一种轴承钢的冶炼工艺、生产方法以及轴承钢技术

本发明专利技术涉及一种轴承钢的冶炼工艺、生产方法以及轴承钢，通过冶炼工艺对轴承钢中的夹杂进行控制，采用Cr含量不小于75%的低钛铬铁作为原料，电炉冶炼出钢前一次性加入AL脱氧；采用纯度大于95%的高纯度碳化硅脱氧；真空炉脱气后钢液静置时间不小于10min；采用中间包稳流器、氧化钙含量不小于50%的覆盖剂作为中包覆盖剂、氧化钙含量不小于34%的保护渣作为中包保护渣。最终获得了，A类粗杂质含量≤1.0%；A类细杂质含量≤1.0%，B类粗杂质含量≤0.5%； B类细杂质含量≤0.5%，D类粗杂质含量≤0.5%； D类细杂质含量≤0.5%，C类粗杂质含量为零，C类细杂质含量为零，DS类杂质≤1.0%的轴承钢，大大降低了各类夹杂的含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轴承钢的冶炼工艺、生产方法以及GCr15轴承钢，属于轴承钢生产制造

技术介绍
轴承钢品质的高低主要取决于钢坯的纯净度，即钢中非金属夹杂物的含量。影响轴承钢纯净度的微观非金属夹杂物分为ABCD和DS类，其中A类为硫化物类夹杂，B类为氧化铝类夹杂，C类为硅酸盐类夹杂，D类为球状氧化物类夹杂，DS类为单颗粒球状类夹杂，此外，还包括浇铸过程中卷入的中包覆盖剂或结晶器保护渣等宏观夹杂物。一般轴承钢对硫元素的含量要求在较低范围，钢水中硫化物生成较少，因此A类夹杂物不易超标；另外轴承钢冶炼均采用碱性渣系，硅酸盐类夹杂物基本被完全中和，因此C类夹杂物含量也很低。易超标的夹杂物为B类、D类和DS类，其中B类多为单纯Al2O3夹杂，D类多为Al2O3、TiN等复合型夹杂，DS类多为钙铝酸盐复合型夹杂物。现有轴承钢生产工艺主要包括原料准备阶段、冶炼阶段以及加热轧制阶段，其中，冶炼阶段依次包括电炉冶炼的步骤；精炼炉精炼的步骤；真空炉冶炼的步骤以及连续浇铸的步骤。现有工艺在冶炼中引入含钛钢种的钢包，使得轴承钢中引入大量的Ti元素，使得TiN夹杂的含量增大；并且，脱氧后，钢液中留存有大量的Al2O3，造成Al2O3夹杂无法被剔除；另外，大量宏观夹杂物由钢渣混入钢液中，钢液中还含有大量钙铝酸盐杂质，从而导致B类粗杂质含量不能满足≤1.0%，B类细杂质含量不能满足≤2.0%，D类粗杂质含量不能满足≤1.0%，D类细杂质含量不能满足≤1.0%的国际标准要求。上述微观夹杂物以及宏观夹杂物的大量存在，严重降低了轴承钢的纯度，导致钢坯在锻造加工中出现开裂、变形不均，成品使用寿命短等问题。因此，对于夹杂物的控制，尤其是对于B类、D类和DS类非金属夹杂物的控制已经成为轴承钢生产企业面临的重要难题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中轴承钢冶炼工艺造成最终生产出的轴承钢中夹杂物含量高，钢坯锻造过程中出现开裂、变形不均从而使得成品使用寿命短的技术问题，进而提供一种可以明显改善钢坯在锻造过程中的开裂、变形不均等情况，提高成品使用寿命的高纯度轴承钢的冶炼工艺。本专利技术要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的轴承钢生产方法造成生产出的轴承钢中夹杂物含量高，导致钢坯锻造过程中出现开裂、变形不均等情况，从而使得成品使用寿命短的技术问题，进而提供一种可以明显改善钢坯在锻造过程中的开裂、变形不均等情况，提高成品使用寿命的高纯度轴承钢的生产方法。本专利技术要解决的再一个技术问题在于克服现有技术中的轴承钢中夹杂物含量高，导致钢坯锻造过程中出现开裂、变形不均等情况，从而使得成品使用寿命短的技术问题，进而提供一种可以明显改善钢坯在锻造过程中的开裂、变形不均等情况，提高成品使用寿命的高纯度轴承钢。