國(guó)外軸承鋼的冶煉生產(chǎn)流程，硬貨！漲姿勢(shì)！

2017-08-02 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

軸承鋼冶煉電爐流程即電爐—爐外精煉—連鑄或模鑄—軋制;轉(zhuǎn)爐流程即高爐—鐵水預(yù)處理—轉(zhuǎn)爐爐外精煉—連鑄—軋制;特種冶煉方法即真空感應(yīng)爐(VIM)—電渣重熔(ESR)—軋制或鍛造。

典型的軸承鋼生產(chǎn)流程

瑞典SKF:100t EF—ASEA-SKF—IC,生產(chǎn)?12-32mm棒線材、外徑90-200mm及外徑55-110mm鋼管;
日本山陽(yáng):廢鋼預(yù)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(chǎn)?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(yù)熱——90tEAF——LF——RH——CC(370mm×480mm);
日本神戶:高爐——鐵水預(yù)處理——80tLD-OTB頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐——除渣——ASEA-SKF鋼包精煉——連鑄(2流立彎型,300mm×430mm),生產(chǎn)?18-105mm棒線材;
日本川崎:高爐——鐵水預(yù)處理——轉(zhuǎn)爐——鋼包精煉——真空——連鑄(4流400mm×560mm);
日本住友:高爐——轉(zhuǎn)爐——VAD/RH——連鑄/模鑄(410mm×560mm),棒線材;
日本新日鐵:高爐——轉(zhuǎn)爐——LD轉(zhuǎn)爐——LF鋼包精煉——RH——連鑄,生產(chǎn)?19-120mm棒線材;
日本愛(ài)知制鋼:EAF——鋼包精煉——RH——連鑄,生產(chǎn)?16-100mm棒線材;
德國(guó)克虜伯:110t UHP- EAF——鋼包冶金——連鑄(6流260mm×330mm),生產(chǎn)?28-80mm棒線材。

國(guó)外軸承鋼的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

■爐子大型化;無(wú)渣出鋼;Al脫氧;真空或非真空條件下長(zhǎng)時(shí)間攪拌;高堿度渣精煉;連鑄。
■相關(guān)技術(shù)體現(xiàn)在:鋼包耐火材料的堿性化及鋼包和中間薄的高溫預(yù)熱。
■具體精煉技術(shù)體現(xiàn)在:初煉鋼液的低氧化和低溫化;初煉爐出鋼的鋼渣分離;精煉渣的合成化和液相化以及在線分析化;鋼液精煉的模型化(包括吹氬攪拌的流量、時(shí)間以及吹氬位置);鋼包澆鋼的出渣;溫度和成分以及鋁脫氧工藝的過(guò)程控制。
■連鑄技術(shù)體現(xiàn)在:鋼包和中間包的留鋼;鋼流澆注氣氛的惰性化和防堵;中間包鋼水的大容量化;中間包鋼水流動(dòng)的最優(yōu)化;結(jié)晶器鋼液面的穩(wěn)定;連鑄坯的大型化;二冷噴霧的均勻;電磁攪拌的多極化;輕壓下技術(shù)。

軸承鋼生產(chǎn)的基本條件

■大容量初煉爐,保證鋼水低磷,成份溫度合格,實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出鋼;
■具備加熱、真空、合金微調(diào)的精煉裝置,最大限度脫除氧、氫等氣體。保護(hù)澆鑄防二次氧化;
■采用多極組合電磁攪拌和輕壓下技術(shù),保證鋼坯的中心質(zhì)量,減少中心偏析;
軋機(jī)均為無(wú)扭無(wú)張力高速軋機(jī)軋制,保證軋材尺寸精度和表面質(zhì)量;
■國(guó)產(chǎn)軸承鋼精煉比已經(jīng)達(dá)到100%,平均氧含量已達(dá)到8×10-4%,好的達(dá)到4×10-4%,但是與瑞典SKF、日本山陽(yáng)等先進(jìn)的廠家相比,在鋼中微量雜質(zhì)元素含量、表面質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定性方面仍有差距。如鈦含量偏高,普遍在0.003%以上;
■我國(guó)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。

