高钛铁水生产低钛轴承钢的工艺研究.pdf
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1、总第 期 年第 期 .专题研究高钛铁水生产低钛轴承钢的工艺研究韩鹏龙王 强高春群孙晓林刘志国(.河钢集团邯钢公司 一炼钢厂河北 邯郸.河北工程大学 材料科学与工程学院河北 邯郸)收稿日期:作者简介:韩鹏龙()男工程师 年毕业于河北理工大学冶金工程专业现在河钢集团邯钢公司主要从事炼钢工艺研究及钢质量控制通讯作者:高春群()女工程师 毕业于华北理工大学冶金工程专业现在河钢集团邯钢公司主要从精炼工艺研究及成本核算工作 :.摘要:介绍了低钛轴承钢的生产工艺对钢中钛及 夹杂进行了热力学分析同时对比了单渣和双渣冶炼操作工艺过程中钢液钛含量及各工序炉渣中 含量 结果表明:钛已近乎全部氧化进入渣中钢水中氧含量
2、在.(即 )时钢水中平衡的余钛约.几乎为痕迹成品中的钛主要来源于合金等物料带入和炉渣内 的还原通过单渣法和双渣法试验对比发现单渣法增钛量是双渣法的约.倍且增钛量与回磷量成正相关即回磷越多成品钛含量越高结合热力学分析及工业试验分析使用高钛铁水冶炼低钛轴承钢时采用双渣操作严格控制下渣并控制渣中/可稳定生产出成品.的高级优质轴承钢 通过对钢中 的热力学分析在轴承钢中氮和钛含量取上限时即氮含量为.时钛含量.时形成 夹杂的热力学温度为 此时轴承钢已为固态正常情况下钢中不会形成 夹杂 实际轴承钢内的 夹杂主要是由于选分结晶局部形成 夹杂增加末端电磁搅拌或轻压下破坏凝固前沿的成分偏析或降低两相区 的冷却时间
3、可减少 夹杂物的生成关键词:钛铁水轴承钢热力学双渣操作/中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.(.):.(.)./.总第 期 .:/引言 随着低价的含钛矿石在高炉内的不断配入铁水钛含量不断升高目前铁水 含量.而轴承钢对钛含量的控制较为严格 在实际生产中经常出现成品.的情况影响轴承钢的疲劳寿命 有研究表明轴承钢中 含量由.降低至.时轴承的疲劳寿命可以提升 倍 因此在/标准中新增了对轴承钢中 含量的要求从而降低轴承钢内的 含量 研究了氮化物和氧化物对轴承钢疲劳寿命的影响发现平均尺寸 的 的危害程度与平均尺寸 的氧化物相当 等人研究了钛含量与轴承钢疲劳寿命的关系当 含量升高时大多数断裂是由
4、 引起生产工艺及现状 研究所用低钛轴承钢为高级优质高碳铬轴承钢生产工艺流程:主要化学成分如表 所示表 化学成分(质量分数).轴承钢中钛及 夹杂的热力学研究.转炉过程钛的热力学研究 钛是一种活泼的金属脱氧能力强于硅而仅次于铝因此在转炉冶炼过程中钛形成 进入渣中反应方程式 为:().()取 .温度在 达到平衡时可得到氧含量与钢水中钛含量的关系式为:.()转炉终点钛含量与氧含量的对应关系如图 所示 由图 可知:在转炉终点钢水中氧含量在.(即 )时 钢 水 中 平 衡 的 余 钛 约.几乎为痕迹因此在转炉终点钢水中的钛几乎全部氧化进入炉渣图 转炉终点钛含量与氧含量的关系.精炼过程钛的热力学研究 研究认
5、为精炼过程渣中钛的氧化物在还原性气氛下与钢液中的铝发生反应主要反应有:()()./()根据式()平衡时可计算出钢水中的钛含量:/()/()()()在炼钢温度调节下、/、可以视为常数因此钢中的钛含量主要与钢中的酸溶铝含量、()和()有关 由式()可知钢中的酸溶铝越高则钢液中的钛河北冶金 年第 期含量越高太低不利于钢中全氧含量的控制当钢中酸溶铝一定时降低钢中的钛含量还可以降低渣中与 的比值即增加渣中的/的比值提高 含量并降低 含量.夹杂析出的热力学研究 有研究表明:当钢中钛含量较低时主要形成其热力学生产条件如下:().()可得到钢水中钛与氮含量的关系式():.()不同温度下析出 夹杂时钢水中钛与氮
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