为此，本专利技术提供一种轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤，电炉冶炼步骤，在此步骤中，采用Cr含量不小于75%的低钛铬铁作为原料，电炉冶炼出钢前一次性加入AL脱氧；精炼炉精炼步骤，在此步骤中，采用纯度大于95%的高纯度碳化硅脱氧；真空炉冶炼步骤，在此步骤中，真空炉脱气后钢液静置时间不小于10min；连续浇铸步骤，在此步骤中，采用中间包稳流器，并采用氧化钙含量不小于50%的覆盖剂作为中包覆盖剂，并采用氧化钙含量不小于34%的保护渣作为中包保护渣。在所述电炉冶炼步骤中，采用的所述低钛铬铁包括如下重量分数的具体成分：77-78.2重量份的Cr，9.4-10.4重量份的C,0.9-1.1重量份的Si，0.1-0.15重量份的S，0.04-0.06重量份的P，0.02-0.04重量份的Ti。在所述精炼炉精炼步骤中，采用的高纯度碳化硅包括如下重量份的具体成分：98.1-98.3重量份的SiC，0.07-0.08重量份的Al，0.02-0.04重量份的Ca，0.02-0.04重量份的Ti，0.25-0.28重量份的H20。在所述连续浇铸步骤中，采用的所述中包覆盖剂包括如下重量份的具体成分：4.8-5.8重量份的SiO2，52.5-53.5重量份的CaO，27.8-28.5重量份的Al2O3，4.3-4.8重量份的MgO，0.01-0.03重量份的C，0.1-0.3重量份的H20。在所述连续浇铸步骤中，采用的中包保护渣包括如下重量份的具体成分：34.5-34.8重量份的SiO2，33.7-34.9重量份的CaO，7.3-8.4重量份的Al2O3，2.1-3.4重量份的MgO，10.8-11.2重量份的C，0.6-0.8重量份的FeO，2.2-2.7重量份的MnO。在所述连续浇铸步骤中，浇铸过热度恒定在25-35℃。还包括在出钢后，精炼炉精炼之前，依次加入铝铁、高碳锰铁、Cr含量不小于75%的低钛铬铁、增碳剂、石灰以及TiO2含量不大于0.01%的超低钛合成渣的步骤。所述超低钛合成渣包括如下重量份的具体成分：2.0-2.4重量份的SiO2，51.3-51.7重量份的CaO，30-30.5重量份的Al2O3，5.7-6.1重量份的MgO，0.01-0.02重量份的TiO2，0.09-0.11重量份的水分。本专利技术还提供一种轴承钢的生产方法，包括原料准备工艺、冶炼工艺以及对冶炼之后的钢坯进行加热轧制的轧制工艺，所述加热轧制工艺包括采用加热炉对冶炼形成的钢坯进行加热的步骤，对加热后的钢坯进行轧制的步骤，以及对轧制之后的钢坯进行冷却的步骤，其特征在于，所述冶炼工艺为上述任一项所述的冶炼工艺。在所述冷却步骤中，采用强弱冷却交替的方式使所述钢坯至少经过两段穿水冷却，以使得在特定时间内钢坯的芯部温度与表面温度趋于一致。在所述冷却步骤中，使所述钢坯经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。本专利技术还提供一种轴承钢，采用上述任一项所述的冶炼工艺控制杂质含量，其中，B类粗杂质含量≤0.5%，B类细杂质含量≤0.5%，D类粗杂质含量≤0.5%，D类细杂质含量≤0.5%，以及DS类杂质≤1.0%。一种轴承钢，采用上述任一项所述的冶炼工艺控制杂质含量，其中，A类粗杂质含量≤1.0%，A类细杂质含量≤1.0%，B类粗杂质含量≤0.5%，B类细杂质含量≤0.5%，D类粗杂质含量≤0.5%，D类细杂质含量≤0.5%，C类粗杂质含量为零，C类细杂质含量为零，DS类杂质≤1.0%。一种轴承钢，采用上述任一项所述的生产方法制备得到，包括如下质量百分比的成分：C为0.96-0.98，Si为0.23-0.25，Mn为0.33-0.37，S≤0.005，P≤0.015，Cr为1.48-1.50，Ni为≤0.02，Mo≤0.016，Ti≤0.0019，O≤0.0008，其余为余量元素。一种轴承钢，包括如下质量百分比的成分：C为0.97-0.98，Si为0.24-0.25，Mn为0.35-0.37，S≤0.002，P≤0.015，Cr为1.48-1.49，Ni为≤0.01，Mo≤0.009，Ti≤0.0017，O≤0.0007，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤，电炉冶炼步骤，在此步骤中，采用Cr含量不小于75%的低钛铬铁作为原料，电炉冶炼出钢前一次性加入AL脱氧；精炼炉精炼步骤，在此步骤中，采用纯度大于95%的高纯度碳化硅脱氧；真空炉冶炼步骤，在此步骤中，真空炉脱气后钢液静置时间不小于10min；连续浇铸步骤，在此步骤中，采用中间包稳流器，并采用氧化钙含量不小于50%的覆盖剂作为中包覆盖剂，并采用氧化钙含量不小于34%的保护渣作为中包保护渣。

