宣鋼高碳鉻軸承鋼 GCr15 開發(fā)生產(chǎn)

鄭抗戰(zhàn)

（宣化鋼鐵集團有限責(zé)任公司二鋼軋廠，河北宣化 075100）

摘  要:本文主要介紹宣鋼公司 KR脫硫站-150t 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉—180tLF 爐精煉—180tRH 真空爐—連鑄 165×165mm² 鑄坯（結(jié)晶器電磁攪拌）—三棒軋制的生產(chǎn)流程，以及軸承鋼GCr15 的工藝實踐, 生產(chǎn)工藝過程為:以 150t 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐作為軸承鋼初煉爐, 優(yōu)化出鋼終點溫度和成分，控制下渣量 ，通過合理的吹氬制度去除了更多的夾雜物；LF精煉爐進行進一步去夾雜升溫，脫氧、和合金微調(diào) ；RH在真空度＜100pa，氬氣環(huán)流量≥120m3/h 條件下，純脫氣時間≥20分鐘。最終產(chǎn)品質(zhì)量得到客戶認(rèn)可，我們將進一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐冶煉軸承鋼G Cr15 的優(yōu)質(zhì)，低成本生。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼，脫氧，氮氬切換

1 前言

一般高碳鉻軸承鋼冶煉原料為廢鋼鐵料或兌入部分鐵水,入爐原材料常帶入雜質(zhì)元素(如 Ti 、Ca), 鋼的質(zhì)量不能滿足高壽命的使用要求。宣鋼采用（鐵水+廢鋼）轉(zhuǎn)爐冶煉工藝生產(chǎn)出軸承鋼GCr15。

河鋼集團宣鋼公司根據(jù)自己的設(shè)備和工藝特點，生產(chǎn)出了完全符合客戶要求的軸承鋼，各項性能完全達(dá)標(biāo)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐冶煉軸承鋼的高效、低成本批量生產(chǎn)。

高碳鉻軸承鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 1 .0 %左右 ,宣鋼使用頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鉻軸承鋼面臨著如下的困難 :轉(zhuǎn)爐冶煉操作較快;宣鋼冶煉GCr15 較多的合金加入量，要求轉(zhuǎn)爐有較高的出鋼溫度，但是成分要求終點P必須小于 0.015%,所以操作難度大，給轉(zhuǎn)爐操作帶來一定技術(shù)要求，首先轉(zhuǎn)爐作為第一冶煉環(huán)節(jié)，下表為轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)。

表 1 宣鋼 150 噸轉(zhuǎn)爐主要技術(shù)參數(shù)

宣鋼 150 噸轉(zhuǎn)爐有國內(nèi)比較先進的副槍自動煉鋼設(shè)備，在冶煉過程中，使用副槍可在不中斷吹煉或不倒?fàn)t的狀態(tài)下，去獲取轉(zhuǎn)爐熔池的各種所需要的信息，例如：溫度、碳含

量、氧含量、熔池高度及取出熔池鋼樣。這樣便可以借助轉(zhuǎn)爐計算機對吹煉所需要的氧量和冷卻劑的添加量進行計算，調(diào)整系統(tǒng)的各種參數(shù)，以達(dá)到命中終點碳、溫度的目標(biāo)值。轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)指標(biāo)如下表。

表 2 轉(zhuǎn)爐終點要求

由于軸承鋼GCr15 對成分P要求較低，所以轉(zhuǎn)爐終點出鋼擋渣是一項非常重要的舉措，宣鋼 150 噸轉(zhuǎn)爐使用用無縫式擋渣帽擋前期渣，出鋼后期采用自動擋渣塞車，實行精確定位，有效的杜絕了轉(zhuǎn)爐出鋼下渣，控制渣層≤50 mm，避免LF精煉爐回P。

3 LF 精煉工藝

表 3 宣鋼 LF 爐主要參數(shù)

