空循環(huán)脫氣處理。
(2)平－RH循環(huán)脫氣處理工藝
平爐單煉軸承鋼，出鋼畢吊至進(jìn)行RH真空循環(huán)脫氣處理。
2兩種工藝的冶煉質(zhì)量對(duì)比
2．1氧含量
兩種冶煉工藝生產(chǎn)的鋼材氧含量分布情況見表1。
公稱容量90t，實(shí)際出鋼量105t，堿性平爐3座。
公稱容量20t．變壓器9000KVA，堿性電弧爐1座。
公稱容量60~90t，在0.5乇真空度下抽氣能力300kg/h真空循環(huán)脫氣裝置1臺(tái)。
(1)平一電RH循環(huán)脫氣處理工藝
平爐按規(guī)程冶煉相應(yīng)碳素鋼。
電爐裝鋼鐵料13t，采用氧化法，在稀薄渣下加入總鋼液量所需鉻鐵。用石灰、火磚塊、螢石造自渣4～6t，其成份為：
CaO 50％～60％；SiO2 15％～20％；Al2O2 8％～1O％；CaF2 8％～10％。
FeO<1％；CaC2<1％。平爐予脫氧開始，電爐把液態(tài)合金和合成渣出于一個(gè)渣包內(nèi)，吊至平爐鋼包上空3米高處，當(dāng)平爐出鋼流至鋼包高度1/3兌入全部液態(tài)臺(tái)金及白渣，與3G～50S完成混合過程。接著將混煉成的軸承鋼液吊至進(jìn)行RH真空循環(huán)脫氣處理。
(2)平－RH循環(huán)脫氣處理工藝
平爐單煉軸承鋼，出鋼畢吊至進(jìn)行RH真空循環(huán)脫氣處理。
2兩種工藝的冶煉質(zhì)量對(duì)比
2．1氧含量
兩種冶煉工藝生產(chǎn)的鋼材氧含量分布情況見表1。
表1冶煉工藝與鋼材氧含量分布情況
比較表1，說明平一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼材氧含量比平一電一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼材氧含量平均值低，分檔氧含量值也十分優(yōu)越。
2．2熔煉檢查
由兩種工藝生產(chǎn)的軸承鋼都經(jīng)過YJZ84標(biāo)準(zhǔn)做鋼坯熔煉檢查。
(1)低倍檢驗(yàn)
低倍檢驗(yàn)項(xiàng)目為液折，一般疏松、中心琉松、白點(diǎn)、皮下夾等。平一RH冶煉的鋼材，低倍檢驗(yàn)合格率為91.46％，而平一電一RH的合格率為90.32％。
(2)高倍檢驗(yàn)
鋼坯按YJZ84標(biāo)準(zhǔn)熔檢A系夾雜物(硫化物)、C系夾雜物(硅酸鹽)、D系夾雜物(點(diǎn)
狀)3個(gè)項(xiàng)目臺(tái)格率均為100％。
B系夾雜物(氧化物)平一RH工藝為96.34％，平～電一RH工藝為96.77％，相差
無幾鋼坯成材后按國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)夾雜物，結(jié)果如表2。
2．2熔煉檢查
由兩種工藝生產(chǎn)的軸承鋼都經(jīng)過YJZ84標(biāo)準(zhǔn)做鋼坯熔煉檢查。
(1)低倍檢驗(yàn)
低倍檢驗(yàn)項(xiàng)目為液折，一般疏松、中心琉松、白點(diǎn)、皮下夾等。平一RH冶煉的鋼材，低倍檢驗(yàn)合格率為91.46％，而平一電一RH的合格率為90.32％。
(2)高倍檢驗(yàn)
鋼坯按YJZ84標(biāo)準(zhǔn)熔檢A系夾雜物(硫化物)、C系夾雜物(硅酸鹽)、D系夾雜物(點(diǎn)
狀)3個(gè)項(xiàng)目臺(tái)格率均為100％。
B系夾雜物(氧化物)平一RH工藝為96.34％，平～電一RH工藝為96.77％，相差
無幾鋼坯成材后按國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)夾雜物，結(jié)果如表2。
表2鋼材夾雜物分項(xiàng)檢驗(yàn)合格率
表2中點(diǎn)狀合格率均為100％，而氧化物合格率平一RH工藝高于平一電一RH工