【技术特征摘要】
1.一种轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤，
电炉冶炼步骤，在此步骤中，采用Cr含量不小于75%的低钛铬铁作为原料，电炉冶炼出钢前一次性加入AL脱氧；
精炼炉精炼步骤，在此步骤中，采用纯度大于95%的高纯度碳化硅脱氧；
真空炉冶炼步骤，在此步骤中，真空炉脱气后钢液静置时间不小于10min；
连续浇铸步骤，在此步骤中，采用中间包稳流器，并采用氧化钙含量不小于50%的覆盖剂作为中包覆盖剂，并采用氧化钙含量不小于34%的保护渣作为中包保护渣。
2.根据权利要求1所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，在所述电炉冶炼步骤中，采用的所述低钛铬铁包括如下重量分数的具体成分：77-78.2重量份的Cr，9.4-10.4重量份的C,0.9-1.1重量份的Si，0.1-0.15重量份的S，0.04-0.06重量份的P，0.02-0.04重量份的Ti。
3.根据权利要求1或2所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，在所述精炼炉精炼步骤中，采用的高纯度碳化硅包括如下重量份的具体成分：98.1-98.3重量份的SiC，0.07-0.08重量份的Al，0.02-0.04重量份的Ca，0.02-0.04重量份的Ti，0.25-0.28重量份的H20。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，在所述连续浇铸步骤中，采用的所述中包覆盖剂包括如下重量份的具体成分：4.8-5.8重量份的SiO2，52.5-53.5重量份的CaO，27.8-28.5重量份的Al2O3，4.3-4.8重量份的MgO，0.01-0.03重量份的C，0.1-0.3重量份的H20。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，在所述连续浇铸步骤中，采用的中包保护渣包括如下重量份的具体成分：34.5-34.8重量份的SiO2，33.7-34.9重量份的CaO，7.3-8.4重量份的Al2O3，2.1-3.4重量份的MgO，10.8-11.2重量份的C，0.6-0.8重量份的FeO，2.2-2.7重量份的MnO。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，在所述连续浇铸步骤中，浇铸过热度恒定在25-35℃。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，还包括在出钢后，精炼炉精炼之前，依次加入铝铁、高碳锰铁、Cr含量不小于75%的低钛铬铁、增碳剂、石灰以及TiO2含量不大于0.01%的超低钛合成渣的步骤。
8.根据权利要求7所述的轴承钢的冶炼工艺，其特征在于，所述超低钛合成渣包括如下重量份的具体成分：2.0-2.4重量份的SiO2，51.3-51.7重量份的CaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔冕，赵文贵，周志伟，刘栋林，徐益峰，俞杰，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，苏州苏信特钢有限公司，江苏苏钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11