轴承钢质量控制工艺实践

软吹的目的及工艺原理。

目的:进一步去除钢中的夹杂物、均匀温度成分,去除有害气体。

原理:利用氩气的气流和钢液上升过程中,将钢中夹杂物带到钢液表面,让溶渣吸附夹杂物;夹杂物靠自身的浮力上浮,在尺寸上是有限制的,一般小于30um的小夹杂物是需要长时间的沉淀才能上浮,在生产中是不可取的。通过氩气气泡的内真空可以保证这类尺寸夹杂物吸附并很快带到表面。

软吹时间与夹杂物的关系:实践证明软吹时间太短,不能去除小于30um的夹杂物。一般来讲时间越长钢中的夹杂物尺寸越小,但软吹时间过长,对于去除夹杂物有利,但对于钢液吸气又带来不利。

氩气流量的大小也是影响夹杂物上浮的关键问题:实践得出氩气流量应控制在40~80L/min为宜,而且以不冲破渣面为原则,如果冲破渣面会使钢水造成二次氧化,会形成大颗粒的夹杂物。如果氩气太小夹杂物就没有动力碰撞,它就会弥散在钢水中就不能充分碰撞长大上浮,不能形成一定体积,(因为夹杂物的受力只有:自身张力、浮力、和粘滞力就是和周围钢水的摩擦力)要上浮的话必须相互摩擦碰撞长大后,待浮力大于夹杂物与钢水之间的粘滞力时,才能上浮到钢水表面被渣子吸附,所以要有合适的氩气流量才能达到目的。并且钢水表面的氩气蠕动圈应在100~ 150mm为宜。

3.VD炉真空脱气吹氩搅拌

在VD真空脱气条件下,吹氩搅拌对炉渣与钢液之间的反应对非金属夹杂物的碰撞、长大及上浮的影响更为显著。实践证明,VD保压时间≥15分钟,真空度≤67Pa,搅拌强度的确定原则是:不使钢包耐材因过度冲刷而剥落污染钢液,不使炉渣卷入钢液中而来不及上浮,所以上VD炉对于进一步去除夹杂物起着至关重要的作用。以下表格对比了上VD与不上VD炉夹杂物含量多少的对比。

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5.耐火材料

冶炼高纯净轴承钢,全程吹氩搅拌下的高温摩擦,对于钢液直接接触的钢包、中间包、浸入式水口和塞棒等所用的耐火材料要求很高,其组成及质量会直接影响钢水的纯净度,应使用耐火度高、抗氧化性强的耐火材料,中间包涂层采用高氧化镁材料,连铸水口为含高氧化锆的材料。

2011年11月上旬与下旬生产的轴承钢中的夹杂物有了明显的减少,二炼钢在工艺上尤其在连铸的全程保护上下了功夫,严格控制ALs比值完善吹氩工艺,采用VD真空精炼等等一系列严格的工艺措施,使我公司的轴承钢夹杂物的水平满足高纯净轴承钢技术要求,为本公司产品开发奠定了坚实的基础。

[1]王雅贞,张 岩,刘术国.连续铸钢工艺及设备.北京:冶金工业出版社,2005

[2]刘嘉禾,关玉龙.中国金属学会.特殊钢杂志社,2008