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轴承知识
碱性平炉冶炼轴承钢工艺
2009-11-09余正金
大冶特钢公司一炼钢厂，采用平炉——电炉——RH真空循环脱气工艺(简称平电——RH)冶炼轴承钢已有3O多年的历史，是国内Z早运用炉外精炼工艺生产轴承钢的厂家。其产品质量深受洛阳轴承厂，襄阳轴承厂家等的信赖。
随着工业的高速发展，对轴承钢质量提出更高的要求。为此，我厂和轴承钢研究室，对上述工艺作了深入的研究，发现混炼白渣虽有强的脱S作用，但对钢中脱气产物AI203排出效果并非理想。并且冶炼成本上升，生产组织有～定困难，改进工艺势在必行!
开展平炉——RH真空循环脱气工艺(简称平～RH)试验，强化平炉熔池脱氧，利用高碳铬铁特别是其中碳参加予脱氧生成气体脱氧产物排出不沾污钢液。强化RH空循环脱气处理，增加氢气流量，提高搅拌强度，使轴承钢质量获得新的改善。
随着工业的高速发展，对轴承钢质量提出更高的要求。为此，我厂和轴承钢研究室，对上述工艺作了深入的研究，发现混炼白渣虽有强的脱S作用，但对钢中脱气产物AI203排出效果并非理想。并且冶炼成本上升，生产组织有～定困难，改进工艺势在必行!
开展平炉——RH真空循环脱气工艺(简称平～RH)试验，强化平炉熔池脱氧，利用高碳铬铁特别是其中碳参加予脱氧生成气体脱氧产物排出不沾污钢液。强化RH空循环脱气处理，增加氢气流量，提高搅拌强度，使轴承钢质量获得新的改善。
1工艺条件
公称容量90t，实际出钢量105t，碱性平炉3座。
公称容量20t．变压器9000KVA，碱性电弧炉1座。
公称容量60~90t，在0.5乇真空度下抽气能力300kg/h真空循环脱气装置1台。
(1)平一电RH循环脱气处理工艺
平炉按规程冶炼相应碳素钢。
电炉装钢铁料13t，采用氧化法，在稀薄渣下加入总钢液量所需铬铁。用石灰、火砖块、萤石造自渣4～6t，其成份为：
CaO 50％～60％；SiO2 15％～20％；Al2O2 8％～1O％；CaF2 8％～10％。
FeO<1％；CaC2<1％。平炉予脱氧开始，电炉把液态合金和合成渣出于一个渣包内，吊至平炉钢包上空3米高处，当平炉出钢流至钢包高度1/3兑入全部液态台金及白渣，与3G～50S完成混合过程。接着将混炼成的轴承钢液吊至进行RH真空循环脱气处理。
(2)平－RH循环脱气处理工艺
平炉单炼轴承钢，出钢毕吊至进行RH真空循环脱气处理。
2两种工艺的冶炼质量对比
2．1氧含量
两种冶炼工艺生产的钢材氧含量分布情况见表1。
公称容量90t，实际出钢量105t，碱性平炉3座。
公称容量20t．变压器9000KVA，碱性电弧炉1座。
公称容量60~90t，在0.5乇真空度下抽气能力300kg/h真空循环脱气装置1台。
(1)平一电RH循环脱气处理工艺
平炉按规程冶炼相应碳素钢。
电炉装钢铁料13t，采用氧化法，在稀薄渣下加入总钢液量所需铬铁。用石灰、火砖块、萤石造自渣4～6t，其成份为：
CaO 50％～60％；SiO2 15％～20％；Al2O2 8％～1O％；CaF2 8％～10％。
FeO<1％；CaC2<1％。平炉予脱氧开始，电炉把液态合金和合成渣出于一个渣包内，吊至平炉钢包上空3米高处，当平炉出钢流至钢包高度1/3兑入全部液态台金及白渣，与3G～50S完成混合过程。接着将混炼成的轴承钢液吊至进行RH真空循环脱气处理。
(2)平－RH循环脱气处理工艺
平炉单炼轴承钢，出钢毕吊至进行RH真空循环脱气处理。
2两种工艺的冶炼质量对比
2．1氧含量
两种冶炼工艺生产的钢材氧含量分布情况见表1。
表1冶炼工艺与钢材氧含量分布情况
比较表1，说明平一RH工艺生产的轴承钢材氧含量比平一电一RH工艺生产的轴承钢材氧含量平均值低，分档氧含量值也十分优越。
2．2熔炼检查
由两种工艺生产的轴承钢都经过YJZ84标准做钢坯熔炼检查。
(1)低倍检验
低倍检验项目为液折，一般疏松、中心琉松、白点、皮下夹等。平一RH冶炼的钢材，低倍检验合格率为91.46％，而平一电一RH的合格率为90.32％。
