一種含釩鈦鐵水生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高碳鉻軸承鋼主要是用于制造軸承套圈、滾動體的重要材料，用戶對冶金廠生產(chǎn) 的軸承鋼內(nèi)部冶金質(zhì)量如夾雜物、碳化物等要求很嚴，特別是對鋼中大顆粒氮化鈦TiN尺 寸、數(shù)量及分布要求苛刻。鈦影響軸承鋼的疲勞壽命，一般要求Ti < 30ppm，高檔次軸承鋼 甚至要求Ti < 15ppm。
[0003] 典型的高碳鉻軸承鋼GCrl5的主要化學(xué)成分應(yīng)符合如下的規(guī)定：[C]0.95%~ 1.03 %，[Si] 0.20 % ~0.35 %，[Μη] 0.30 % ~0.45 %，[Cr] 1.40 % ~1.55 %， [卩]彡0.025%，[5]彡0.015%，[0]彡10??111，[11]彡30??111。高碳鉻軸承鋼脫氧合金化 過程中使用大量鉻鐵是鋼水中鈦增加最大的影響環(huán)節(jié)。目前各鋼鐵企業(yè)控制鋼中Ti含量 主要從以下幾個方面進行：①采用低鈦鉻鐵合金（低鈦鉻鐵含鈦量不超過〇. 1 %，普通鉻 鐵含鈦量〇. 4%左右）；②利用鋼液中氧元素將鈦氧化去除；③利用爐渣吸附氧化鈦進行脫 鈦。優(yōu)選低鈦合金是當前世界各國降低軸承鋼鈦含量的主要方法，但是低鈦合金價格昂貴， 完全采用低鈦鉻鐵合金增加生產(chǎn)成本、降低市場競爭力。
[0004] 而對于使用含釩鈦鐵水冶煉高碳鉻軸承鋼的企業(yè)來說，由于鐵水中鈦質(zhì)量百分含 量一般達0. 20%左右，冶煉過程中對鈦含量的控制難度更大。
[0005] 專利文獻CN102383055B "降低高碳鉻軸承鋼鈦含量的生產(chǎn)方法"公開的方法包括 以下步驟：首先對電爐、轉(zhuǎn)爐鋼液進行吹氧脫Ti，并在鋼包中預(yù)先裝入冶煉GCrl5鋼種所需 60~75% Cr元素的鉻鐵合金，隨鋼包在1000~1100°C烘烤30~35min ;再利用電爐偏心 爐EBT特點，控制鋼液進入鋼包2/3~3/4時，加 Si、Μη、Α1脫氧，再加低Ti高碳鉻鐵合金； 出鋼過程吹A(chǔ)r攪拌。鋼液隨后在精煉爐LF中補加低鈦鉻鐵合金精煉，低鈦鉻鐵合金中Ti 含量低于0. 12%。最后調(diào)整精煉渣組分，強化吸附鋼液中Ti元素。利用本發(fā)明制得的高碳 鉻軸承鋼GCrl5鋼中Ti含量為0. 0016~0. 0027%。該專利的核心是使用低鈦合金降低軸 承鋼鈦含量，但是低鈦合金價格昂貴，生產(chǎn)不經(jīng)濟。
[0006] 專利CN102634732B "一種高碳鉻軸承鋼的冶煉方法"公開的方法是采用精煉過 程鈦含量控制、精煉換渣和弱攪拌加碳化稻殼對渣系和夾雜物控制，以解決鋼中非金屬夾 雜物中B類非金屬夾雜物分布和聚集現(xiàn)象。包括：EAF爐配料控制熔清[S] < 0.030% ; EAF爐出鋼嚴禁氧化渣流入鋼包，使用低Ti合金；LF爐在線渣樣分析（進LF爐分析1、吊 包前），LF爐畢倒渣前根據(jù)渣樣分析使用矽石控制低堿度渣，堿度2. 0~3. 0 ;VD爐真空處 理畢在線澄樣分析，定氫力爭< L 5ppm，不得> 2. Oppm ;VD爐真空處理畢合蓋弱攪拌15~ 20分鐘；模鑄采用"FZ-2"保護渣，澆畢加進口發(fā)熱劑。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)發(fā)藍斷口試驗測量， 鋼中低倍夾雜的含量< 2. 5mm/dm2長度，單個夾雜的最大長度< 3mm ;B類夾雜物粗系評級 < 1.0。該專利對鈦的控制采用的是使用低鈦合金的方法，但是低鈦合金價格昂貴，生產(chǎn)不 經(jīng)濟。
