转炉流程轴承钢氧含量与夹杂物行为的研究

摘要

本文针对淮钢BOF→LF→RH→CC生产GCr15轴承钢的工艺流程,采取系统取样、综合分析等方法对冶炼过程中轴承钢全氧含量变化及其影响因素,钢中非金属夹杂物的数量、大小、类型及分布的演变规律进行了全面研究。研究表明:
　　 (1)在整个冶炼过程中,全氧含量不断降低。其中LF工序平均氧含量为15.69ppm,RH工序为10.73ppm,中间包工序为12.26ppm,成材为8.84ppm。
　　 (2)通过对RH真空处理过程中氧含量变化分析可知,在真空处理前期,钢中氧含量下降较快,平均降低24.6％；在真空处理后期,氧含量继续降低,但降低趋势有所减缓。
　　 (3)随着冶炼的进行,夹杂物数量不断减少,其中LF工序夹杂物数量为23.73个／mm2,到了RH中夹杂物数量明显降低为14.02个／mm2,中间包工序较RH夹杂物数量略有降低,为13.73个／mm2,轧材中夹杂物数量为13.66个／mm2；并且,钢中<10μm的夹杂物所占的比例逐步升高,其中LF工序中<10μm的夹杂物所占比例为86.21％,RH工序中<5μm的夹杂物所占比例为87.35％,中间包工序中<5μm的夹杂物所占比例为87.56％,轧材中<5μm的夹杂物所占比例为91.6％。
　　 (4)钢中发现的主要夹杂物为硫化物、复合氧化物以及氧化物和硫化物复合夹杂,非金属夹杂物在各个工序的大小和形貌有所差别,轧材中夹杂物主要以硫化物包裹氧化物的小型夹杂为主。
　　 (5)理论分析和生产实践表明,钡合金具有良好的脱氧效果,并且对于三氧化二铝和硫化物夹杂有着良好的改性作用。
　　 (6)高碱度渣比低碱度渣更有利于捕获和吸收夹杂物。高碱度渣精炼时钢中夹杂物数量为11.8个／mm2,低碱度渣精炼时钢中夹杂物数量为13.38个／mm2。高碱度渣下,夹杂物更加规则,对于夹杂物的变性起到了一定的作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 轴承钢发展概述

1.1.1 轴承钢发展史

1.1.2 国内外轴承钢的发展现状及特点

1.1.3 转炉冶炼轴承钢的发展

1.2 轴承钢的发展趋势

1.2.1 高质量超纯净轴承钢

1.2.2 研发各种特殊条件下使用的新型轴承钢

1.3 轴承钢中氧的控制

1.4 轴承钢中的非金属夹杂物

1.4.1 夹杂物的分类

1.4.2 非金属夹杂物的去除机理

1.4.3 非金属夹杂物对轴承钢质量的影响

第二章 课题研究背景内容及方案

2.1.课题研究的背景、任务及意义

2.1.1 研究背景

2.1.2 研究任务与意义

2.2 淮钢转炉特钢生产工艺流程简介

2.2.1 转炉

2.2.2 LF-RH 联精炼

2.2.3 连铸

2.3 研究方法

2.3.1 现场取样

2.3.2 分析方法简介

第三章 轴承钢冶炼过程中洁净度的研究

3.1 冶炼过程中全氧含量变化分析

3.2 精炼渣对轴承钢氧含量影响分析

3.2.1 精炼渣对脱氧的影响

3.2.2 精炼渣氧化性对氧含量的影响

3.2.3 精炼渣碱度对氧含量的影响

3.2.4 精炼渣中Al2O3对氧含量的影响

3.3 铝含量对钢中全氧含量的影响

3.4 RH真空处理对轴承钢中全氧含量的影响分析

3.4.1 RH脱气时间对钢中氧含量的影响

3.4.2 RH吹氩量对钢中全氧含量的影响

3.5 轴承钢中夹杂物行为的研究

3.5.1 各工序夹杂物数量变化分析

3.5.2 各工序钢中夹杂物粒径分布

3.5.3 各工序夹杂物的形貌和组成分析

3.5.4 钢中夹杂物成分组成与变化规律

3.5.5 钢中显微夹杂物来源分析

3.6 钢中夹杂物的变性处理分析

3.6.1 钡合金处理轴承钢的可行性分析

3.6.2 钡合金对夹杂物的变性分析

3.7 RH真空处理对钢中夹杂物的影响分析

3.8 精炼渣碱度对钢中夹杂物的影响分析

3.8.1 精炼渣碱度对夹杂物数量及粒径的影响

3.8.2 精炼渣碱度对夹杂物形貌、成分的影响

第四章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表的学术论文