【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轴承钢生产领域，尤其涉及一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺。
技术介绍
1、轴承钢广泛应用于军工、航天、交通等各个领域，其对化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格的要求，最新的国家标准gb/t18254-2016中把轴承钢氧含量小于等于9ppm和钛含量小于等于30ppm认为是高级优质钢，为了达到上述要求，目前国内生产高品质轴承钢主要采用铝脱氧工艺，但是由于轴承钢禁止钙处理，铝脱氧工艺会严重影响轴承钢钢水的可浇性，从而造成轴承钢连浇炉数少，只能达到8-12炉左右，生产效率低，生产成本居高不下。之所以禁止钙处理是因为各类夹杂物会严重影响轴承钢的寿命，其中d类和ds类危害性最大，而d类和ds类夹杂大致可分为以下几种：独立钙铝酸盐夹杂物；独立mgo·al2o3夹杂物；(ca，mg，al)×oy复合态夹杂物；外面包有硫化物的复合夹杂物。夹杂物的尺寸对轴承疲劳极限的影响极为明显，尺寸愈大，疲劳寿命愈短。在夹杂物中，大尺寸的钙铝酸盐夹杂物夹杂有害指数最高。钙铝酸盐夹杂物的生成自由焓变化(δg)在炼钢温度下都是负值，在高碱度精炼渣生产的轴承钢中，总能找到钙铝酸盐和镁铝尖晶石夹杂，所以控制钢中的[ca]、[o]含量，对控制钙铝酸盐夹杂物的形成和成分转变有重要意义。
2、对于一般优特钢，当其使用钙处理时，钙处理能有将铝脱氧工艺产生的al2o3夹杂变性为低熔点的铝酸钙的效果，这样就可以减轻高熔点夹杂物粘结水口的现象，但因为轴承钢生产时不允许使用钙处理，产生的al2o3不能得到有
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，尤其适用于生产gcr15高碳铬轴承钢，该生产工艺能够实现轴承钢18-20炉的连浇，同时产品符合低氧、低钛、高纯净度的高级优质钢标准要求。
2、本专利技术的工艺特性如下：
3、1)严格控制原材料中ti含量，防止钛含量过高而导致轴承钢连铸过程析出有害的脆性tin硬质夹杂；
4、2)转炉通过高效脱p、脱ti双渣保碳冶炼工艺，提供低氧、低钛的优质钢水；
5、3)利用连铸铸余回用工艺，促进快速成渣，高效脱硫，在减少连铸下渣风险的同时降低精炼渣料成本；
6、4)精炼过程采用弱渣面脱氧工艺，减少渣中tio2的还原；
7、5)连铸采用异钢种对接技术，消除开浇过程al2o3析出，从而解决后续钢水连浇性问题。
8、本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
9、一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，采用包括50吨顶底复吹转炉、50吨lf精炼炉座、50吨vd炉、五机五流方坯连铸机1台的主体设备进行生产，生产时对原材料进行管控：铁水要求：炼铁禁用含ti块矿，要求铁中ti含量低于0.0020％；各工序中加入的合金要求：需使用低钛合金，其中含钛量要求小于等于0.0020％；所述生产工艺包括依次进行的转炉冶炼、出钢脱氧合金化、lf精炼、vd真空精炼和连铸成型工序步骤，其中，在各工序步骤中，控制如下：
10、1)转炉冶炼工序中，采用转炉高效脱p、脱ti双渣保碳冶炼工艺。因为轴承钢对钢中[o]含量和[ti]含量有着严格要求，所以必须从源头开始管控。该工艺就是通过双渣法以及合理的过程吹炼枪位控制有效去除钢中的p和ti，再通过终点高拉碳保证钢水的低氧化性(转炉冶炼中，钢水中留碳多就可以相应地让氧含量降低)，为后续工艺提供一个低[o]低[ti]的钢水，保证转炉冶炼终点钢中c含量在0.2％-0.45％之间，p含量≤0.010％，ti含量低于10ppm；
