CN116287550A - 一种添加稀土合金改善轴承钢中b类夹杂物形貌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，包括：入炉铁水中[S]<0.003％,采用双渣冶炼，挡渣及留渣出钢，转炉钢水中[AlS]：0.02％‑0.05％，精炼采用高碱度(R:5‑7)精炼渣，合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％.本发明在精炼期采用稀土合金处理钢液，使轴承钢中以Al2O3基体及团簇状MgO·Al2O3基体的B类夹杂物从不规则的脆性夹杂物演变为椭球状或球状稀土类ReS，ReSO、ReAl2O3塑性夹杂物，并促进轴承钢中夹杂物尺寸细化，提高轴承钢的质量。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法。
背景技术
对轴承钢来说，B类夹杂物主要是A l2O3基夹杂物，此外还含有部分团簇状MgO·Al 2O3夹杂.这类脆性夹杂物熔点高、硬度大，不规则，常被捕集在钢的枝晶间，或从钢材表面的某些部位伸展到基体深部，在轧制温度下无法变形，使得钢材在夹杂物处产生裂纹，严重影响了轴承钢的疲劳寿命。利用稀土在低氧环境下过强的氧化性，对钢液进行改质处理，生成的稀土硫氧化物R2O3、Re2S3、Re2O2S、ReA l O3界面能低，润湿性好，在钢液中不易聚集长大，易于呈细小颗粒弥散分布在基体中，使得夹杂物分布更加均匀，尺寸更加细小，从而提高洁净度轴承钢的质量。
文献1：一种减少轴承钢中大尺寸夹杂物的转炉出钢冶金工艺，该出钢冶金工艺具体为：控制转炉终点钢水的含碳量和温度；并对钢包预热至一定的温度；在出钢过程中在预定的时间段以一定的方式分别加入铝合金、其他合金和复合渣料，并控制底吹搅拌和钢水的落点；出钢结束后，继续进行底吹搅拌，促进钢渣成分、温度均匀和夹杂物上浮，实现了大尺寸夹杂物数量减少到原来的50％以下，总面积减少到原来的20％以内，最终很好地控制了轴承钢中大尺寸夹杂物的尺寸和数量。
文献2：本发明属于炼钢冶炼技术领域，特别涉及一种全塑性夹杂物的轴承钢造渣工艺控制方法。在LF精炼前期使用碳化硅脱氧，以硅脱氧代替传统铝脱氧；精炼后期加入石英砂变渣，控制顶渣碱度变化实现夹杂物塑性化，避免成品中出现D(粗)和DS类夹杂物，同时将B类夹杂物控制在<0.5级；精炼过程中加入合金调整成分，调渣定氧，使轴承钢的T[0]小于l Oppm。
文献3：本发明属于炼钢冶炼技术领域，特别涉及一种有利于控制夹杂物的轴承钢冶炼工艺。通过一种全新的硅脱氧代替传统铝脱氧的轴承钢冶炼工艺，通过合适的顶渣碱度变化实现夹杂物塑性化，避免出现D(粗)和DS类夹杂物，同时B类夹杂物控制在≤0.5级，该工艺生产的轴承钢，化学成分满足轴承钢国标要求，轧材T[O]小于l0ppm。
发明内容
本发明的目的是提供一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，在精炼期采用稀土合金处理钢液，使轴承钢中以Al2O3基体及团簇状MgO·Al2O3基体的B类夹杂物从不规则的脆性夹杂物演变为椭球状或球状稀土类ReS，ReSO、ReAl2O3塑性夹杂物，并促进轴承钢中夹杂物尺寸细化，提高轴承钢的质量。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，包括：入炉铁水中[S]<0.003％,采用双渣冶炼，挡渣及留渣出钢，转炉钢水中[Al S]：0.02％-0.05％，精炼采用高碱度(R:5-7)精炼渣，合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％。
进一步的，具体包括：
第一步：轴承钢工艺流程为：铁水脱硫-转炉(BOF)—钢包精炼炉(LF)—真空脱气(VD)—连铸(CC)-轧制；
第二步：要求铁水中[S]<0.003％；高拉碳出钢(C>0.25％)，双渣冶炼、滑板挡渣(渣层厚度<5mm),留渣出钢，转炉钢水中[Al S]：0.02％-0.05％；
第三步：LF精炼采用石灰、碳化硅>70％及铝粒进行脱氧，精炼渣采用流动性好，熔点低，碱度高R：5-7；严格控制合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％；
第四步：在VD真空精炼前加入稀土镧-铈合金,，稀土La+Ce的加入量为0.4～0.7kg/t；VD真空精炼破空后，采用弱搅拌小流量的吹氩方式，软吹时间≥20mi n，保证夹杂物有充分的变性及上浮时间；
