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1、10申请公布号CN104178698A43申请公布日20141203CN104178698A21申请号201410439823422申请日20140901C22C38/44200601C22C38/42200601C22C38/40200601C22C38/22200601C22C38/20200601C22C38/18200601C21C5/52200601C21C7/1020060171申请人山东钢铁股份有限公司地址271104山东省莱芜市钢城区府前街99号72发明人周艳丽徐峰刘娟董萌崔长安时振明吴兵倪友来马传庆石军强74专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人杨磊54发明。
2、名称一种轴承钢的制备方法57摘要本发明涉及一种轴承钢的制备方法。该方法包括冶炼及合金化、连铸、轧制、缓冷等步骤，控制钢的化学成分质量百分比含量为C095105，SI020030，MN030035，MO002005，CR145148，ALS00150035，CU005，S0025，P0025，NI005，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质。本发明生产的轴承钢，钢材全氧含量可稳定控制在8PPM以下，非金属夹杂含量少而分布均匀，铸坯组织均匀性，降低铸坯偏析级别，钢质稳定、抗疲劳性能均好。51INTCL权利要求书2页说明书7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2。
3、页说明书7页10申请公布号CN104178698ACN104178698A1/2页21一种轴承钢的制备方法，包括冶炼及合金化、连铸、轧制、缓冷；控制钢的化学成分质量百分比含量为C095105，SI020030，MN030035，MO002005，CR145148，ALS00150035，CU005，S0025，P0025，NI005，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质；包括步骤如下1冶炼及合金化采用电炉冶炼，终点磷0012，终点碳030，电炉冶炼出钢温度为16001650，出钢时随钢流加入钢芯铝34/吨钢进行预脱氧；LF炉精炼，精炼过程及时调渣，保持白渣精炼，使用石灰、碳化硅、。
4、调渣剂调渣，使得渣系组元控制为CAO4857、SIO2813、AL2O31520、MGO610、FEOMNO20、CAO/SIO24060，LF炉精炼出钢温度为15601600，出钢时铝在00250045之间，溶解氧4PPM；VD炉处理，VD炉真空度67PA，保持时间1520MIN，连铸第一炉上钢温度15101520，其它炉次14951515，VD炉破真空后先加0510KG/吨钢钢包覆盖剂，再加0305KG/吨钢的碳化稻壳进行保温，VD炉处理结束后软吹氩时间1520MIN；2连铸260300坯型拉速控制在045050M/MIN，180220坯型拉速控制在080090M/MIN，钢水过热度控制在。
5、1530，260MM300MM连铸坯结晶器水流量控制在170190M3/H，180MM220MM连铸坯结晶器水流量控制在150170M3/H，二冷比水量025030L/KG，连铸坯进拉矫机温度9501150，结晶器电磁搅拌控制电流300A、频率30HZ，末端电磁搅拌控制电流300A、频率120HZ；3轧制、缓冷冷钢坯在加热炉内停留总时间456小时，其中高温扩散时间2535小时；热钢坯在加热炉内停留总时间355小时，其中高温扩散时间203小时；同支钢坯沿长度方向的温度差2030；开轧温度11001300，终轧温度850940，缓冷时下副冷床温度500600。2根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法。