(2)高倍检验
钢坯按YJZ84标准熔检A系夹杂物(硫化物)、C系夹杂物(硅酸盐)、D系夹杂物(点
状)3个项目台格率均为100％。
B系夹杂物(氧化物)平一RH工艺为96.34％，平～电一RH工艺为96.77％，相差
无几钢坯成材后按国家标准检验夹杂物，结果如表2。
2．2熔炼检查
由两种工艺生产的轴承钢都经过YJZ84标准做钢坯熔炼检查。
(1)低倍检验
低倍检验项目为液折，一般疏松、中心琉松、白点、皮下夹等。平一RH冶炼的钢材，低倍检验合格率为91.46％，而平一电一RH的合格率为90.32％。
(2)高倍检验
钢坯按YJZ84标准熔检A系夹杂物(硫化物)、C系夹杂物(硅酸盐)、D系夹杂物(点
状)3个项目台格率均为100％。
B系夹杂物(氧化物)平一RH工艺为96.34％，平～电一RH工艺为96.77％，相差
无几钢坯成材后按国家标准检验夹杂物，结果如表2。
表2钢材夹杂物分项检验合格率
表2中点状合格率均为100％，而氧化物合格率平一RH工艺高于平一电一RH工
艺0.66％，但硫化物合格率平一电RH工艺比平一RH工艺高3.8％，后者低的原因是
由于平炉脱硫效率有限。与混炼相比成品S一般要高出0.005％。
(3)钢材酸溶铝
钢材酸溶铝，亦即残铝是钢中铝氧平衡之铝，对钢质量有重要意义。
对比统计五十一炉数据说明，平一RH工艺生产轴承钢的酸溶稳定在0.010%～0.025％范围，而平一电一RH工艺生产的轴承钢中酸溶铝波动0.001% ---0.031%范围。
3推力片寿命试验
取两种工艺生产的同规格轴承钢材，制成“8204”推力片作疲劳寿命试验，结果列入表3。
艺0.66％，但硫化物合格率平一电RH工艺比平一RH工艺高3.8％，后者低的原因是
由于平炉脱硫效率有限。与混炼相比成品S一般要高出0.005％。
(3)钢材酸溶铝
钢材酸溶铝，亦即残铝是钢中铝氧平衡之铝，对钢质量有重要意义。
对比统计五十一炉数据说明，平一RH工艺生产轴承钢的酸溶稳定在0.010%～0.025％范围，而平一电一RH工艺生产的轴承钢中酸溶铝波动0.001% ---0.031%范围。
3推力片寿命试验
取两种工艺生产的同规格轴承钢材，制成“8204”推力片作疲劳寿命试验，结果列入表3。
表3“8204”推力片疲劳寿命测试结果
上表说明平---RH工艺生产的轴承钢疲劳寿命，L10与L50都比平一电一RH工艺
生产的要高。
另外在化学成分控制方面，特别碳元素的控制平一RH工艺比平一电～RH工艺要好，因为前者消除了混炼渣增碳的影响。
4结论
(1)平一RH工艺与平一电～RH工艺相比，所生产的轴承钢，钢材氧含量，钢中酸溶铝前者优于后者。
(2)轴承钢疲劳寿命平一RH工艺比平一电一RH工艺的寿命高，就L10而言，前者是后者的1.8倍。
(3)低倍，高倍，熔炼检查，平一RH工艺生产的除硫化物合格率略低，氧化物合格率略高外，其它项目与平一电一RH工艺相比，都在同一水平上。
(4)平一RH工艺生产的轴承钢硫化物合格率略低，主要是成品流高些引起的，这可通过炉外钢包脱硫得到很好解决。
(5)平一RH工艺与平一电一RH工艺相比在生产管理，调度组织上更为优化。
生产的要高。
另外在化学成分控制方面，特别碳元素的控制平一RH工艺比平一电～RH工艺要好，因为前者消除了混炼渣增碳的影响。
4结论
(1)平一RH工艺与平一电～RH工艺相比，所生产的轴承钢，钢材氧含量，钢中酸溶铝前者优于后者。
(2)轴承钢疲劳寿命平一RH工艺比平一电一RH工艺的寿命高，就L10而言，前者是后者的1.8倍。
(3)低倍，高倍，熔炼检查，平一RH工艺生产的除硫化物合格率略低，氧化物合格率略高外，其它项目与平一电一RH工艺相比，都在同一水平上。
(4)平一RH工艺生产的轴承钢硫化物合格率略低，主要是成品流高些引起的，这可通过炉外钢包脱硫得到很好解决。
(5)平一RH工艺与平一电一RH工艺相比在生产管理，调度组织上更为优化。