11、所述转炉高效脱p、脱ti双渣保碳冶炼工艺具体为：转炉采取转炉渣留渣操作，留渣100％供溅渣护炉和下一炉化渣使用，该操作有利于转炉冶炼前期快速成渣。然后，往转炉中加入铁水、废钢，点火吹炼，火焰正常后1.5min之内分批加入总渣料1/2的石灰和轻烧白云石，形成易于快速脱磷和脱钛且流动性良好的炉渣，此时炉内温度未达1400度以上碳氧反应还没有进入激烈的反应阶段(经研究表明较理想的脱磷温度为1350～1400℃，在此区间易于转炉脱磷，并且也有利于前期钛的氧化)。冶炼到3-4min碳氧反应未进入激烈阶段时进行双渣操作，即将前期造的渣子倒掉部分然后再加新渣，具体为：提枪倒出部分炉渣，把前期氧化的磷和钛倒掉大部分，约2/3-3/4，具体通过转炉摇炉角度来判断，大概是80-83°，倒渣结束后再重新加入剩余的1/2的石灰和轻烧白云石的造渣材料进行造渣，并根据实际情况合理控制枪位，在终点使用高拉碳操作，保证转炉冶炼终点钢中c含量在0.2％-0.45％之间；最终保证转炉冶炼终点钢中c含量在0.2％-0.45％之间。出钢采用挡渣工艺，严禁出钢下渣，防止污染钢水。
12、根据实际情况合理控制枪位和在终点使用高拉碳操作的具体操作为：在重新加入剩余的1/2的石灰和轻烧白云石的造渣材料进行造渣时，根据炉渣融化情况适当提高抢位，让枪位高于液面1.5m以上，以促进炉内feo快速生成，进而促进炉渣融化(feo的生成有助于炉渣融化)，或通过加入适量返矿以提高炉渣feo含量以促进炉渣融化(以炉渣融化情况来判断)。根据碳焰情况合理控制抢位(1.2-1.5m过程化渣枪位)。在冶炼后期2min以内，后期拉碳枪位控制在1.4-1.5m，提高终渣的流动性，同时可提高终点的留碳能力，当碳焰出现轻微收缩，立即提枪倒炉，此时终点c可控制在0.2％-0.45％之间，终点p含量≤0.010％，钢中ti含量低于10ppm。
13、2)出钢脱氧合金化工序中，采用连铸铸余回用工艺：整个轴承钢生产浇次全采用连铸铸余回用工艺，通过控制铸余的回用量以及新渣的补充量保证精炼渣洗的稳定，要求lf精炼过程渣系二元碱度r≥5，ca/al为1.8～2.3，al/si≥2，sio2≤10％。
14、该工艺用于轴承钢的好处：1、连铸留钢操作能有效减少大包卷渣或下渣，减少顶渣对钢水的污染；2、转炉放钢过程促进快速成渣，通过渣洗实现高效脱硫(由此避免在lf过程有过多的脱硫动作，如补加石灰或大氩气搅拌等)；3、低成本性，减少精炼渣料使用。具体地，连铸铸余回用工艺使得精炼渣提前形成，且尽早地形成流动性好、还原性强的精炼渣，利用钢渣混充条件提前脱硫，只需要使用价格低廉的石灰即可，节约了以前需要使用的合成渣料成本，也节约了后期脱硫成本、减少因为后期要脱硫引起的杂质控制难的问题，也节约了工序时间。该种冶炼工艺精炼造渣材料只使用了石灰，之所以可以实现只使用石灰即可，是因为回用的铸余相当于预融渣，补加石灰是为了调节碱度以及增加炉渣脱硫能力，不使用传统工艺的铝酸钙、合成渣等，降低造渣材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，采用包括50吨顶底复吹转炉、50吨LF精炼炉座、50吨VD炉、五机五流方坯连铸机1台的主体设备进行生产，生产时对原材料进行管控：铁水要求：炼铁禁用含Ti块矿，要求铁中Ti含量低于0.0020％；各工序中加入的合金要求：需使用低钛合金，其中含钛量要求小于等于0.0020％；所述生产工艺包括依次进行的转炉冶炼、出钢脱氧合金化、LF精炼、VD真空精炼和连铸成型工序步骤，其中，在各工序步骤中，控制如下：
2.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤1)中，转炉冶炼工序中，所述转炉高效脱P、脱Ti双渣保碳冶炼工艺更具体地控制如下：转炉采取转炉渣留渣操作，留渣100％供溅渣护炉和下一炉化渣使用，然后，往转炉中加入铁水、废钢，点火吹炼，火焰正常后1.5min之内分批加入总渣料1/2的石灰和轻烧白云石；冶炼到3-4min碳氧反应未进入激烈阶段时进行双渣操作，即将前期造的渣子倒掉部分然后再加新渣，具体为：提枪倒出2/3-3/4的炉渣以把前期氧化的磷和钛倒掉大部分，倒渣结束