電弧爐流程冶煉軸承鋼

■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(cè)溫——供電造渣——脫氧和脫硫——調(diào)整成分——測(cè)溫——VD工位——真空精煉——喂線(鋁脫氧或鈣處理,底吹氬結(jié)束)——連鑄平臺(tái)測(cè)溫——連鑄機(jī)澆鑄。中心任務(wù):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(wù):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(dòng)流渣,偏心地出鋼,留渣留鋼。出鋼時(shí)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(diào)整成分,控制合適的澆注溫度。軸承鋼的中心任務(wù):脫氧!
■LF加熱前,用鋁對(duì)鋼液沉淀脫氧,然后加熱、調(diào)整鋼液成分、調(diào)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(guò)大,鋼渣反應(yīng)過(guò)分激烈和鋼液對(duì)耐火材料沖刷嚴(yán)重,氧化物和鈦化物進(jìn)入鋼液;過(guò)小鋼液溫度、成分以及鋼渣反應(yīng)都不均勻,不充分,脫氧產(chǎn)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(guò)程中基本穩(wěn)定,同時(shí)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(xù)脫氧、利用氬氣攪拌去夾雜,一般脫氮不明顯;
■進(jìn)入VD前,除去爐渣,降低渣堿度,控制吹氬強(qiáng)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(yīng),脫氧產(chǎn)物充分上浮;
■真空時(shí)間過(guò)短——脫氧產(chǎn)物不能充分上浮;過(guò)長(zhǎng)——耐火材料表層被鋼液長(zhǎng)期沖刷而剝落進(jìn)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(jié)束VD處理前5min,視鋼液含鋁量補(bǔ)充喂鋁線,再進(jìn)行弱攪拌以清洗鋼液;
■連鑄或鑄錠(IC)

轉(zhuǎn)爐煉鋼

■原料條件好,鐵水的純凈度和質(zhì)量穩(wěn)定性均優(yōu)于廢鋼;
■采用鐵水預(yù)處理,進(jìn)一步提高鐵水的純凈度;
■轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳控制水平高,鋼渣反應(yīng)比電爐更趨于平衡;
■轉(zhuǎn)爐鋼氣體含量低;
■連鑄和爐外精煉和工藝水平與電爐相當(dāng)。
■日本和德國(guó)采用不同的生產(chǎn)工藝,區(qū)別——煉鋼終點(diǎn)碳的控制;
■日本——“三脫”預(yù)處理,少渣冶煉高碳鋼技術(shù),生產(chǎn)低磷低氧鋼;
■德國(guó)——轉(zhuǎn)爐低拉碳工藝,保證轉(zhuǎn)爐后期脫磷效果,依靠出鋼是增碳生產(chǎn)軸承鋼。
■鐵水預(yù)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(zhuǎn)爐冶煉:采用高拉碳方法,終點(diǎn)碳w[C]≤0.40%,同時(shí)控制w[P]≤0.010%。廢鋼中配入鋁錳鈦提溫劑——補(bǔ)充終點(diǎn)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(guò)程在包內(nèi)采用高Cr合金、Si-Mn合金、炭粉進(jìn)行合金化和增碳,并進(jìn)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(dá)50%-70%,降低Al類夾雜;與脫氧產(chǎn)物有一致的組分,兩者的界面張力小,易于結(jié)合成低熔點(diǎn)的化合物——較強(qiáng)的吸收Al2O3夾雜能力,消除含CaO的D類夾雜。同時(shí)底吹氬均勻成分、溫度;
■吹氬弱攪拌:根據(jù)參考樣的成分分析,補(bǔ)充高鉻、高錳、炭粉進(jìn)行成分調(diào)整滿足內(nèi)控要求,在溫度高于吊包溫度20-30℃時(shí)進(jìn)行吹氬弱攪拌——夾雜物進(jìn)一步上浮;
■連鑄