连铸生产GCr15轴承钢工艺的改进

　　摘　要：针对连铸生产GCr15轴承钢出现的质量问题，将过热度、结晶器水流量、二冷比水量、电磁搅拌等工艺参数进行调整。调整后生产的GCr15轴承钢过程中，钢水的可浇性得到了改进，避免中间包发生冻钢事故，防止铸坯产生矫直裂纹，产品的低倍合格率明显提高，带状组织100%合格，质量明显提高。
　　关键词：GCr15；连铸；产品质量；工艺参数
　　GCr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用Z广泛的高碳铬轴承钢。由于其使用环境的特殊性，用户对其质量提出较为严格的要求。GCr15钢的特点是两相区宽，柱状晶发达，易产生中心疏松和偏析，生产过程中对于连铸工艺的精确控制要求非常严格。虽然GCr15低过热度浇注有利，可减轻中心疏松和偏析的缺陷，但过热度低，可导致钢水在水口冻结，造成生产事故，不利于连续生产。本钢特钢厂生产GCr15钢时，中间包过热度控制在10~20℃，出现因中包过热度低而发生冻钢事故造成断浇。铸坯拉速和负滑动时间等因素，影响结晶器保护渣的润滑作用，使铸坯表面振痕较深。经过对连铸工艺过程的改进，连铸生产的GCr15低倍合格率明显提高，带状组织合格率达100%。
　　1　原有连铸生产GCr15的工艺条件
　　本钢特钢厂连铸机主要参数见表1。 　　自2006年本钢特钢厂连铸生产轴承钢以来，采用的连铸工艺参数见表2。由于对连铸生产轴承钢的生产经验不足，工艺参数选取不尽合理，出现一些质量问题和生产事故，如中间包冻钢事故，连铸坯翘曲，进矫直机温度低，连铸坯矫直力大，连铸坯角裂等缺陷等，有必要对连铸工艺参数进行优化调整。 　　2　改进后连铸生产GCr15的工艺条件
　　根据生产实际情况和产品检验结果，结合查阅相关文献^[1-4]，对GCr15钢的连铸工艺参数进行优化调整，具体参数见表3和表4。 　　2.1　结晶器水流量调整
　　工艺调整前，结晶器水流量为170m³/h，结晶器内保护渣结壳较严重，渣圈较厚，不利于液渣层的渗入与润滑。通过降低结晶器的水流量，降低结晶器内水的流速，控制结晶器的传热，保持结晶器水的温升在5~6℃，使结晶器的渣圈变薄，有利于结晶器保护渣的液渣层渗入到初生坯壳与结晶器壁之间，铸坯与结晶器得到良好的润滑，减小铸坯表面振痕深度。
　　2.2　二冷强度的调整
　　降低二冷区的冷却强度，即将二冷比水量由原来的0.26l/kg降低到0.24l/kg，一是保证铸坯自上而下的均匀冷却，防止铸坯在出二冷区产生回温造成铸坯因回温较大而出现中途裂纹；二是保证铸坯进拉矫机的温度大于950℃，采用液芯矫直，可防止铸坯在矫直过程中出现的矫直裂纹。保证高温铸坯可防止引锭头因过冷而出现的坯头断裂造成的生产事故。
　　2.3　电磁搅拌参数的调整
　　电磁搅拌电流由原来的430A提高到470A，提高了搅拌器的电磁力，促进钢水的运动，尽快消除结晶器内的钢水过热，促进等轴晶的形成，提高连铸坯的等轴晶率，降低连铸坯的一般疏松和偏析，改善连铸坯的内部质量。
　　2.4　拉速的调整
　　合适的拉速有利于浇注条件的改善，通过拉速的调整，使振动的负滑脱时间控制在合理的范围之内，有利于保护渣的融化、润滑和防止铸坯在结晶器内发生粘连。振痕深度与负滑脱时间有关，这是因为负滑脱时间长，液渣对坯壳的压缩时间长，因而使结晶器内的弯月面处坯壳的变形大，振痕深度增加。降低负滑脱时间，可降低铸坯表面的振痕深度，提高铸坯表面的质量。
　　通过对连铸生产GCr15轴承钢工艺参数的改进，连铸生产的GCr15低倍合格率明显提高，带状组织合格率达100%，调整后的连铸工艺参数产品检验结果见表5。生产中钢水的可浇性得到了改进，基本避免了中间包发生冻钢事故，减少了铸坯产生矫直裂纹几率，产品的低倍合格率明显提高，带状组织100%合格，质量明显提高。 　　3　结论
　　（1）调整后的连铸生产GCr15钢工艺参数，更有利于连铸的生产，生产的连铸坯的表面质量和内部质量均提高。
　　（2）适当提高中包过热度可以改善钢水的可浇性，保证连铸的正常生产，避免中间包发生冻钢事故。
　　（3）适当提高连铸坯进拉矫机的温度，可以减少铸坯产生矫直裂纹，防止坯头脱落事故的发生。
　　参考文献：
　　[1]顾文俊,王秀兰,什云峰等,45tEAF( EBT)-60tLF冶炼轴承钢[J]. 特殊钢,1997,18(5):49-51
　　[2]靳同红,孙红英,张瑞军等.郑德亮3GCr15轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律[J].中国冶金,2008,18(7):19-24
　　[3]Singh A K.Numerical Study of Effect of Cooling Rate on Double Diffusive Convection and Macro-Segregation in Iron Carbon System[J].ISIJ International,2001,41(12):1481-1488
　　[4]Lund Tetal Cleanliness Require ments on Rolling Bearing Steel Clean Steel3,Proceedings of the Third International Conference on Clean Stee,l Hungary,1986:209- 215