6、，其特征在于，所述轴承钢，控制钢的化学成分质量百分比含量为C095105，SI020030，MN030035，MO002005，CR145148，ALS00150035，CU005，S0025，P0025，NI005，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质。3根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，所述轴承钢，控制钢的化学成分质量百分比含量为C098，SI026，MN031，MO002，CR146，AL0021，CU005，S0005，P0016，NI005，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质。4根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤1中电。
7、炉冶炼时按废钢和铁水质量比为30406070加入废钢和铁水，加入石灰1624吨/炉，轻烧白云石0204吨/炉，氧枪出口氧气压力12MPA。5根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤1中电炉冶炼时所述调渣剂为铝酸钙；权利要求书CN104178698A2/2页3出钢时加入高碳锰铁0812KG/吨钢调整锰含量、高碳铬铁2022KG/吨钢调整铬含量。6根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤1中LF炉精炼时钢包使用前烘烤，烘烤温度不低于800，钢水到位碳含量控制在085095之间，到位钢水温度15201560；钢包到位调整渣况，白渣保持时间1020MIN取样分析。7根据权利。
8、要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤1中VD炉处理时钢包入VD炉前进行扒渣操作，扒渣量控制在总渣量的1/2。8根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤2中连铸时控制第一炉中间包温度14801495，其他炉次中间包温度控制在14751485之间。9根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤3中冷钢坯的加热温度控制在上加热温度12301260，下加热温度12401260，均热段温度12001220。10根据权利要求1所述的轴承钢的制备方法，其特征在于，步骤3中热钢坯的加热温度控制在上加热温度12101250，下加热温度12401260，均热段温度12001220。
9、。权利要求书CN104178698A1/7页4一种轴承钢的制备方法技术领域0001本发明涉及一种轴承钢的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。背景技术0002轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、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，即非金属夹杂含量少而且分布均匀，并要求碳化物分布均匀，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。0003中国专利文件CN102418041A公开了一种轴承钢的生产方法，该钢种的连铸坯断面为直径180MM的圆坯，经一火成材工艺，轧制。
10、的成品钢材为直径不超过60MM的圆钢；其化学成分及重量百分含量为碳重量百分含量为095105，硅重量百分含量为015035，锰重量百分含量为025045，磷重量百分含量小于等于0025，硫重量百分含量小于等于0025，铬重量百分含量为140165，余量为FE和无法检测的微量杂质元素；其生产工艺为转炉、LF精炼炉、VD精炼炉、连铸、加热炉加热并轧制。但是，该方法制备出的轴承钢仍存在着非金属夹杂物分布不均匀的问题，钢的性能难以达到严格标准要求。发明内容0004针对现有技术的不足，本发明提供一种轴承钢的制备方法。使得到的轴承钢非金属夹杂含量少而分布均匀，且碳化物分布均匀，钢质稳定、抗疲劳性能均好。0。