[0007] 專利CN103911489A "一種去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料及其應(yīng)用"，涉及一種 去除軸承鋼鋼液中鈦的合成渣料及其應(yīng)用，合成渣料成分包括：55wt%~75wt%的MnO， 25wt%~45wt%的Si02。本發(fā)明在電爐內(nèi)噴吹以上配方的合成渣能吸附Ti0 2、MnO、SiO2 夾雜，氧化鈦經(jīng)渣料溶解吸附上浮到電爐渣中，提高鋼液純凈度。本發(fā)明采用無渣出鋼操作 后，鋼包頂渣中的氧化鈦含量很低，可以極大的降低回鈦量，精煉過程中鋼水增鈦量微量。 此專利公開的是在電爐內(nèi)噴吹合成渣吸附TiO 2的方法，該方法使用復(fù)雜，在使用轉(zhuǎn)爐冶煉 時難度大。
[0008] 本領(lǐng)域需要解決目前高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)過程中，鈦含量難以控制，以及控制鈦含 量成本高，工藝復(fù)雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，目前高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)過程中，鈦含量難以控制，以 及控制鈦含量成本高，工藝復(fù)雜等問題。
[0010] 解決該技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種新的高碳鉻軸承鋼生產(chǎn)方法。該方法包括 以下步驟：
[0011] a、含釩鈦鐵水在提釩轉(zhuǎn)爐經(jīng)提釩、脫鈦、脫磷處理后得到半鋼；
[0012] b、半鋼兌入煉鋼轉(zhuǎn)爐，加入少量造渣材料進行吹氧煉鋼操作，終點前加入普通鉻 鐵并補吹，得到低鈦的含鉻鋼水；
[0013] c、出鋼。
[0014] 進一步的，在步驟c出鋼過程根據(jù)需要進行硅、錳合金化，并經(jīng)爐外精煉后得到合 格的高碳鉻軸承鋼鋼水，最后進行澆注。
[0015] 其中，上述方法步驟步驟（a)中進行提釩、脫鈦、脫磷處理加入的造渣材料包括活 性石灰、高鎂石灰以及復(fù)合造渣劑，加入量為活性石灰16~24kg/t，高鎂石灰10~15kg/ t，復(fù)合造澄劑5~10kg/t。
[0016] 其中，上述方法步驟（a)中提釩吹氧操作中，供氧壓力為0. 7~0. 8MPa，供氧強度 為1. 8~2. 6m3/min. t。造澄材料開吹時就開始加入，3min內(nèi)加完，吹氧時間控制在6~ 8min〇
[0017] 其中，上述方法步驟（a)中經(jīng)提釩、脫鈦、脫磷處理后得到的半鋼成分為碳質(zhì)量百 分含量為3. 01~3. 37%，磷質(zhì)量百分含量為0. 034~0. 046%，鈦質(zhì)量百分含量不超過 0· 008% ;溫度 1423 ~1466°C。
[0018] 其中，上述方法步驟（b)中加入的造渣材料包括活性石灰、高鎂石灰以及復(fù)合造 渣劑，加入量為活性石灰10~15kg/t，高鎂石灰15~20kg/t，復(fù)合造渣劑12~18kg/t。
[0019] 其中，上述方法步驟（b)中加入的普通鉻鐵合金的加入量為26~30kg/t。所述普 通鉻鐵合金由60%~70%的鉻、0. 3%~0. 5%的鈦、余量的鐵以及不可避免的雜質(zhì)元素組 成。
