[发明专利]一种降低轴承钢中Ti含量的方法

说明书

本发明涉及一种降低轴承钢中Ti含量的方法，所述方法为：在轴承钢转炉冶炼过程中分两次造渣，第一次造渣吹炼前期吹氧造渣除Ti，吹炼中期倒渣，然后进行第二次造渣；在LF精炼前期造渣，控制渣中SiO₂含量在10‑12wt％。本发明对轴承钢转炉冶炼工艺的调整，采用双渣法控制转炉出钢钛含量，通过控制LF顶渣SiO₂含量控制精炼工序钛增量，进而将成品轴承钢中Ti含量控制在成20ppm以下，满足了高端轴承钢市场对Ti含量的要求，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种降低轴承钢中Ti含量的方法。

背景技术

轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。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，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准，将轴承钢分为：全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。

低钛GCr15钢适用于高转速、高载荷的大型机械上使用的轴承钢球、滚子和套圈；也可用于制造承受较大载荷、高耐磨、高弹性极限和高接触疲劳强度的机械零件以及各种精密量具、冷冲模、一般刀具等；经碳氮共渗处理后可用于制造高耐磨、耐热及要求尺寸稳定和使用寿命高的零件，对冶金质量要求异常严格。轴承钢质量水准一直作为各冶金企业生产质量水平的重要标志。

近年来，轴承钢钢材消费结构正在发生变化，普通轴承钢(Ti含量50-100ppm)的市场需求逐渐趋于饱和。以高铁、风电及大型工程机械使用的高端轴承钢(Ti≤30ppm))市场较为紧俏，但高端轴承钢市场很大的份额依然为国外厂商所占有。因此，加速开发高端轴承钢市场已成为国内各特钢厂的重要目的。

氮化钛是一种具有规则外形的硬而脆的夹杂物，对轴承钢的疲劳寿命危害较大(Ds级别降低1级，轴承寿命增加30％)。因此，对于制作高速、重载、高精度轴承设备的高端轴承钢而言，严格控制钢中的钛含量就显得尤为重要。

此外，目前制备轴承钢的主要技术路线为电炉、LF精炼、VD真空精炼、连铸或模铸。但电炉生产轴承钢的成本往往随着废钢价格的波动而出现较大波动，不利于成本控制。因此制定合理的转炉生产轴承钢工艺，实现对钢中的钛含量的有效控制成为轴承钢制备领域的新思路。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低轴承钢中Ti含量的方法，通过对轴承钢转炉冶炼工艺的调整，将成品轴承钢中Ti含量控制在成20ppm以下，具有良好的应用前景。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种降低轴承钢中Ti含量的方法，所述方法为：在轴承钢转炉冶炼过程中分两次造渣，第一次造渣吹炼前期吹氧造渣除Ti，吹炼中期倒渣，然后进行第二次造渣；在LF精炼前期造渣，控制渣中SiO₂含量在10-12wt％。

在转炉吹炼前期的温度(1600℃以下)下，Ti与氧的结合能力较强，本发明在第一次造渣吹炼前期吹氧造渣除Ti，使钢液中的Ti尽量多的氧化进入渣中，到达吹炼中期后，将炉渣倒掉，以防止温度较高阶段C将渣中TiO₂还原成Ti而重新进入钢液中，倒渣后再进行第二次造渣，以控制制钢液中C、P、S的成分达到合格的终点。通过在上述在转炉冶炼中双渣法的操作，能够控制冶炼终点时钢液中Ti≤5ppm。

LF精炼过程中添加的物料中含有Ti，会增加钢液中的Ti含量。本发明在LF精炼前期造渣后加入碳化硅增加渣中SiO₂含量，因Ti与氧的结合能力强于Si，故渣中SiO₂会与钢液中的Ti发生反应生成TiO₂进入渣中，进而增强了精炼顶渣对钢液中Ti的氧化能力，降低钢液中Ti含量，确保LF精炼过程中增Ti量≤15ppm。