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1、轴承钢质量认定材料1、产品研制和生产历史：莱钢生产轴承钢已经有30多年的历史，一直按照模铸的方法生产，在2001 年以前一直按照YB/T 9-1968标准生产，2001年底开始按照YJZ 84临时供货协 议要求对高碳铬轴承钢进行生产，2002年4月份按照GB/T 18254-2000标准要求 进行生产。2002年9月特殊钢厂实现全连铸，11月开始开发以连铸工艺生产轴 承钢。2003年5月份，开始按照GB/T 18254-2002标准进行生产。2、产品特点：生产工艺：铁水+废钢一一50t电炉(EBT)冶炼一一钢包合金化一一LF炉 精炼 VD炉真空脱气 2#合金钢连铸机连铸(300mm X260m
2、m,220mmX 180mm) 轧制成材 检验 精整 入库使用性能：滚动轴承由内套圈、外套圈、滚动体、保持器四大件组成，在拉、 压应力、剪切应力及摩擦力等交变负荷下工作。随着科学技术的发展，一些特殊 用途的轴承向着高转速、高负荷、高温、低温、特大型、特小型、低噪声发展。 作为一台机械设备基础零件之一的轴承，必须具备下列性能：高的疲劳强度、弹 性强度、屈服强度和韧性，高的耐磨性能，高且均匀的硬度，一定的抗腐蚀能力。 对在特殊介质下工作的轴承，还应该具有相应的特殊性能。人们长期以来将上述 要求归纳为两个与冶金因素有关的问题，即材料的纯洁度和均匀性。所谓纯洁度 是指材料中夹杂物的含量、夹杂物的类型、
3、气体含量及有害元素的种类及其含量。 均匀性是指材料的化学成分、内部组织，包括基体组织，特别是析出相碳化物颗 粒度及其间距、夹杂物颗粒和分布等均匀程度。GCr15是目前国内轴承钢用量最 大的一种，该钢种使用量约占齿轮钢总量的60%以上。近年来，GCr15使用量呈 上升状态。虽然一些新型轴承钢不断出现，但是GCr15钢占有主导地位，具有较 强的市场开发潜力。与这种市场发展形势相适应，莱钢GCr15钢产量、主要技术经济指标均呈稳 定增长趋势，在国内市场占有一定份额，产品具有化学成分均匀、气体含量、夹 杂物级别及含量低、外观质量好等特点，实物质量稳定可靠，较好地满足了不同 层次用户的使用要求，这充分说
4、明莱钢GCr15轴承钢具有较好的生产保证能力。外观：热轧圆钢的不圆度GB/T 702的规定；热轧圆钢弯曲度不大于4mm/m，总弯曲度不大于0.4%X钢材长度；钢材不得有显著扭转；钢材端头应锯切或剪切整齐，不得有马蹄形、飞边、毛刺及影响使用的切斜和压扁，钢材不允许气割。尺寸：热轧圆钢的尺寸及允许偏差应符合GB/T 702-1986规定。包装、标志：每捆或每根钢材应于端面或距端部100150mm处用油漆涂上蓝色一条或挂带标牌或标签。3、主要用途：主要用户为各轴承加工企业，加工轴承套圈和滚动体。4、今后五年每年产量计划今后五年计划年产轴承钢15万吨5、工艺技术路线莱钢轴承钢生产工艺流程：50t电弧炉
5、一60tLF精炼炉一VDf260X300大方坯连铸机一650轧机一退火炉一精整5.1超高功率电炉 （UHP-EBT）电炉公称容量50t，采用一系列比较先进的工艺技术：炉壁、炉盖管式水冷;SVC功率无功补偿技术；泡沫渣埋弧操作；油氧助熔；炉底吹氩搅拌；EBT偏 心炉底出钢，留钢、留渣操作；出钢过程脱氧，合金化。主要技术：入炉料配加铁水；控制终点C： 0.40.8%，P0.015%，降低钢水氧化，保证粗炼钢水质量；出钢过程按顺序脱氧合金化。5.2 LF精炼工艺公称容量60t，处理温度15001590C，炉底吹氩促进夹杂物上浮，控制炉 渣碱度与成分，精炼中期喂铝线脱氧，弱吹氩搅拌。主要技术：精炼合成