11、005本发明的技术方案如下0006一种轴承钢的制备方法，包括电炉冶炼LF/VD精炼及合金化、连铸、轧制、缓冷；控制钢的化学成分质量百分比含量为C095105，SI015035，MN025045，CR140165、MO010，NI030，CU025，P0025，S0025，ALS00150035，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质；0007包括步骤如下00081冶炼及合金化0009采用电炉冶炼，终点磷0012，终点碳030，电炉冶炼出钢温度为16001650，出钢时随钢流加入钢芯铝34/吨钢进行预脱氧；LF炉精炼，精炼过程及时调渣，保持白渣精炼，使用石灰、碳化硅、专用调渣剂调渣，。
12、使得渣系组元控制为CAO4857、SIO2813、AL2O31520、MGO610、FEOMNO20、CAO/SIO24060，LF炉精炼出钢温度为15601600，出钢时铝控制在00250045之间，溶解氧4PPM；VD炉处理VD炉真空度67PA，保持时间1520MIN，连铸第一炉上钢温度15101520，其它炉次14951515，VD炉破真空后先加0510KG/吨钢钢包覆说明书CN104178698A2/7页5盖剂，再加0305KG/吨钢的碳化稻壳进行保温，VD炉处理结束后软吹氩时间1520MIN；00102连铸0011260300坯型拉速控制在045050M/MIN，180220坯型拉速。
13、控制在080090M/MIN，钢水过热度控制在1530，260MM300MM连铸坯结晶器水流量控制在170190M3/H，180MM220MM连铸坯结晶器水流量控制在150170M3/H，二冷比水量025030L/KG，连铸坯进拉矫机温度9501150，结晶器电磁搅拌控制电流300A、频率30HZ，末端电磁搅拌控制电流300A、频率120HZ；00123轧制、缓冷0013冷钢坯在加热炉内停留总时间456小时，其中高温扩散时间2535小时；热钢坯在加热炉内停留总时间355小时，其中高温扩散时间203小时；同支钢坯沿长度方向的温度差2030；开轧温度11001300，终轧温度850940，缓冷时下。
14、副冷床温度500600。0014以上各步骤中所述百分含量均为质量百分含量。0015根据本发明优选的，所述轴承钢，控制钢的化学成分质量百分比含量为C098，SI023，MN031，MO002，CR145，ALS0021，CU005，S0025，P0025，NI005，O12106，H2106，余为FE和不可避免的杂质。0016根据本发明，优选的，步骤1中电炉冶炼时按废钢和铁水质量比为30406070加入废钢和铁水，加入石灰1624吨/炉，轻烧白云石0204吨/炉，氧枪出口氧气压力12MPA，所述的石灰为12小时以内生产的新石灰；0017优选的，所述调渣剂为铝酸钙；0018优选的，出钢时加入高碳锰。
15、铁0812KG/吨钢调整锰含量、高碳铬铁2022KG/吨钢调整铬含量；0019优选的，电炉出钢过程中钢包的自由空间高度600800。0020电炉冶炼在炉役良好时期进行，冶炼过程不补炉，不使用全新包、新渣线包；冶炼前期加强脱磷操作；熔清后根据炉渣状况和分析结果，及时调渣、造好泡沫渣，电炉控制生产节奏，实现均衡生产，电炉与精炼炉之间不压钢。0021根据本发明，优选的，步骤1中LF炉精炼时钢包使用前烘烤，烘烤温度不低于800，钢水到位碳含量控制在085095之间，到位钢水温度15201560；钢包到位调整渣况，白渣保持时间1020MIN取样分析。0022LF炉精炼过程在白渣流动良好情况下取一次样，取。
16、一次样前视成分情况喂入铝线；精炼周期控制在4045MIN/炉之间，保持白渣精炼，精炼炉稳定生产节奏，确保VD与连铸之间压钢30MIN。0023根据本发明，优选的，步骤1中VD炉处理时钢包入VD炉前进行扒渣操作，扒渣量控制在总渣量的1/2。0024根据本发明，优选的，步骤2中连铸时控制第一炉中间包温度14801495，其他炉次中间包温度控制在14751485之间。0025连铸时每个中间包连拉炉数控制在812炉，根据节奏拉速按下限控制，保证5说明书CN104178698A3/7页6炉内拉速稳定在某个固定值上；连铸异常坯必须切除干净，如烧氧、换水口等切除1015M。0026根据本发明，优选的，步骤3。