藝0.66％，但硫化物合格率平一電RH工藝比平一RH工藝高3.8％，后者低的原因是
由于平爐脫硫效率有限。與混煉相比成品S一般要高出0.005％。
(3)鋼材酸溶鋁
鋼材酸溶鋁，亦即殘鋁是鋼中鋁氧平衡之鋁，對(duì)鋼質(zhì)量有重要意義。
對(duì)比統(tǒng)計(jì)五十一爐數(shù)據(jù)說明，平一RH工藝生產(chǎn)軸承鋼的酸溶穩(wěn)定在0.010%～0.025％范圍，而平一電一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼中酸溶鋁波動(dòng)0.001% ---0.031%范圍。
3推力片壽命試驗(yàn)
取兩種工藝生產(chǎn)的同規(guī)格軸承鋼材，制成“8204”推力片作疲勞壽命試驗(yàn)，結(jié)果列入表3。
藝0.66％，但硫化物合格率平一電RH工藝比平一RH工藝高3.8％，后者低的原因是
由于平爐脫硫效率有限。與混煉相比成品S一般要高出0.005％。
(3)鋼材酸溶鋁
鋼材酸溶鋁，亦即殘鋁是鋼中鋁氧平衡之鋁，對(duì)鋼質(zhì)量有重要意義。
對(duì)比統(tǒng)計(jì)五十一爐數(shù)據(jù)說明，平一RH工藝生產(chǎn)軸承鋼的酸溶穩(wěn)定在0.010%～0.025％范圍，而平一電一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼中酸溶鋁波動(dòng)0.001% ---0.031%范圍。
3推力片壽命試驗(yàn)
取兩種工藝生產(chǎn)的同規(guī)格軸承鋼材，制成“8204”推力片作疲勞壽命試驗(yàn)，結(jié)果列入表3。
表3“8204”推力片疲勞壽命測(cè)試結(jié)果
上表說明平---RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼疲勞壽命，L10與L50都比平一電一RH工藝
生產(chǎn)的要高。
另外在化學(xué)成分控制方面，特別碳元素的控制平一RH工藝比平一電～RH工藝要好，因?yàn)榍罢呦嘶鞜捲鎏嫉挠绊憽?br /> 4結(jié)論
(1)平一RH工藝與平一電～RH工藝相比，所生產(chǎn)的軸承鋼，鋼材氧含量，鋼中酸溶鋁前者優(yōu)于后者。
(2)軸承鋼疲勞壽命平一RH工藝比平一電一RH工藝的壽命高，就L10而言，前者是后者的1.8倍。
(3)低倍，高倍，熔煉檢查，平一RH工藝生產(chǎn)的除硫化物合格率略低，氧化物合格率略高外，其它項(xiàng)目與平一電一RH工藝相比，都在同一水平上。
(4)平一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼硫化物合格率略低，主要是成品流高些引起的，這可通過爐外鋼包脫硫得到很好解決。
(5)平一RH工藝與平一電一RH工藝相比在生產(chǎn)管理，調(diào)度組織上更為優(yōu)化。
生產(chǎn)的要高。
另外在化學(xué)成分控制方面，特別碳元素的控制平一RH工藝比平一電～RH工藝要好，因?yàn)榍罢呦嘶鞜捲鎏嫉挠绊憽?br /> 4結(jié)論
(1)平一RH工藝與平一電～RH工藝相比，所生產(chǎn)的軸承鋼，鋼材氧含量，鋼中酸溶鋁前者優(yōu)于后者。
(2)軸承鋼疲勞壽命平一RH工藝比平一電一RH工藝的壽命高，就L10而言，前者是后者的1.8倍。
(3)低倍，高倍，熔煉檢查，平一RH工藝生產(chǎn)的除硫化物合格率略低，氧化物合格率略高外，其它項(xiàng)目與平一電一RH工藝相比，都在同一水平上。
(4)平一RH工藝生產(chǎn)的軸承鋼硫化物合格率略低，主要是成品流高些引起的，這可通過爐外鋼包脫硫得到很好解決。
(5)平一RH工藝與平一電一RH工藝相比在生產(chǎn)管理，調(diào)度組織上更為優(yōu)化。