一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣，包括以下重量百分比的組分：47%~53%的氧化鈣、30%~36%的氧化鋁、3%~7%的氧化鎂，控制組分中氧化硅小于1.0%、氧化鐵小于1.0%、氧化鈦小于0.01%，同時，本發明還公開了上述冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣的制備方法：取各組分原料破碎至細粉，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合5~20min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成球狀。本發明提供的精煉合成渣熔點低，純凈度高，整套制備方法簡單，投入少，對環境的影響極小。
【專利說明】一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣及其制備方法
[0001]
【技術領域】
[0002] 本發明涉及一種合成渣，特別是一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣及其制備方 法。
【背景技術】
[0003] 鋼中氧含量決定氧化物夾雜的水平，氧化物夾雜是軸承鋼中最具危害性的，對疲 勞破壞有顯著影響。氧含量越高，形成的氧化物夾雜數量多，氧化物夾雜尺寸增大，偏析嚴 重，夾雜物級別增高，對疲勞壽命的危害加劇。日本某公司的試驗表明：氧含量從20ppm降 低到5ppm，軸承鋼的壽命可提高10倍。
[0004] 另一個受人關注的體現軸承鋼純凈度的熱點是鋼中鈦含量的水平，鈦在鋼中形成 鈦夾雜物，主要是Ti (CN)、TiN、TiC，它們實際上不溶解，熔點都很高，呈方形或棱角形，在 熱加工過程中不變形，因此對疲勞壽命構成嚴重危害。SKF公司的試驗表明：鈦含量從40 ppm降到10 ppm，能提高壽命2倍。
[0005] 同時，對鋼水進行有效脫氧并達到極低氧含量，必須控制爐渣中（FeO+MnO) 彡1. 0%，考慮到脫氧和脫硫的需要，控制爐渣中Si02< 5. 0%，熱力學計算表明：當渣中Si02 達到5%以上時，在低氧條件下，氧化硅會成為鋼水中氧的來源。
【發明內容】
[0006] 發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中合成渣組分未完全滿足鋼精煉時對 氧化鈣和氧化鋁活度的要求的問題。
[0007] 技術方案：本發明公開的一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣，包括以下重量百分 比的組分：47%~53%的氧化鈣、309Γ36%的氧化鋁、39Γ7%的氧化鎂，同時控制組分中氧化硅 小于1. 0%、氧化鐵小于1. 0%、氧化鈦小于0. 01%。
[0008] 同時，提供一種制備冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣的方法，包括以下步驟： (1) 原料破碎至細粉，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料物理去除材料中含鐵材料； (2) 經過處理的粉狀材料(顆粒度< 1mm)，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐； (3) 儲料罐材料通過輸送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合5~20min ; (4) 將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成型。
[0009] 作為優化，所述冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實 際熔點控制在1400度以下。
[0010] 作為優化，所述壓制過程中不添加任何粘結劑。
[0011] 作為優化，控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的Ca0/Al203為1. Γ1. 6。
[0012] 有益效果：本發明提供的冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣是為冶煉高潔凈度軸承鋼 而設計的，通過選用純凈的材料將雜質含量控制在極低的范圍，且通過添加合成材料，將實 際熔點控制在1400度以下，控制Ca0/Al203使其達到高氧化鈣活度、低熔點的精煉需要，嚴 格控制雜質含量，特別是氧化鈦含量，用于冶煉超低氧和鈦的高標準軸承鋼。本發明制備方 法簡單，投入少，對環境的影響極小。
【具體實施方式】
[0013] 實驗例 提供一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣，包括以下組分：47. 34%的氧化鈣、30. 56%的 氧化錯、3. 74%的氧化鎂，同時組分中氧化娃0. 86%、氧化鐵0. 53%、氧化鈦0. 006%。
[0014] 作為優化，提供一種控制塑性夾雜物合成渣的方法，包括以下步驟： (1) 原料破碎至細粉，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料物理去除材料中含鐵材料； (2) 經過處理的粉狀材料，顆粒度為0. 2mm，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐； (3) 儲料罐材料通過輸送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合5min ; (4) 將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成型。
[0015] 壓制過程中不添加任何粘結劑。
[0016] 控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的Ca0/Al203為1. 4~1. 6。
[0017] 冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點控在1400 度以下。
[0018] 實驗研究發現，本發明基于軸承鋼精煉過程中的熱力學平衡所要求的氧化鈣和氧 化鋁活度要求，并配加低熔點的鋁鈣合成材料，實現合成渣無氟化低熔點，最終形成上述組 分，并控制Ca0/Al 203為1. 4~1. 6,通過實踐檢驗，達到軸承鋼氧含量4ppm。
[0019] 軸承鋼對鈦含量要求極高，高標準軸承鋼更是要求鈦低于lOppm。根據鈦和氧的熱 力學平衡：只有當氧含量大于lOOppm時，鈦含量才能降到10 ppm以下，因此去除鈦的方法 一是在初煉爐（電爐或轉爐)階段，二是減少輔助材料(鐵合金、合成渣)中含鈦量。冶煉高標 準軸承鋼精煉合成渣是加入到精煉爐中的重要輔料，在精煉爐階段，因氧含量已很低，無法 通過氧來去除鋼水中鈦，因此嚴格控制合成渣氧化鈦含量。實踐表明，通過控制冶煉高標準 軸承鋼精煉合成渣氧化鈦含量低于〇. 01%，軸承鋼中鈦含量平均達8ppm以下，最低達5ppm。