LF 精煉主要靠合適的精煉渣和合理的吹氬制因此,工藝過程中進行了渣系的設(shè)計和吹氬制度的優(yōu)化。

3.1  LF 精煉渣系控制

精煉渣保持FeO 含量低于 1 .0%的前提下提高堿度，確保鋼水較低的氧含量和有效地脫硫，LF 終點硫控制在 0.015%以下 ，符合軸承鋼關(guān)于硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 0 .025 %以下的標(biāo)準(zhǔn)。 精煉前期取第一樣控制Al=0.020--0.030%。.LF 鋁含量調(diào)整次數(shù)只允許一次。加強造白渣操作，保證白渣時間≥30 分鐘，精煉渣的流動性良好精煉出站前 25min 禁止使用鋁粒脫氧，以使鋼中鋁逐漸降低到出站要求。渣系中保持了較高的 Al2 O3 含量,以保證與脫氧產(chǎn)物有一致的組分 ,易于結(jié)合成低熔點的化合物,具有較強的吸收鋼液中 Al2 O3 的能力, 起到了較好的脫氧作用。

3.2 鋼包氬精煉

LF 鋼包精煉吹氬過程氧化夾雜物可以通過二種途徑與鋼液分離 ：靜止鋼液中上浮過程，通過氬氣泡的浮選作用與鋼液分離。然而夾雜物在鋼液中上浮，速度慢，時間長、所以合理的吹氬制度是保證 LF 精煉效果和節(jié)奏的關(guān)鍵。宣鋼目前下 LF 精煉結(jié)束后的軟吹時間控制以 15 min 左右, 軟吹壓力控制在 0.2 ～ 0.3 M Pa ,流量 0.10 ～ 0.25 m3 /min ,可達(dá)到較好效果。

4 RH真空精煉爐

真空槽下部設(shè)有上升管和下降管，當(dāng)浸漬管插入鋼水后，真空泵開始抽真空，大氣與真空槽之間形成壓差，鋼液就從浸漬管上升到與壓差相等的高度。與此同時，從上升管下部三分之一處吹入驅(qū)動氣體（Ar或N2）,該氣體由于受熱膨脹，氣泡體積成倍增加，使鋼也比重變小，并驅(qū)動鋼液上升，使其像噴泉一樣向真空槽噴出。隨著氣泡的破裂，鋼水成為細(xì)小的液滴，是脫器表面積大大增加（20～30 倍），加速了脫氣過程。氣體自鋼液內(nèi)析出被抽走，而脫氣后的鋼水由于重量的差異，經(jīng)下降管返回鋼包。未經(jīng)脫氣的鋼液又不斷從上升管進入真空槽，從而形成連續(xù)循環(huán)過程凈化鋼水。

表4 RH 真空精煉爐冶煉參數(shù)

高真空度下，使鋼水經(jīng)過 5～8 次以上的循環(huán)約 10～20 分鐘。然后經(jīng)合金微調(diào)后結(jié)束處理。經(jīng)過本處理，檢驗鋼中w[H]， 統(tǒng)計爐數(shù) 36 爐 RH 處理前鋼中w[H]波動范圍(3.2～4.6)×10-6，處理后使鋼水[H]≤2ppm，RH處理前鋼中w[0]波動范圍(4～13)×10-6， RH 平均脫氧率 48.23%。經(jīng)處理后氧含量在 10ppm以下，溫降約 30～35℃。

5 連鑄控制

宣鋼采用了全程保護澆注防止中間包、結(jié)晶器鋼液面與空氣直接接觸吸氧，液面卷渣等造成二次氧化。鋼包加蓋和鋼水出站加覆蓋劑防止二次氧化，大包長水口采取氬氣保護澆注，中間包覆蓋劑可以防止鋼水在中間包內(nèi)的二次氧化；浸入式水口和結(jié)晶器保護渣可以防止鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的二次氧化，另外，為了有效控制鋼的低倍質(zhì)量 ,加強了連鑄中包過熱度的控制，過熱度控制在 35 ℃以內(nèi)，確保恒拉速澆鋼。

6 結(jié)論

1）宣鋼采用副強自動煉鋼技術(shù)大大提高終點命中率，轉(zhuǎn)爐控制下渣量≤50 mm。

2）LF 采用高堿度CaO-SiO2-A l2O3 渣系進行鋼包精煉處理實現(xiàn)了較好的脫硫和脫氧效果，合理的吹氬制度去除更多夾雜物。

3）連鑄機采用了全程保護澆注 ,有效地防止了二次氧化,保證鋼坯質(zhì)量。

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