D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.s1.012 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 RH真空处理GCr15轴承钢中全氧及显微夹杂物的 行为研究 吴华杰) 包燕平岳峰田新中) 薛正学)艾新港)贾楠) 1)北京科技大学冶金工程研究院，北京1000832)邢台钢铁有限责任公司技术中心，邢台054027 摘要针对RH工艺生产轴承钢，通过现场试验研究了RH真空处理时间对钢中全氧和显微夹杂物的影响。试验结果表 明，延长RH真空时间可以进一步降低钢中全氧和显微夹杂物的数量，RH脱氧主要是通过显微夹杂物的去除，全氧与显微夹 杂物随时间的变化关系基本一致；真空处理25min可使钢液中全氧和显微夹杂降低约60%，比14mim时多降低约13%，并得 出邢钢轴承钢生产条件下，RH精炼过程钢液的表观脱氧速度系数为一0.036mim1:工艺优化后147炉轴承钢产品的平均全 氧为6.7×10-6， 关键词RH:轴承钢：全氧：显微夹杂物 Study on total oxygen content and micro inclusion of bearing steel GCr15 during RH vacuum process WU Huajie,BAO Yan-ping),YUE Feng),TIAN Xin-zhong2),XUE Zheng-xue2).AI Xin-gang).JIA Nan) 1)Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Technology Center.Xingtai Iron &Steel Co-Ltd.,Xingtai 054027,China ABSTRACT The influence of RH vacuum processing time on the total oxygen content and micro inclusion removal of bearing steel GCr15 was discussed.The results show that total oxygen content and micro inclusion amount will be decreased further by prolonging vacuum processing time,deoxidization during the RH process is caused by micro inclusion removal,and the relationship between the total oxygen content and RH vacuum processing time is in agreement with the relationship between the micro inclusion amount and vacuum processing time.After 25 min of the RH vacuum process.total oxygen content and micro inclusion amount are decreased by about 60%,which is 13%less than those after 14 min of the RH vacuum process.It is found that the deoxygenation coefficient is -0.036 min under the RH production condition of bearing steel GCr15 in Xingtai IronSteel Corporation.The average total oxygen content of 147 heats bearing steel is 6.7X10after process optimizing. KEY WORDS RH:bearing steel:total oxygen:micro inclusion 轴承钢中的全氧含量和夹杂物对轴承的疲劳寿 也有企业采用LF十RH精炼工艺]，但对轴承钢 命具有重要影响，降低钢中全氧含量，控制夹杂物类 生产时RH的脱氧去夹杂机理研究还较少，为了进 型，减少其数量可以提高轴承钢的使用寿命山.为 一步发挥RH的功效，需要对轴承钢生产中RH过 了提高轴承钢质量，对全氧含量和夹杂物的控制要 程的脱氧机理进行深入研究.本文主要研究了RH 求也越来越严格，国际先进企业对轴承钢的全氧控 真空处理时间与钢中全氧含量的关系， 制水平达到了5X10-6左右21.RH作为炼钢生产 过程中重要的精炼手段，具有良好的脱碳、脱氢及脱 1生产流程及研究方法 氧去夹杂功能，H工艺的脱氧优势在国外的轴 1.1工艺流程及概况 承钢生产中早就得到了很好的应用).在国内，轴 邢钢GCrl5轴承钢的炼钢生产流程为转 承钢生产一般采用LF十VD精炼工艺5]，近年来 炉一LFRH连铸，钢包容量为70t,出钢和LF过程 收稿日期：2009-08-01 作者简介：吴华杰(1978-)，男，博士，E-mail:w hjyeah@163.com
