90tLF((VD)精煉工藝對GCr15軸承鋼氧含量的影響

2009-10-15

　　摘要：北滿特鋼用90tEBT電弧爐2LF(VD)2240mm×240mm方坯連鑄生產(chǎn)GCr15軸承鋼。GCr15軸承鋼鋼包精煉時采用堿度為4.46的高堿度渣系，用含32.8%Al的脫氧劑，并進(jìn)行25minVD真空處理，保持[Als]≤0.030%，統(tǒng)計結(jié)果表明GCr15軸承鋼的氧含量≤8×10－6。
　　1 電弧爐2連鑄機(jī)設(shè)備和工藝
　　北滿特鋼北興公司2004年采用90tEBT電弧爐2LF(VD)－240mm×240mm方坯連鑄工藝生產(chǎn)軸承鋼共計15萬t，占全國特鋼企業(yè)軸承鋼總量的9%，目前軸承鋼氧含量平均在7.71×10-6。
　　電弧爐與連鑄機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1、2。

　　表1 90tACEBT電弧爐主要技術(shù)參數(shù)

表2 連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

　　北興特鋼冶煉工藝中采用合成渣補(bǔ)造渣系，合成渣(CaO51%～53%,Al2O347%)加入量為3kg/t。爐后再補(bǔ)充CaO保證渣量在10kg/t，形成的渣系具有熔點(diǎn)低、成渣快及吸附夾雜物能力強(qiáng)的特點(diǎn)。渣系成分見表3。

表3 GCr15軸承鋼精煉渣系成分/%

　　試驗(yàn)和鋼渣友試驗(yàn)，鋼渣友的作用是代替鋁粉、鋁粒進(jìn)行脫氧，鋼渣友的主要成分如表4。

表4 脫氧劑鋼渣友的成分/%

　
　　電弧爐出鋼仍按一次性加鋁工藝進(jìn)行沉淀脫氧,出鋼加入渣料:石灰1000kg,合成渣300kg。
　　精煉到位加入45～60kg鋼渣友,取樣后加入30kg鋼渣友"成分調(diào)整后每隔5～15min加入15kg鋼渣友,從現(xiàn)場看加入鋼渣友渣發(fā)泡性能大大增加,渣較快變白,試驗(yàn)分3階段進(jìn)行,第1、2階段只限白班進(jìn)行,結(jié)果無異常后再連續(xù)試驗(yàn)35爐,整個試驗(yàn)生產(chǎn)了50爐,共10t鋼渣友。其檢驗(yàn)結(jié)果如表5。期間分析了3爐軸承鋼的Ti含量,分別為25×10-6、20×10-6、32×10-6。。

表5 鋼渣友與鋁碳粉脫氧效果對比

　　2 真空處理和吹氬工藝
　　北興特鋼在真空處理時采用真空度67Pa以下保持10～15min的精煉工藝。實(shí)行入VD前倒渣操作,保證倒渣在400kg左右。統(tǒng)計結(jié)果表明倒渣較不倒渣氧含量平均降低0.15×10-6。
　　VD處理時間為25min,能夠滿足生產(chǎn)需要并保證氧含量在8×10-6以下。
　　平均氬氣流量在80L/min;在加合金或增碳時,氬氣流量為100L/min;抽真空時氬氣流量為70L/min;真空保持時氬氣流量60L/min;真空完畢軟吹過程中氬氣流量為50L/min。
　　3 精煉時間和[Als]對氧含量的影響
　　北興特鋼精煉爐變壓器功率為18MVA,現(xiàn)有渣系配比量及成分Z適宜的精煉處理時間為45～55min。2004年11月和12月統(tǒng)計的精煉時間和氧含量關(guān)系如表6。

表6 LF精煉時間與GCr15軸承鋼中氧含量的關(guān)系

　　從脫氧反應(yīng)及其平衡常數(shù)可見,在一定的溫度下,[Al]的提高有利于[O]的降低,用鋁作為終脫氧劑,[Als]達(dá)0.030%～0.050%時,鋼液中的氧幾乎全部變?yōu)锳l2O3,因此必須保證一定的[Als]量。現(xiàn)采用一次性加鋁工藝,實(shí)驗(yàn)表明[Als]在<0.0050%時,[O]很高,Z合適的范圍為0.010%～0.026%,太高易造成連鑄水口堵塞并增加成本。表7是2004年兩個月的[Als]與氧含量的關(guān)系"

　　表7 [Als]含量與GCr15軸承鋼中氧含量的關(guān)系

　　 4 結(jié)論

　　通過對精煉渣成分、真空度、真空保持時間、鋼中[Als]含量!精煉處理時間及脫氧度等的有效控制,使軸承鋼平均氧含量達(dá)到7.50×10-6。