杨 谊

（中天钢铁集团有限公司， 江苏 常州 213000）

轴承钢有着较高的硬度和耐磨性，对非金属夹杂物含量及分布要求极为严格，轴承钢是目前所有钢铁产品中对生产要求最为严格的钢种之一。轴承作为各类装备最重要的关键基础件之一，被称为“高端装备的关节”，广泛应用在矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。目前中天钢铁集团有限公司第三炼钢厂生产的轴承钢主要有三类：低铝轴承钢、高铝轴承钢和双渣轴承钢。双渣轴承钢在开发前期经常出现RH 真空炉抽真空时碳氧反应剧烈被迫破空情况，由此导致生产节奏被打乱，产品产量及质量均得不到保证。

1 国内外轴承钢研究现状

改革开放30 多年来，通过多方引进、消化和吸收，实现了大部分高端装备的国产化，但对高端装备用的高端轴承的国产化一直停滞不前，无法满足中国高端装备国产化的需求，特别是新研发的高端装备现完全采用国外轴承[1]。目前中国轴承已经形成行业销售额达到2 000 多亿元的经济规模，而且以每年12%～15%的速度增长，其中高速、精密、重载等高端轴承的增长速度将更快。但中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承，与国外高端轴承和大型轴承等高附加值轴承相比存在较大差距，表现出低端过剩和高端缺乏的生产特点[2]。

目前国外不仅在传统轴承钢质量控制水平方面大幅领先于中国，而且在新型轴承钢的开发力度方面也远远走在中国前面，因此形成了对国外传统轴承钢的质量和性能提升研究以及新型和特殊性能轴承材料研发并行的局面[3]。

2 工艺流程

公司生产双渣轴承钢工艺流程主要为KR—BOF—LF—RH—CCM。而冶炼双渣轴承钢要求转炉所进铁水经过KR 脱硫后w（S）≤0.003%，成品w（S）目标值为0.005%。转炉使用清洁废钢以减少残余元素带入，转炉炼钢入炉后主要使用石灰、生白云石、轻烧白云石和矿石造渣冶炼，转炉放钢主要使用高纯硅脱氧，精炼过程视渣况加入石灰和适量萤石调渣，精炼过程成分、温度、碱度合适后补加石英砂变渣[4]。

3 改进试验及分析

双渣轴承钢生产初期开浇前4 炉使用低铝工艺过渡冶炼，开浇炉次RH 真空炉的碳氧反应剧烈现象仍然存在，且铸坯夹杂物改善不明显[5]。双渣轴承钢铸坯夹杂物中w（CaO）、w（Al2O3）偏高，导致偏离塑性区的形成，和日常冶炼的帘线钢的成分比较相似。图1 为帘线钢夹杂物中含量，下页图2 为双渣轴承钢夹杂物中含量。

根据图1 和图2，现对原工艺进行改进，整组工艺均使用双渣工艺，耐材使用帘线钢钢包，且要求洗包3 次，连铸中包使用镁质干式料+帘线钢专用三大件，转炉终点w（C）要求＞0.08%（需控制出钢氧含量，以避免真空过程的碳氧反应），过RH 抽真空前使用含铝钢洗槽2 次，以减少对钢液的二次氧化。研究表明，钢中夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关，氧含量越高，夹杂物数量就越多，寿命就越短。改进工艺后生产的一组双渣轴承钢的转炉出钢成分和出钢温度情况如表1 所示[6]。

图1 帘线钢夹杂物中质量分数

图2 双渣轴承钢夹杂物中质量分数

表1 工艺改进后双渣轴承钢转炉出钢成分和出钢温度

通过表1 可看出，转炉出钢w（C）控制较好，仅有一炉未大于0.08%。转炉进行脱氧合金化使用的合金及辅料用量如表2 所示。

表2 转炉脱氧合金化使用合金及辅料用量 kg

本次使用5 只钢包生产，使用的钢包利用冶炼60 钢洗包3 次；本次使用45K 和QD08 洗槽，每个真空槽洗2 次，第一次使用45K 进行，第二次使用QD08。连铸过程正常，浇铸开八机八流，钢包自开情况和拉浇过程过热度数据统计如表3 所示。

表3 钢包自开情况和拉浇过程过热度数据统计

通过表3 可看出，整组过热度控制较好，大包开浇均为自开，液面曲线较平稳，塞棒下行，八个流液面曲线总体平稳，塞棒下行[7]。对原工艺进行改进后，浇铸过程中液面曲线趋于平稳，连铸挑坯少，整体浇铸周期延长。

4 结论

1）转炉出钢终点w（C）＞0.08%对整组双渣轴承钢影响较大，终点w（C）＞0.08%时，出钢w（O）大大降低，出钢合金、精炼炉使用脱氧剂将大大减少，精炼炉脱氧剂使用量减少，这对夹杂物控制大有裨益。

2）使用帘线钢专用三大件可将铸坯夹杂物偏离塑性区。

3）使用中碳含铝钢（氧含量更低）洗槽，能够在一定程度上避免RH 真空炉抽真空时碳氧反应剧烈被迫破空情况的发生。