[0020] 其中，上述方法步驟（b)中加普通鉻鐵的時機為供氧7~9min，加入普通鉻鐵后的 補吹時間控制在〇. 5~I. 2min。
[0021] 其中，上述方法步驟（b)中煉鋼吹氧操作中，供氧壓力為0· 8~0· 9MPa，供氧強度 為 3. 2 ~4m3/min. t〇
[0022] 其中，上述方法步驟（b)中得到低鈦的含鉻鋼水碳質(zhì)量百分含量為0.2%~ 0. 35%，鉻質(zhì)量百分含量為1. 38%~1. 51%，鈦質(zhì)量百分含量為0. 0011%~0. 0021%，溫 度 1634 ~1661°C。
[0023] 進一步的，上述方法步驟（a)、步驟（b)中加入的造渣材料中的活性石灰主要包括 86~92wt %重量的CaO以及不可避免的雜質(zhì)元素；高鎂石灰主要包括40~50wt %重量 的Ca0、35~45wt%重量的MgO以及不可避免的雜質(zhì)元素；復(fù)合造渣劑主要包括Si02、Mn0、 鐵氧化物以及不可避免的雜質(zhì)元素，其中，SiO 2的重量為復(fù)合造渣劑重量的45~65wt%， MnO的重量為復(fù)合造渣劑重量的4~6wt %，鐵氧化物的重量為復(fù)合造渣劑重量的25~ 35wt%。
[0024] 此外，上述方法步驟（C)中的出鋼過程硅、錳合金化，所述鋼水合金化的方法可以 為本領(lǐng)域常規(guī)的各種合金化方法，例如，通過向鋼水中加入硅鐵、錳鐵合金等進行鋼水的 Si、Mn合金化，所述硅鐵合金中硅含量可以為70~75wt %，錳鐵合金中錳含量可以為70~ 80wt % ;所述娃鐵合金的加入量可以為4~5kg/t，所述猛鐵合金的加入量可以為4. 5~ 6kg/t〇
[0025] 而且，上述方法步驟（c)中爐外精煉的方法可以為本領(lǐng)域中常規(guī)的爐外精煉方 法，例如，將出鋼后的鋼水運至LF、RH工序進行爐外精煉處理，并進行鋼水成分微調(diào)，得到 合格的高碳鉻軸承鋼鋼水，最后進行澆注。
[0026] 本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用簡便的轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝冶煉， 可以不使用低鈦鉻鐵（鈦含量不超過0.1%)，而使用普通鉻鐵（鈦含量0.4%)。一般來 說，兩者市場價格相差3000元/噸以上。本發(fā)明方法將高碳鉻軸承鋼中鈦含量控制在30ppm 以內(nèi)，將碳含量控制在〇. 2 %~0. 35 %，確保磷含量在0. 02 %以內(nèi)，同時鉻鐵的鉻收得率可 達75%以上。為高碳鉻軸承鋼的生產(chǎn)提供了一種新的有效重要途徑同時還具有很好的經(jīng)濟 效益。
【具體實施方式】
[0027] 具體來講，本發(fā)明的方法可以采用如下工藝步驟來實施：
[0028] 步驟（a):含釩鈦鐵水在提釩轉(zhuǎn)爐經(jīng)提釩、脫鈦、脫磷處理后得到半鋼，半鋼中碳 質(zhì)量百分含量為3. 01~3. 37%，磷質(zhì)量百分含量為0. 034~0. 046%，鈦質(zhì)量百分含量不 超過 0· 008%，溫度 1423 ~1466 °C。
[0029] 一般來說，步驟a中使用的含釩鈦鐵水的應(yīng)滿足主要成分為表1所示。
[0030] 表1含釩鈦鐵水成分及溫度要求（質(zhì)量百分含量）
[0032] 步驟（a)中，加入的造渣材料包括活性石灰、高鎂石灰以及復(fù)合造渣劑，加入量為 活性石灰16~24kg/t，高鎂石灰10~15kg/t，復(fù)合造澄劑5~10kg/t。
[0033] 步驟（a)中，提釩吹氧操作供氧壓力為0·