轴承钢连铸圆坯内部质量控制

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1、轴承钢连铸圆坯内部质量控制勾淼孙东宁（特钢公司）摘要本文主要分析了轴承钢连铸过程中内部缺陷的形成原理及对铸坯质量的影响，研究了轴承钢连铸圆坯内部质量的控制措施，包括连铸拉速与钢水温度优化控制、结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌、和二冷控制等核心工艺技术，天津钢管集团特钢公司通过这些技术的应用，轴承钢中心偏析、中心疏松及缩孔等内部质量缺陷得到了有效的控制。关键词轴承钢中心偏析电磁搅拌二冷控制中心疏松BallbearingsteelscontinuouscastingroundbilletinternalqualitycontrolGouMiaoSunD

2、ongning（SpecialSteelCompany）AbstractThisarticlemainlyanalyzestheinternaldefectsintheprocessofhighcarbonsteelcontinuouscastingformingprincipleandtheimpactonthequalityofcastingbillet,Studyofhighcarbonsteelcontinuouscastingroundbilletinternalqualitycontrolmeasures，includingcast

3、ingspeedandmoltensteeltemperatureoptimalcontrol,Moldelectromagneticstirring,Endoftheelectromagneticstirring,andCoretechnologyofsecondarycoolingcontrol,TPCOthroughtheapplicationofthetechnology,ballbearingsteelscentersegregationandcenterlooseandinternalqualitydefectssuchasshri

4、nkagecavityhasbeeneffectivelycontrolled.KeywordsBallbearingsteelsCentersegregationElectromagneticstirringSecondarycoolingcontrolCenterforosteoporosis由于轴承钢碳含量高，固液两相区的宽度比低碳合金钢宽很多，从而使其在相同凝固速率的情况下，更易产生低倍缺陷，使轴承钢连铸坯的表面和内部易产生裂纹、中心疏松、轴心碳偏析等质量缺陷如图1所示。图1GCr15低倍样片为消除这些缺陷，我们从中包过热度、拉速、二冷

5、控制、电磁搅拌等几个方面进行优化，经过一段时间的生产实践，取得了良好的效果。1生产工艺流程及主要设备参数天津钢管集团特殊钢有限公司三炼钢投产于2009年5月，生产工艺流程为：EAF——LF——RH——CC。主要设备参数见表1、表2、表3、表4。表1EAF主要技术参数EAF项目参数公称重量/t100炉壳直径/mm6400变压器额定容量/MVA100表2LF主要技术参数LF项目参数公称重量/t100加热速度/(/min)3~5变压器额定容量/MVA16电极直径/mm400表3RH主要技术参数RH项目参数真空槽外径/mm2460浸渍管外径/mm450

6、/1040顶枪吹氧量/（Nm/h）1500~2000真空泵抽气量/(kg/h)500表4CC主要技术参数CC项目参数弧形半径/m14圆坯断面/mm310~500拉坯速度/(m/min)0.28~1.10流数5流结晶器振动方式液压二冷方式气-雾冷却平均浇注时间/min452轴承钢圆坯内部质量缺陷产生的原因轴承钢圆坯内部质量缺陷主要是中心疏松和轴心碳偏析。钢液在凝固过程中,溶质元素在固液相间发生再分配,柱状晶的生长使枝晶间未凝固钢水的溶质元素得到了富集。而钢坯的鼓肚和液相穴末端的凝固收缩使中心产生强大的抽吸力。根据小钢锭理论,上部钢水受晶桥阻隔不能

7、对下部凝固收缩进行及时补充,致使柱状晶枝晶间富集溶质的残液向中心流动形成中心偏析［1、2］,对方坯而言,在凝固区域末端的铸坯鼓肚量小于铸坯的凝固收缩量［3］。因此,方坯的中心偏析主要起因于铸坯凝固末端固液两相区(也称糊状区)的凝固收缩。连铸坯的中心偏析和中心疏松等宏观缺陷可以通过增加铸坯断面上等轴晶比例来避免或改善,大量研究表明,当铸坯断面上等轴晶率达到35%～40%以上才能基本消除中心偏析［4、5］。生产中获得等轴晶常用的方法有电磁搅拌技术和低过热度浇铸技术,并适当降低浇铸速度。3控制轴承钢圆坯内部质量缺陷的措施三炼钢连铸主要从工艺参数控制即

8、过热度、拉速、二次冷却、电磁搅拌几个方面采取措施优化工艺参数，以达到控制轴承钢圆坯内部质量缺陷的目的。3.1过热度过热度是轴承钢生产的一个关键因素，其