第五步：连铸全程保护浇注，防止二次氧化造成的絮流。
进一步的，合金品位La、Ce混合稀土占比为28-32％，铝28-32％，其余为Fe。
进一步的，合金品位La、Ce混合稀土占比为30％，铝30％，其余为Fe。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
抑制了轴承钢中Al2O3基体夹杂物及团簇状MgO·Al2O3夹杂的形成，使其形貌由脆性不规则演变为塑性椭球状或球状，其夹杂物尺寸在控制在5μm以下。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为未添加La-Ce稀土合金形貌图；
图2为添加La-Ce稀土合金形貌图。
具体实施方式
一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，具体包括：
第一步：轴承钢工艺流程为：铁水脱硫-转炉(BOF)—钢包精炼炉(LF)—真空脱气(VD)—连铸(CC)-轧制。
第二步：要求铁水中[S]<0.003％；高拉碳出钢(C>0.25％)，双渣冶炼、滑板挡渣(渣层厚度<5mm),留渣出钢，转炉钢水中[AlS]：0.02％-0.05％。
第三步：LF精炼采用石灰、碳化硅>70％及铝粒进行脱氧，精炼渣采用流动性好，熔点低，碱度高R；5-7。严格控制合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％。
第四步：在VD真空精炼前加入稀土镧-铈合金,合金品位La、Ce混合稀土占比约为30％，铝约30％，其余为Fe，稀土La+Ce的加入量为0.4～0.7kg/t；VD真空精炼破空后，采用弱搅拌小流量的吹氩方式，软吹时间≥20mi n，保证夹杂物有充分的变性及上浮时间。
第五步：连铸全程保护浇注，防止二次氧化造成的絮流。
本发明抑制了轴承钢中Al2O3基体夹杂物及团簇状MgO·Al2O3夹杂的形成，使其形貌由脆性不规则演变为塑性椭球状或球状，其夹杂物尺寸在控制在5μm以下。
通过对比分析VD前未添加La-Ce稀土合金和添加La-Ce稀土合金的轴承钢中夹杂物的大小及形貌发现，未含添加La-Ce稀土合金氧化物的钢中非金属夹杂物呈形貌为球形、团簇形、条形等不规则的大颗粒Al、Mg、Ca的氧化物形貌，而添加La-Ce稀土合金氧化物的轴承钢中钢中非金属夹杂物呈颗粒细小的La、Ce、Ca、Al、Mg球形或椭球形复合夹杂物，图1、图2分别是VD后添加及未添加稀土合金的钢中夹杂物的对比图。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，其特征在于：包括：入炉铁水中[S]<0.003％,采用双渣冶炼，挡渣及留渣出钢，转炉钢水中[AlS]：0.02％-0.05％，精炼采用高碱度(R:5-7)精炼渣，合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％。
2.根据权利要求1所述的添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，其特征在于：具体包括：
第一步：轴承钢工艺流程为：铁水脱硫-转炉—钢包精炼炉—真空脱气—连铸-轧制；
第二步：要求铁水中[S]<0.003％；高拉碳出钢(C>0.25％)，双渣冶炼、滑板挡渣(渣层厚度<5mm),留渣出钢，转炉钢水中[AlS]：0.02％-0.05％；
第三步：LF精炼采用石灰、碳化硅>70％及铝粒进行脱氧，精炼渣采用流动性好，熔点低，碱度高R：5-7；严格控制合金中[N]<400PPM，要求LF精炼后钢中[S]<0.002％，[Ca]<0.0002％,渣中[FeO]+[MnO]<0.5％；
第四步：在VD真空精炼前加入稀土镧-铈合金,，稀土La+Ce的加入量为0.4～0.7kg/t；VD真空精炼破空后，采用弱搅拌小流量的吹氩方式，软吹时间≥20min，保证夹杂物有充分的变性及上浮时间；
第五步：连铸全程保护浇注，防止二次氧化造成的絮流。
3.根据权利要求2所述的添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，其特征在于：合金品位La、Ce混合稀土占比为28-32％，铝28-32％，其余为Fe。
4.根据权利要求3所述的添加稀土合金改善轴承钢中B类夹杂物形貌的方法，其特征在于：合金品位La、Ce混合稀土占比为30％，铝30％，其余为Fe。
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