[发明专利]一种采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法

说明书

本发明公开了一种采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法，包括如下步骤：120吨精炼炉生产轴承钢时，要求铁水中[Ti]含量不超过10ppm；在VD真空精炼前加入稀土镧合金,稀土镧合金品位不超过30％，稀土La的加入量为0.1～1.2kg/t；VD真空精炼破空后，采用弱搅拌小流量的吹氩方式，软吹时间≥15mi n，保证夹杂物有充分的变性及上浮时间；连铸全程保护浇注，防止二次氧化造成的絮流。本发明在精炼中期采用稀土镧铁合金处理钢液，使轴承钢中不规则氮化物演变为椭球状或球状稀土类夹杂物，并促进轴承钢中夹杂物尺寸细化，达到控制轴承钢中夹杂物形貌和尺寸的作用，提高轴承钢的质量。

技术领域

本发明涉及炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法。

背景技术

氮化物或以氮化物为核心的大颗粒夹杂物对轴承钢危害最大，此类夹杂物硬度高、尺寸大，形状不规则，极易造成轴承钢的疲劳裂纹源。利用稀土La对夹杂物的改性作用，改变轴承钢中氮化物的形貌，减少氮化物对轴承钢的危害。因稀土氧化物或稀土硫化物的熔点高，细小弥散的稀土氧化物或硫化物可以作为异质形核核心，抑制轴承钢中氮化物形成并将不规则夹杂物演变为椭球状或球状稀土类夹杂物，控制轴承钢中夹杂物，提高轴承钢的质量。

本发明涉及采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法，严格控制各工序的钛，在精炼中期采用稀土镧铁合金处理钢液，使轴承钢中不规则氮化物演变为椭球状或球状稀土类夹杂物，并促进轴承钢中夹杂物尺寸细化。

文献1：稀土Ce元素对轴承钢中Ds类夹杂物的影响,随着添加稀土Ce含量(0ppm-120ppm)的不断增加，钢中0-5μm尺寸的夹杂物数量呈递增趋势，大于13μm的夹杂物数量呈下降趋势；尖晶石的含量呈现出下降的趋势；稀土硫氧化物夹杂物的含量呈上升趋势；氧化铈的含量呈上升趋势；单氧化物(氧化镁)的含量呈上升趋势。

文献2：一种在轴承钢中添加Ce抑制TiN复合夹杂物形成的合金工艺，通过向轴承钢中添加稀土Ce元素，将钢中的MgAL204改质为Ce2O3们或Ce2O3S进一步利用生成的稀土氧化物或稀土硫氧化物抑制大尺寸TiN夹杂物的形成，进而降低大尺寸复合TiN的数量，以此达到提高轴承钢洁净度的目的，提高了稀土钢的疲劳寿命。

文献3：一种P91钢中细化夹杂物的冶炼方法，其特征在于通过向熔体中以多点区域微量供给的方法喂入细的Al-稀土-Ti合金铰丝，以降低稀土单独加入钢液时发生反应的剧烈程度，减少钢液吸氧，同时采用底吹惰性气体的方式使熔体中形成流场，从而获得纳米级和少量微米级颗粒的夹杂物形成于钢液中，最终获得具有高纯净度的P91钢；所述夹杂物以氧化物为主，夹杂物等级A+B+C+D+DS级≤1.5。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法，在精炼中期采用稀土镧铁合金处理钢液，使轴承钢中不规则氮化物演变为椭球状或球状稀土类夹杂物，并促进轴承钢中夹杂物尺寸细化，达到控制轴承钢中夹杂物形貌和尺寸的作用，提高轴承钢的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种采用稀土La改变轴承钢中氮化物形貌的方法，包括如下步骤：

第一步：120吨精炼炉生产轴承钢工艺流程为：铁水脱硫-转炉(BOF)—钢包精炼炉(LF)—真空脱气(VD)—连铸(CC)工艺流程；

第二步：120吨精炼炉生产轴承钢时，要求铁水中[Ti]含量不超过10ppm；转炉出钢采用弱脱氧剂、留钢操作抑制含鈦氧化物的还原，采用滑板挡渣，避免含钛炉渣进入钢包；

第三步：LF精炼采用石灰和精炼渣进行造渣，造渣过程中加入少量Al粒进行扩散脱氧，精炼酸溶铝[Als]含量0.04％～0.06％，精炼过程尽量不再补铝，要求精炼渣中w(FeO)+w(MnO)≤1.0％；