3.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤2)中的连铸铸余回用工艺的具体操作方式为：连铸大包浇铸末期，即钢水剩余3％-5％时，提前关闭大包停止浇铸，待大包从大包台吊下后，根据留钢量、大包重量以及需要留用的渣量，倒除1/3-2/3炉渣；转炉下一炉出钢前将大包内剩余的钢渣倒入准备好的钢包中，倒入的热态炉渣控制在10-15kg/t之间，同时保持钢包内有合适的氩气大小，以防止堵塞透气砖，氩气流量不大于80m3/min，待转炉放钢至1/3时加入石灰4-6kg/t。
4.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤3)中的LF精炼工序中具体控制如下：
5.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤4)中，在轴承钢生产浇次，要求前2炉浇铸其他需进行钙处理的优质碳素钢或者合金结构钢。
6.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤4)中，所述方坯异钢种连浇工艺中还包括异钢种对接工艺：即通过合理控制过渡时中间包液位，通过塞棒控制制造接痕以便于铸坯划分的不同钢种同中间包过渡工艺，用于对接的钢种为与轴承钢有着类似成分组分的钢种，异钢种成分差距大的取下限，异钢种成分差距小的取上限，以减少对接坯的浪费；
7.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤4)中，所述连铸成型工序中，连铸基本工艺控制如下：
8.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述VD真空精炼工序中，VD工艺控制如下：
9.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述轴承钢为GCr15轴承钢。
...【技术特征摘要】
1.一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，采用包括50吨顶底复吹转炉、50吨lf精炼炉座、50吨vd炉、五机五流方坯连铸机1台的主体设备进行生产，生产时对原材料进行管控：铁水要求：炼铁禁用含ti块矿，要求铁中ti含量低于0.0020％；各工序中加入的合金要求：需使用低钛合金，其中含钛量要求小于等于0.0020％；所述生产工艺包括依次进行的转炉冶炼、出钢脱氧合金化、lf精炼、vd真空精炼和连铸成型工序步骤，其中，在各工序步骤中，控制如下：
2.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤1)中，转炉冶炼工序中，所述转炉高效脱p、脱ti双渣保碳冶炼工艺更具体地控制如下：转炉采取转炉渣留渣操作，留渣100％供溅渣护炉和下一炉化渣使用，然后，往转炉中加入铁水、废钢，点火吹炼，火焰正常后1.5min之内分批加入总渣料1/2的石灰和轻烧白云石；冶炼到3-4min碳氧反应未进入激烈阶段时进行双渣操作，即将前期造的渣子倒掉部分然后再加新渣，具体为：提枪倒出2/3-3/4的炉渣以把前期氧化的磷和钛倒掉大部分，倒渣结束后再重新加入剩余的1/2的石灰和轻烧白云石的造渣材料进行造渣，此时根据炉渣融化情况适当提高抢位，让枪位高于液面1.5m以上，以促进炉内feo快速生成进而促进炉渣融化，或通过加入适量返矿以提高炉渣feo含量以促进炉渣融化；然后根据碳焰情况合理控制抢位，控制1.2-1.5m为过程化渣枪位；最后，在冶炼后期2min以内，后期拉碳枪位控制在1.4-1.5m以提高终渣的流动性并提高终点的留碳能力，当碳焰出现轻微收缩，立即提枪倒炉，出钢采用挡渣工艺，严禁出钢下渣。
3.根据权利要求1所述的一种能实现多炉连浇的低成本高洁净度轴承钢生产工艺，其特征在于，所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔保建，夏振东，张龙，李可伟，王昊，高浩然，
申请(专利权)人：江苏长强钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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