[0020] 實施例1 按配方量取47. 34%的氧化鈣、30. 56%的氧化鋁、3. 74%的氧化鎂，同時組分中氧化硅 0. 86%、氧化鐵0. 53%、氧化鈦0. 006% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 2mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸送 帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合5min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成球 狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的Ca0/Al 203為 1. 4。冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點達到1398°C。
[0021] 實施例2 按配方量取48. 15%的氧化鈣、31. 22%的氧化鋁、4. 34%的氧化鎂，同時組分中氧化硅 0· 21%、氧化鐵0· 33%、氧化鈦0· 001% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 3mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸送 帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合8min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成球 狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的Ca0/Al203為 1. 4。冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點達到1394°C。
[0022] 實施例3 按配方量取50. 11%的氧化鈣、33. 09%的氧化鋁、6. 19%的氧化鎂，同時組分中氧化硅 0· 31%、氧化鐵0· 18%、氧化鈦0· 005% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 5mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸 送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合lOmin，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制 成球狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的CaO/ A1203為1. 5。冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點達到 1383?。
[0023] 實施例4 按配方量取51. 43%的氧化|丐、34. 55%的氧化錯、5. 67%的氧化鎂，同時組分中氧化娃 0. 13%、氧化鐵0. 88%、氧化鈦0. 006% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 6mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸 送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合12min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制 成球狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的CaO/ A1203為1. 5。冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點達到 1377。。。
[0024] 實施例5 按配方量取52. 06%的氧化鈣、35. 01%的氧化鋁、4. 78%的氧化鎂，同時組分中氧化硅 0. 78%、氧化鐵0. 34%、氧化鈦0. 002% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 9mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸 送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合15min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制 成球狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的CaO/ A1203為1. 5。冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點達到 1353?。
[0025] 實施例6 按配方量取52. 84%的氧化鈣、35. 99%的氧化鋁、6. 93%的氧化鎂，同時組分中氧化硅 0. 44%、氧化鐵0. 23%、氧化鈦0. 001% 取各組分原料破碎至細粉，顆粒度上限為〇. 1mm，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料 物理去除材料中含鐵材料，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐，儲料罐材料通過輸 送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合20min，將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制 成球狀。壓制過程中不添加任何粘結劑。控制所述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的CaO/ A1203為1. 6。冶煉高標準軸承鋼精煉合成漁通過添加低烙點合成材料，使其實際烙點達到 1365?。
[0026] 本發明一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成漁的雜質控制范圍 表1
【權利要求】
1. 一種冶煉高標準軸承鋼精煉合成渣，其特征在于：包括以下組分：479^53%的氧 化鈣、309Γ36%的氧化鋁、39Γ7%的氧化鎂，同時控制組分中氧化硅小于1. 0%、氧化鐵小于 1. 0%、氧化鈦小于0. 01%。
2. -種制備權利要求1的產品的方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 原料破碎至細粉，在破粹后輸出過程中，用強磁性材料物理去除材料中含鐵材 料； (2) 經過處理的粉狀材料(顆粒度< 1mm)，按配方量混合，按單位重量輸送至儲料罐； (3) 儲料罐材料通過輸送帶投入至攪拌器中，根據單位重量混合5~20min ; (4) 將經過攪拌器混合的原料送至模具，壓制成型。
3. 根據權利要求1所述的冶煉高標準軸承鋼合成渣，其特征在于：所述冶煉高標準軸 承鋼精煉合成渣通過添加低熔點合成材料，使其實際熔點控制在1400度以下。
4. 根據權利要求2所述的冶煉高標準軸承鋼合成渣，其特征在于：所述壓 制過程中不添加任何粘結劑。
5. 根據權利要求3所述的冶煉高標準軸承鋼合成渣，其特征在于：控制所 述控制冶煉高標準軸承鋼合成渣的Ca0/Al20 3為1. 4~1. 6。
【文檔編號】C21C7/076GK104250674SQ201310261803
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】張奚東, 王建東 申請人:宜興市瑞華工業爐科技有限公司