GCr15轴承钢220mm×220mm连铸坯生产455～70mm棒材的工艺开发

　　摘　要：开发了100t DC EAF+LF+VD-220mmx220mm坯连铸-横列式轧机轧制工艺生产Ø55-70mmGCr15轴承钢材。工艺试验结果表明，当连铸时钢水过热度≤35℃，轧制压缩比为12.58-20.38时，220mmx220mm连铸坯的加热时间≥8h，轧制的GCr15轴承钢Ø55-70mm成品轧材中心疏松≤1.5级，带状组织≤1.5级，可以满足GB/T18254-2002标准要求。
　　关键词：GCr15轴承钢；连铸；轧制；中心疏松
　　考虑到高碳铬轴承钢GCr15（1.00％C、1.50％Cr）碳化物偏析^[1]，生产厂一般采用大断面连铸坯或模铸锭，分别采用大的压缩比和长时间的高温扩散来保证大规格轴承钢棒材的碳化物质量。五钢公司在横列式轧机上进行了轴承钢GCr15 220mm×220mm连铸坯一火轧制Ø55～70mm工艺的开发。
　　1　试验材料及试验方法
　　GCrl5轴承钢的工艺流程为：100t DC电弧炉+LF+VD→5机5流连铸220mm×220mm→横列式轧机轧制成Ø55～70mm棒材。
　　对铸坯进行了3种加热工艺的对比试验，坯料均为220mm×220mm，成品规格Ø70mm，对比试验参数见表1。同时采用同一炉号的连铸坯，并采用同一加热工艺，轧制成不同的成品材，进行压缩比试验。 　　2　试验结果及分析
　　试验中发现影响成品测试合格率的主要指标是低倍中心疏松，而其它指标几乎每次均合格，为此针对影响成品中心疏松指标的因素进行了研究。
　　2.1 加热工艺对成品材质量的影响
　　从表2的测试结果可见：加热时间延长，低倍指标明显改善，但是脱碳明显加重。采用2#、3#加热工艺各项指标均合格，而采用1#加热工艺的成品低倍中心疏松Z大2.0级，不能符合GB/T18254-2002中中心疏松≤1.5的要求。而用3#工艺与2#工艺比较，中心疏松的改善已不明显，脱碳Z大值为0.60mm，已接近标准Z大值（≤1％D），极易发生超标。因此确定2#加热工艺为正式工艺。 　　2.2 压缩比对成品质量的影响
　　从表3中可以发现：压缩比越大，低倍组织越致密，中心疏松级别也相应越低。如Ø55mm成品材中心疏松级别为0-0.5级，Ø70mm成品材中心疏松就达到0.5～1.5级，呈增大趋势，而Ø75～80mm的成品材，压缩比较小，中心疏松级别出现不合格现象。因此，决定开发的成品材规格限制≤Ø70mm。 　　2.3 连铸钢水过热度对成品质量的影响
　　从小批量试验中选择了几组有代表性的炉号及批号进行分析。从表4中可以看到，过热度对中心疏松级别影响较大。过热度越低，中心疏松级别也相应越低。对于规格55mm的成品材，过热度≤40℃，中心疏松级别满足标准要求，而对于规格≥60mm的成品材，过热度≤35℃，中心疏松级别才能满足标准要求，过热度≥40℃，出现中心疏松级别超标的现象。试验表明，对不同的成品材，控制不同的过热度，以保证操作的可行性和产品质量，是十分必要的。 　　3　试验结果应用
　　在进行了小批量试验后，考虑到生产成本和产品质量因素，确定了如下的加热工艺（表5），同时得出成品规格与220mm×220mm坯料长度及过热度的对应关系：Ø55mm棒材的坯料长度1.31-1.36m，过热度≤40℃，Ø60～70mm棒材的坯料长度为1.60～1.68m，过热度≤35℃。 　　4　结论
　　按GB/T18254-2002标准连铸时控制钢水过热度，采用220mm×220mm连铸坯一火轧制Ø55-70mm GCr15棒材完全可行，轧制工艺的制订是合理的。完全可以改善成品低倍中心疏松级别，使之达到GB/T18254-2002标准。
　　参考文献
　　[1]叶婷，肖爱平，李德胜，等.GCr15轴承钢连铸坯冶金质量的分析.特殊钢，2002，23（3）：35