6、渣；低碱度精炼渣操作；控制钢中Als含量。5.3 VD精炼工艺进真空工位前扒除包内精炼渣，加调渣剂改性，控制吹氩强度0.20.4Mpa， 抽气能力：250kg/h(67Pa)、2300 kg/h(8Pa)。工艺流程：预抽真空- 吊包入罐 - 吹氩一测温取样一落下真空罐盖一打开真空截至阀一真空脱气一关 闭真空截至阀f破真空f开启真空罐盖f测温取样f停止吹氩f吊 包浇铸。主要技术：调整包内渣碱度；控制吹氩强度；控制真空保持时间；控制破真 空后软吹时间。5.4连铸四机四流方坯连铸机，断面260mmX 300mm。主要工艺技术：全程无氧化保护浇注，在钢包和中间罐之间，采用耐材保护 套管，中间罐长水口；
7、结品器液面自动控制；结品器小振幅高频率；气雾冷却技 术；结品器和二冷末段电磁搅拌技术。6、主要原料主要原料名称6.1电炉入炉原料配比结构：重型废钢中型废钢铁水+生铁40%3525%N30%6.2铁合金及技术条件编号铁合金名称执行技术条件1高碳锰铁GB/T3795-19962中碳锰铁GB/T3795-19963硅锰合金GB/T4008-19964硅铁GB/T2272-19875高碳铬铁GB/T5683-19876中碳铬铁GB/T5683-19877铝线（铝块）YB/T053-19938钛线YB/T053-19937、质量控制质量控制数据统计分析（2002标准，54炉）7.1主要成分控制情况成分（
8、）cmnsipscrO(ppm)MAX1.010.380.270.0240.0221.5612MIN0.950.290.170.0120.0031.418AVE0.970.320.210.0170.0141.4910.8标准要求0.95 1.050.25 0.450.15 0.355 0250.0251.40 1.65127.2低倍组织控制情况项目一般疏松中心疏松偏析最大0.51.50.5最小0.50.50.5平均0.50.960.5标准要求（不大于）1.01.51.07.3高倍组织、夹杂物控制情况项目A细A粗B细B粗C细C粗D细D粗液析最大21.52.52.50.50.5112最小0.50.
9、50.50.50.50.50.50.50平均1.20.60.80.60.50.50.50.50.1标准要求W2.51.52.01.00.50.51.01.02.0 或 2.57.4钢材的脱碳层、显微孔隙，热顶锻以及表面质量、包装标志等求均满足标准 要求。7.5分析:由以上数据可以看出，莱钢轴承钢的化学成分、低倍组织、碳化物不均匀性、 脱碳层、热顶锻性能等完全能够满足GB/T 18254-2002标准要求；但个别炉次非 金属夹杂物存在超标现象，约占12%。同时钢材的碳化物液析、中心疏松级别 和氧含量虽然能够满足标准要求，但与国内国际先进水平相比，还有差距。钢材 的表面质量有待进一步提高，减少表面
10、裂纹缺陷。8、国际先进工艺路线国外部分高质量轴承钢生产工艺的主要特点为：（1）为降低消耗、提高产品质量和质量稳定性及便于进行二次精炼，冶炼设备 大型化，既有电炉又有转炉提供高质量的粗钢。（2）为降低钢中残余元素，对钢铁料进行精选或采用高炉铁水为原料。（3）为减少氧化渣的带入，国外普遍采用无渣出钢（如EBT）技术、真空吸渣 和换钢包除渣等技术。（4）二次精炼设备以LF为主，真空精炼以RH为主，进一步降低钢中氧含量和 氢、氮含量（国内采用VD炉较多，VD效果远不如RH）。（5）真空或非真空条件下长时间搅拌。（6）高碱度精炼渣。以日本为代表的轴承钢生产厂家采用高碱度精炼渣，一般 将精炼渣碱度（CaO
