转炉生产GCr15轴承钢工艺实践

邢梅峦　李晶
（1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京　100083；2.石家庄钢铁公司技术中心，河北石家庄　050031）

　　摘　要：介绍了石家庄钢铁有限责任公司采用转炉工艺生产GCr15轴承钢的工艺实践，采用转炉工艺成本较电炉工艺低，且质量能够满足要求，具有广阔前景。
　　关键词：转炉工艺；GCr15轴承钢；工艺实践
　　1　前言
　　轴承多在较严峻的条件下使用，因此轴承钢在特殊钢中属于性能要求极为严格的钢种，目前其典型的冶炼工艺为采用电炉作为初炼炉，日本目前约有20％的转炉工艺生产轴承钢^[1]，中国有单位进行过转炉工艺生产轴承钢的试生产，但据了解未形成批量。石钢2003年通过对轴承钢市场的调查，认为轴承钢有较大的需求量，且用转炉冶炼成本低于电炉冶炼。通过分析，决定采用转炉作为初炼炉冶炼轴承钢，目前已经实现了轴承钢的批量生产。
　　2　冶炼工艺及设备主要技术参数
　　石钢采用60t转炉作为初炼炉生产GCr15钢，其工艺流程为：60t转炉一60tLF炉一60tVD炉一连铸一轧钢。设备主要技术参数如下：
　　LD炉主要技术参数：容量60t，冶炼周期32min。
　　60tLF炉主要技术参数：额定处理量60t。钢包直径2360mm，自由空间600mm，变压器容量10000kVA，升温速度3～5℃/min。
　　连铸机主要参数：弧形半径6m，中问包容量18t，铸坯断面150mm×150mm，拉坯速度1.4～1.7m/min，流数为4流。
　　2.1　转炉工艺
　　采用转炉作为初炼炉生产GCr15轴承钢，为降低钢中初始氧含量，转炉终点采用高拉碳。另外，转炉出钢下渣控制难度较大，这对轴承钢洁净度的提高是不利条件，为减少出钢过程下渣，加强了出钢挡渣工作，出钢前在出钢口加挡渣帽，出钢过程中加入多面挡渣体进行挡渣。
　　2.2　精炼工艺
　　受转炉生产节奏及转炉出钢下渣不易控制的影响，采用转炉工艺生产GCr15轴承钢，对LF炉精炼提出了较高要求。另外，由于轴承钢对D类夹杂要求严格。精炼结束后不喂入硅钙线，故应尽可能地降低钢中夹杂物含量，否则会影响到钢水的可浇性。恶化钢的内部质量。在精炼工序主要采取了优化精炼渣系、控制合适的铝含量及精炼结束的软吹时间等措施。
　　2.2.1　精炼渣系的组成
　　为尽可能降低钢中氧含量，采用了高碱度的精炼渣系（表1），从而实现了快速成渣。有效地提高了脱硫率（图1）。 　　2.2.2　钢中Al含量的控制
　　为有效控制轴承钢中的O含量，需保证钢中有一定的Al，但钢中Al含量过高易造成钢的流动性变差，影响可浇性和钢的内部质量，严重时造成断机事故。经过实践摸索，石钢将钢中Al控制在0.010％～0.040％。
　　2.3　连铸控制
　　轴承钢的O含量要求严格，GB18254—2002中要求钢中O含量≤12×10^-6，连铸过程应加强保护。石钢大包采用保护套管并通氩气进行保护，中包采用保护套管进行保护，防止钢水二次氧化。另外，为有效控制钢的低倍质量，加强了连铸中包过热度的控制，过热度控制在30℃以内。
　　3　检测结果
　　3.1　钢中O含量
　　钢中O含量检测结果见图2。 　　3.2　钢中夹杂物控制水平
　　钢中夹杂物控制水平见图3和图4。 　　4　产量统计
　　随着工艺的逐步成熟，GCr15轴承钢的产量明显增加，图5是2005年1-9月产量统计。 　　5　结论
　　石钢采用转炉作为初炼炉生产GCr15轴承钢，钢的洁净度能够满足国标要求，实现了批量生产。
　　参考文献：
　　[1]濑户浩藏，陈洪真译.轴承钢——在20世纪诞生并飞速发展的轴承钢[M].北京：冶金工业出版社，2003.