17、中冷钢坯的加热温度控制在上加热温度12301260，下加热温度12401260，均热段温度12001220；0027优选的，热钢坯的加热温度控制在上加热温度12101250，下加热温度12401260，均热段温度12001220；0028优选的，连铸坯装炉前用玻璃水均匀涂抹每支连铸坯的竖侧面上，涂抹长度在200300MM。缓冷时，若为集中码垛堆缓冷，垛位底部须放热钢缓冷。0029本发明所提到的百分含量均为质量百分含量。0030本发明步骤1精炼过程中保持白渣精炼，白渣取样分析，控制碳09810、硅018023、锰030034、铬142146，其它化学成分P0016、S0015、ALS002500。
18、45。0031本发明在冶炼以及冶金化过程中，严格控制溶解氧4PPM，使得非金属夹杂物含量保持在较低的水平；在连铸过程中严格控制钢水过热度在1530，在轧制过程中严格控制加热炉、热钢坯和冷钢坯的温度，使得非金属夹杂物分布均匀。0032本发明所用原料均为本领域常规的原料，未特别限定的工艺条件均按本领域常规操作。0033本发明方法制备得到的轴承钢非金属夹杂含量少而且分布均匀，并且碳化物分布均匀，钢质稳定抗疲劳性能良好；有益效果如下00341、本发明在电炉冶炼过程中严格控制终点磷含量和终点碳含量，可将成品磷控制在0012以下，减轻磷的危害，控制终点碳030，可防止钢水过氧化，降低钢中溶解氧含量，减轻精。
19、炼过程脱氧任务。电炉出钢过程加入石灰和调渣剂，可充分利用出钢过程的动力学和热力学条件进行钢渣混冲，加快精炼顶渣的熔化，并起到提前脱氧和脱硫的作用。00352、在精炼过程中严格控制到位碳含量，到位温度，控制到位碳可精确控制碳成分，防止精炼过程过量加增碳剂增碳增加钢中非金属夹杂物，控制到位温度15201560，可提高化渣速度和精炼效果，防止长时间化渣提温增加钢中气体含量。严格控制溶解氧含量，钢中溶解氧含量高低一定程度上决定了钢水的纯净度，对轴承钢来说精炼过程钢水中溶解氧越低，最终钢中全氧含量相对也较低，当然还要通过VD真空处理和软吹氩充分去除非金属夹杂与脱气，以及加强连铸过程保护浇注，防止二次氧化。
20、等措施来进一步降低钢中全氧含量。严格控制渣系组元范围，可保证精炼渣碱度、流动性、吸附夹杂物性能稳定，有利于脱硫、脱氧和去除夹杂物。00363、在VD炉处理过程中，严格控制上钢温度，软吹时间，可保证VD炉处理时间符合工艺要求，稳定连铸中间包钢水过热度，防止上钢温度波动造成过热度不稳定，影响铸坯质量。保证VD处理后软吹氩时间1520分钟，可促进钢中夹杂物充分上浮，提高钢水洁净度。00374、在连铸过程，根据不同坯型工艺要求控制拉速、结晶器水流量、搅拌参数，保证铸坯冷却均匀，提高铸坯组织均匀性，降低铸坯偏析级别。00385、本发明生产的轴承钢，钢材全氧含量可稳定控制在8PPM以下，A粗夹杂物级别为0。
21、05级，A细夹杂物级别为0510级；B粗夹杂物级别为005级，B细夹杂物说明书CN104178698A4/7页7级别为010级；钢中C类夹杂物级别为0级；D粗夹杂物级别为0级，D细夹杂物级别为005级。钢材一般疏松05级，钢材中心疏松0510级；钢材一般偏析05级，钢材中心偏析0510级。具体实施方式0039实施例中所用原料均为本领域常规原料，未特别限定的工艺条件均按本领域常规操作。0040所用石灰为12小时以内生产的新石灰，石灰粉化率50。0041实施例1、GCR15轴承钢的制备，包括步骤如下00421冶炼及合金化004350T电炉冶炼0044冶炼工艺要求在炉役良好时期生产，冶炼过程不补炉，。
22、不使用全新包、新渣线包；钢包使用前烘烤温度800，氧枪出口氧气压力12MPA；0045电炉配料如表1所示0046表1、配料表单位T0047石灰轻烧白云石废钢铁水20031960350048电炉熔清碳106，熔清磷0018。0049电炉终点成分终点碳037，终点磷0008。0050出钢合金化出钢用石灰、萤石和调渣剂铝酸钙造渣，加入高碳锰铁50KG/炉、高碳铬铁1050KG/炉、钢芯铝170KG/炉、石灰500KG/炉、萤石150KG/炉、调渣剂150KG/炉；0051电炉冶炼周期46MIN。0052出钢温度1620。005350TLF炉精炼0054工艺要求碳、硅、锰、铬成分按中限控制，其他化学成。