11、/SiO2）控制在46之间。（7）连铸。轴承钢铸坯容易产生偏析、缩孔和裂纹等缺陷，目前为止还没有厂 家彻底解决轴承钢连铸坯的中心碳偏析问题，国外许多权威轴承钢生产厂家仍然 采用模铸方式生产轴承钢坯（如瑞典SKF、法国Ascometal和美国Timken）。工艺流程主要包括：电炉或转炉熔炼（预热，粗炼3070min）f EBT出钢倒 入钢包（同时预脱氧、加合成渣和合金）一钢包到LF精炼（时间3050min，温度 1560C左右）一添加合成渣一加热和吹Ar强搅拌一加入脱氧剂和合金一钢包到 RH或VD吹Ar强搅拌脱气（2030min） 净搅拌一浇注（钢包下渣检测、中间 罐加热、液面控制、中间罐水口防
12、堵、结品器和二冷末端电磁搅拌、轻压下等的 综合应用）。8.1 瑞典 SKF：工艺流程：100t电弧炉（100%废钢）一SKF+MR精炼一VD精炼一模铸一钢 锭均热一初轧机开坯一行星轧机、连扎精轧一无损在线检测一连续炉球化退火一 检验入库该工艺主要分两个阶段：首先在SKF双壳炉中在氧化条件下快速熔化；然 后在SEASKF炉中还原条件下进行精炼。精炼过程为：先用FeSi进行预脱 氧，然后扒渣，再加铝进一步脱氧，以后是脱硫和真空脱气，整个过程伴随着感 应搅拌。8.2日本山阳公司：工艺流程：90150t电弧炉一EBT出钢一LF精炼炉一RH精炼一连铸一均热 初轧机开坯一钢坯清理一一行星轧机、连扎精轧一无
13、损在线检测一连续炉球化 退火一检验入库主要操作要点为：钢水氧化状态下偏心底出钢；在LF炉精炼过程中，采用高 碱度操作，钢液温度为15201570C，处理时间3035min；在RH操作过程中， 做到真空室内不进渣，真空度达到13.33Pa ；采用全封闭连铸。8.3日本神户公司工艺流程：高炉一铁水预处理一转炉复合吹炼一RH-连铸对精炼渣的要求是：（FeO+MnO） 3；精炼炉耐火材料除 了渣线用镁碳砖外，其余均为高铝砖。搅拌功率为123 /t； VAD和EMS处理时 间15min；铝含量控制在0.0160.024%。8.4日本爱知公司工艺流程：80tEF-VSC （真空除渣）一LF-RH-CC。在
14、LF炉中，炉渣碱 度（CaO+MgO） /SiO22.85，搅拌功率 1002003/，要求（TFe+MnO） 0.8%。 8.5德国GMH公司工艺流程：125t电炉（100%废钢）一EBT出钢（同时加渣料、预脱氧、合金 化）一钢包到加热工位一添加合成渣一加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金一钢 包到真空工位脱气（VD）-连铸（六流，200mmX240mm）o8.6 法国 Ascomeral公司工艺流程：电炉（100%废钢）一EBT出钢（同时加渣料、预脱氧、合金化） 一钢包到加热工位一添加合成渣一加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金一钢包 到真空工位（RH）脱气一模铸（氩气保护）或连铸（四流旋转式）9、该产品在国际上的发展方向今后轴承钢主要向高洁净度和性能多样化两个方向发展。提高轴承钢的洁净 度，特别是降低钢中的氧含量，可以明显延长轴承的寿命。为了延长轴承钢的寿 命，人们多年来一直致力于开发应用精炼技术来降低钢中的氧含量。此外，研究和开发新型轴承钢，扩大应用和代替传统的轴承钢，如下：1）超高纯净化高碳铬轴承钢的开发，如大同特钢生产的轴承钢，0W5ppm，可 以低到3.4ppm，TiW5ppm，NW30PPM，并可得到极细化的氧化物夹杂和Ti 夹杂物；2）用精密冷轴承套圈的中碳轴承钢的开发，如含碳0.8%左右的G8Cr15冷变 形能力明显优于GCr15
