典型的軸承鋼生產流程

瑞典SKF:100t EF—ASEA-SKF—IC,生產?12-32mm棒線材、外徑90-200mm及外徑55-110mm鋼管;
日本山陽:廢鋼預熱——90 t EF(偏心底出鋼)——LF——RH——CC(立式3流,370mm×470mm)或IC——熱軋(材)和冷軋。生產?102-600mm棒材等,外徑50-180mm熱軋鋼管,外徑22-95mm冷軋鋼管;
日本大同:廢鋼預熱——90tEAF——LF——RH——CC(370mm×480mm);
日本神戶:高爐——鐵水預處理——80tLD-OTB頂底復吹轉爐——除渣——ASEA-SKF鋼包精煉——連鑄(2流立彎型,300mm×430mm),生產?18-105mm棒線材;
日本川崎:高爐——鐵水預處理——轉爐——鋼包精煉——真空——連鑄(4流400mm×560mm);
日本住友:高爐——轉爐——VAD/RH——連鑄/模鑄(410mm×560mm),棒線材;
日本新日鐵:高爐——轉爐——LD轉爐——LF鋼包精煉——RH——連鑄,生產?19-120mm棒線材;
日本愛知制鋼:EAF——鋼包精煉——RH——連鑄,生產?16-100mm棒線材;
德國克虜伯:110t UHP- EAF——鋼包冶金——連鑄(6流260mm×330mm),生產?28-80mm棒線材。

國外軸承鋼的生產工藝特點

■大容量初煉爐,保證鋼水低磷,成份溫度合格,實現無渣出鋼;
■具備加熱、真空、合金微調的精煉裝置,最大限度脫除氧、氫等氣體。保護澆鑄防二次氧化;
■采用多極組合電磁攪拌和輕壓下技術,保證鋼坯的中心質量,減少中心偏析;
軋機均為無扭無張力高速軋機軋制,保證軋材尺寸精度和表面質量;
■國產軸承鋼精煉比已經達到100%,平均氧含量已達到8×10-4%,好的達到4×10-4%,但是與瑞典SKF、日本山陽等先進的廠家相比,在鋼中微量雜質元素含量、表面質量及內部質量穩定性方面仍有差距。如鈦含量偏高,普遍在0.003%以上;
■我國棒材比重很大,占80%以上,管材幾乎為零,線材、帶材比重也較低。

■UHP EAF-LF-VD-CC或IC為例,工藝流程為:電爐出鋼——LF座包工位(底吹氬開始)——測溫——供電造渣——脫氧和脫硫——調整成分——測溫——VD工位——真空精煉——喂線(鋁脫氧或鈣處理,底吹氬結束)——連鑄平臺測溫——連鑄機澆鑄。中心任務:脫氧和非金屬夾雜物去除及其控制。

超高功率電弧爐初煉

■主要任務:熔化廢鋼、脫碳、脫磷和升溫;
■爐料中配碳量可配到1.00%-1.3%,用礦石、氧氣脫碳、脫磷、自動流渣,偏心地出鋼,留渣留鋼。出鋼時可以將碳含量控制在高碳鉻軸承鋼的下限,爐外精煉增碳量很小,方便操作;
■要求初煉爐鋼液低氧化合低溫化,防止氧化渣入鋼包。

LF鋼包精煉爐

■LF精煉目的:脫氧、降硫、合金化、調整成分,控制合適的澆注溫度。軸承鋼的中心任務:脫氧!
■LF加熱前,用鋁對鋼液沉淀脫氧,然后加熱、調整鋼液成分、調整精煉渣成分、吹氬攪拌;
■快速造堿性渣——脫氧脫硫;
■底吹氬控制——過大,鋼渣反應過分激烈和鋼液對耐火材料沖刷嚴重,氧化物和鈦化物進入鋼液;過小鋼液溫度、成分以及鋼渣反應都不均勻,不充分,脫氧產物不能充分上浮;
■合適的底吹氬制度:精煉前期以較大的氬氣壓力攪拌;后期以較小的氬氣壓力攪拌——使鈦含量在精煉過程中基本穩定,同時可使硫含量和氧含量活度不斷下降。一般控制在0.2-0.3MPa。

VD真空去氣

■主要目的——真空去氫、真空下碳脫氧繼續脫氧、利用氬氣攪拌去夾雜,一般脫氮不明顯;
■進入VD前,除去爐渣,降低渣堿度,控制吹氬強度,真空前加Al終脫氧,緩吹氬。前期吹氬不大于0.2Mpa,后期在0.1Mpa以下,可使鋼液和爐渣充分反應,脫氧產物充分上浮;
■真空時間過短——脫氧產物不能充分上浮;過長——耐火材料表層被鋼液長期沖刷而剝落進入鋼液,不利于鋼中鈦含量的控制;
■真空脫氣后軟吹氬攪拌——控制非金屬夾雜含量。結束VD處理前5min,視鋼液含鋁量補充喂鋁線,再進行弱攪拌以清洗鋼液;
■連鑄或鑄錠(IC)

轉爐煉鋼

■原料條件好,鐵水的純凈度和質量穩定性均優于廢鋼;
■采用鐵水預處理,進一步提高鐵水的純凈度;
■轉爐終點碳控制水平高,鋼渣反應比電爐更趨于平衡;
■轉爐鋼氣體含量低;
■連鑄和爐外精煉和工藝水平與電爐相當。
■日本和德國采用不同的生產工藝,區別——煉鋼終點碳的控制;
■日本——“三脫”預處理,少渣冶煉高碳鋼技術,生產低磷低氧鋼;
■德國——轉爐低拉碳工藝,保證轉爐后期脫磷效果,依靠出鋼是增碳生產軸承鋼。
■鐵水預處理:鎂基脫硫劑處理,入爐鐵水w[S]≤0.005%,處理后將渣100%扒除;
■轉爐冶煉:采用高拉碳方法,終點碳w[C]≤0.40%,同時控制w[P]≤0.010%。廢鋼中配入鋁錳鈦提溫劑——補充終點高碳控制是溫度不夠;出鋼溫度1700℃,碳含量0.34%,磷含量0.007%;
■出鋼過程在包內采用高Cr合金、Si-Mn合金、炭粉進行合金化和增碳,并進行擋渣操作,采用底吹氬攪拌去除鋼液中的全氧;
■LF精煉采用低堿度CaO-Al2O3渣系,脫硫率達50%-70%,降低Al類夾雜;與脫氧產物有一致的組分,兩者的界面張力小,易于結合成低熔點的化合物——較強的吸收Al2O3夾雜能力,消除含CaO的D類夾雜。同時底吹氬均勻成分、溫度;
■吹氬弱攪拌:根據參考樣的成分分析,補充高鉻、高錳、炭粉進行成分調整滿足內控要求,在溫度高于吊包溫度20-30℃時進行吹氬弱攪拌——夾雜物進一步上浮;
■連鑄