23、分符合窄成分控制，保持白渣精炼；使用石灰、碳化硅、调渣剂调渣，使得渣系组元控制为CAO4857、SIO2813、AL2O31520、MGO610、FEOMNO20、CAOSIO24060；出钢时铝控制在00250045之间，溶解氧4PPM；0055精炼过程控制0056LF炉到位碳092，到位温度15201560，到位白渣保持时间12MIN，取样分析碳、硅、锰、铬等成分见表20057表2、分析样成分/0058说明书CN104178698A5/7页8CSIMNPSCRNICUTIALS096016030000900061390020040003000250059渣系组元如表3所示0060表3、精炼。
24、渣成分及碱度R0061钢种FE/SIO2/P/S/CAO/MGO/AL2O3/RGCR15311097000804965185811844730062精炼后分析样成分如表4所示0063表4、LF炉出钢成分/0064CSIMNPSCRNICUTIALS098023033001100051460020040003000280065精炼周期44分钟0066出钢温度1596。006760TVD炉处理0068工艺要求钢包入VD炉前进行扒渣操作，扒渣量控制在总渣量的1/2；VD炉真空度67PA，保持时间1520MIN；第一炉上钢温度15101520，其它炉次14951515，VD炉破真空后先加051KG/。
25、吨钢的钢包覆盖剂，再加0305KG/吨钢的碳化稻壳进行保温；VD炉处理结束后软吹氩时间15MIN；VD炉实际控制参数见表50069表5、VD过程数据00700071VD炉处理后氢、溶解氧含量如表6所示0072表6、定氢、定氧情况007300742连铸0075工艺要求采用260300坯型，GCR15过热度制在1530，第一炉中间包温度14801495，其他炉次中间包温度控制在14751485之间；260300说明书CN104178698A6/7页9坯型拉速控制在045050M/MIN；连铸时每个中间包连拉炉数控制在812炉；中间包采用碱性预熔空心颗粒作为覆盖剂；260MM300MM连铸坯结晶器水。
26、流量控制在180M3/H，二冷比水量025030L/KG，二段下、三段水全部关掉，适当调整其它区水量；连铸坯进拉矫机温度9501150；结晶器电磁搅拌控制电流300A、频率30HZ，末端电磁搅拌控制电流300A、频率120HZ；0076260300坯型连铸实际控制参数如表7、8所示0077表7、连铸过程控制参数00780079表8电磁搅拌实际控制参数008000813轧制、缓冷0082工艺要求0083连铸坯装炉前用玻璃水均匀涂抹每支连铸坯的竖侧面，涂抹长度为260MM，璃水的涂抹要均匀，全面，不得漏涂；冷钢坯在加热炉内停留总时间5小时，其中高温扩散时间35小时；热钢坯在加热炉内停留总时间4小时。
27、，其中高温扩散时间25小时；钢坯加热必须均匀烧透，最高和最低温度均不得超过规定温度的上下限；冷钢坯的加热温度控制在上加热温度12301260，下加热温度12401260，均热段温度12001220；热钢坯的加热温度控制在上加热温度12101250，下加热温度12401260，均热段温度12001220；0084同支钢坯沿长度方向的温度差2030包括滑轨印；开轧温度11001300，终轧温度850940；缓冷时下副冷床温度500600，集中码垛堆冷时，垛位底部要放热钢缓冷。0085轧钢控制参数如表9所示0086表9、热坯轧钢工艺过程0087说明书CN104178698A7/7页100092本实施。
28、例的GCR15轴承钢的非金属夹杂物如表11、12所示0093表11、非金属夹杂物00940095表12、非金属夹杂物00960097表13、碳化物带状/碳化物液析0098碳化物带状碳化物液析标准30级20级实际10150099按GB/T105612005检验钢材非金属夹杂物，按照夹杂物的的形态和分布检验A类硫化物类型、B类氧化铝类型、C类硅酸盐类型、D类球状氧化物类型；每类夹杂物按照厚度和直径的不同分为粗系和细系两个系列。0100由表11、12、13可知，本实施例制备的轴承钢非金属夹杂物分布均匀。0088表10为实施例1制备的GCR15轴承钢的化学成分，表11、表12、表13分别为实施例1的GCR15轴承钢材低倍、高倍、碳化物检测结果，测定方法为本领域常规方法。0089本实施例的GCR15轴承钢的化学成分如表10所示0090表10、实施例1GCR15轴承钢的化学成分WT，FE余量0091说明书CN104178698A10。