轴承钢中大尺寸夹杂物的特征、来源及改进工艺

发布时间：2024-12-07 02:16

　　 以韶钢BOF-ARS （氩站）-LF-RH-CC工艺路线生产GCr15轴承钢为研究背景,采用水浸超声探伤缺陷定位解剖、夹杂物金相显微镜与扫描电镜检验、全冶炼-连铸过程跟踪取样相结合的方法,研究了大尺寸夹杂物的特征和来源,并提出改进工艺。研究结果表明,大尺寸夹杂物主要有两类,一类是含6%～7%SiO₂（质量分数）的低熔点CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂类大颗粒微观夹杂,尺寸分布在50～500μm范围,另一类是不含SiO₂的CaO-MgO-Al₂O₃类宏观夹杂,尺寸不小于500μm。前者的主要来源为出钢的过程采用高黏度的低碱度渣与高熔点的石灰混加所引起的化渣不均匀而导致的卷渣;后者主要因为LF精炼工序添加的大量的铝钙精炼渣难以及时熔化而被卷入到钢液内部所导致。因此,精炼渣的设计和造渣工艺优化是改进上述大尺寸夹杂物的关键。改进后造渣工艺为,出钢过程中用钙铝精炼渣取代低碱度渣,并减少LF精炼工序外加的渣料,控制炉渣二元碱度(w（CaO）/...

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【部分图文】：

图4 大尺寸夹杂物成分在1 873 K下三元相图中的分布

将ARS氩站和LF精炼工序的大尺寸夹杂物的主要成分投影到1873K下CaO-Al2O3-SiO2三元相图中,结果如图4所示,两个工序所产生的夹杂物大部分都分布在液相区内。其中ARS氩站大尺寸夹杂物的SiO2含量经归一化计算后大部分分布在5%～25%,少量可以达到40%以上,L....

图6 改进后过程夹杂物演变

图6所示为改进后生产过程夹杂物的演变情况。从尺寸来看,夹杂物的尺寸逐渐降低,氩站结束时典型夹杂物尺寸为将近50μm,LF结束时约为15μm,RH出站时为5μm左右,最终轧材上的夹杂物尺寸较为细小,为3μm左右;从成分来看,氩站夹杂物中硅含量与原工艺相比显著降低,硅原子摩尔....

图7 水口结瘤情况

图7所示为工艺改进前后水口结瘤情况对比。原工艺在冶炼前期形成的大量含SiO2类液态夹杂与钢液不断发生反应,夹杂物中的SiO2含量逐渐降低,Al2O3含量越来越高,夹杂物性质发生了变化,熔化温度逐渐升高,在浇注温度下成为半熔融态甚至固态的夹杂物,附着在水口上形成结瘤物。改进后钢水洁....

图3 典型过程夹杂物

图3所示为全流程典型夹杂物的形貌和成分组成。分析可知,ARS氩站即发现了大量含SiO2的大尺寸夹杂物,这类夹杂物在后续LF、RH、CC过程中始终存在,只是夹杂物中的硅含量有所降低,由氩站时的8.20%～10.58%(摩尔分数,图3(a)～(c))降低到了精炼过程中的1.40%～2....

本文编号：4014634