RH 真空处理 GCr15轴承钢中全氧及显微夹杂物的 行为研究 吴华杰1） 包燕平1） 岳 峰1） 田新中2） 薛正学2） 艾新港1） 贾 楠1） 1） 北京科技大学冶金工程研究院北京100083 2）邢台钢铁有限责任公司技术中心邢台054027 摘 要 针对 RH 工艺生产轴承钢通过现场试验研究了 RH 真空处理时间对钢中全氧和显微夹杂物的影响．试验结果表 明延长 RH 真空时间可以进一步降低钢中全氧和显微夹杂物的数量RH 脱氧主要是通过显微夹杂物的去除全氧与显微夹 杂物随时间的变化关系基本一致；真空处理25min 可使钢液中全氧和显微夹杂降低约60％比14min 时多降低约13％并得 出邢钢轴承钢生产条件下RH 精炼过程钢液的表观脱氧速度系数为－0∙036min －1；工艺优化后147炉轴承钢产品的平均全 氧为6∙7×10－6． 关键词 RH；轴承钢；全氧；显微夹杂物 Study on total oxygen content and micro inclusion of bearing steel GCr15during RH vacuum process W U Hua-jie 1）BA O Y an-ping 1）Y UE Feng 1）TIA N Xin-z hong 2）XUE Zheng-xue 2）AI Xin-gang 1）JIA Nan 1） 1） Engineering Research InstituteUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Technology CenterXingtai Iron ＆ Steel Co．Ltd．Xingtai054027China ABSTRACT T he influence of RH vacuum processing time on the total oxygen content and micro inclusion removal of bearing steel GCr15was discussed．T he results show that total oxygen content and micro inclusion amount will be decreased further by prolonging vacuum processing timedeoxidization during the RH process is caused by micro inclusion removaland the relationship between the total oxygen content and RH vacuum processing time is in agreement with the relationship between the micro inclusion amount and vacuum processing time．After25min of the RH vacuum processtotal oxygen content and micro inclusion amount are decreased by about 60％which is13％ less than those after14min of the RH vacuum process．It is found that the deoxygenation coefficient is －0∙036min －1 under the RH production condition of bearing steel GCr15in Xingtai Iron ＆ Steel Corporation．T he average total oxygen content of 147heats bearing steel is6∙7×10－6after process optimizing． KEY WORDS RH；bearing steel；total oxygen；micro inclusion 收稿日期：2009-08-01 作者简介：吴华杰（1978－）男博士E-mail：whjyeah＠163．com 轴承钢中的全氧含量和夹杂物对轴承的疲劳寿 命具有重要影响降低钢中全氧含量控制夹杂物类 型减少其数量可以提高轴承钢的使用寿命［1］．为 了提高轴承钢质量对全氧含量和夹杂物的控制要 求也越来越严格国际先进企业对轴承钢的全氧控 制水平达到了5×10－6左右［2－3］．RH 作为炼钢生产 过程中重要的精炼手段具有良好的脱碳、脱氢及脱 氧去夹杂功能［4］RH 工艺的脱氧优势在国外的轴 承钢生产中早就得到了很好的应用［2］．在国内轴 承钢生产一般采用 LF＋VD 精炼工艺［5－6］近年来 也有企业采用 LF＋RH 精炼工艺［7－8］但对轴承钢 生产时 RH 的脱氧去夹杂机理研究还较少为了进 一步发挥 RH 的功效需要对轴承钢生产中 RH 过 程的脱氧机理进行深入研究．本文主要研究了 RH 真空处理时间与钢中全氧含量的关系． 1 生产流程及研究方法 1∙1 工艺流程及概况 邢钢 GCr15 轴 承 钢 的 炼 钢 生 产 流 程 为 转 炉－LF－RH－连铸钢包容量为70t出钢和 LF 过程 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．012
.122 北京科技大学学报 2009年增刊1 用Al作脱氧剂，RH过程不再加AI脱氧，RH极限 0.00102%;RH真空处理25mim,T[0]为0.0006%~ 真空度为67Pa,吹氩量为72m3h,生产初期，RH 0.0010%,平均0.00077%，且波动范围比14min 真空处理时间为14min左右，钢材中全氧为8× 时小0.0002%.结果表明，RH精炼可以显著降低 10-6~12×10-6(质量分数，下同)，与国内外先 轴承钢的氧含量，前l4min,钢中全氧含量下降较 进水平相比还有一定差距，且波动较大 快，14min至25min全氧含量继续下降，但趋势变 1.2研究方法 缓；RH真空处理14min比初始的平均T[0]降低 为进一步降低和稳定钢材中的氧含量，本研究 46.3%,真空处理时间增加到25mim,T[0]与精练 在保证精炼时间和钢液温降满足连铸顺行的前提 初始相比下降了59.5%，比14min时多降低 下，尽可能延长真空处理时间至25min·分别在RH 13.2% 到站、真空处理14min和25min时，用提桶取样器 30r 25 g -0-649 ◆-655 在钢包中提取钢样，取样位置在钢液表面下400mm -■--651 --0--896 左右处，试样不脱氧，钢样冷却后用线切割，在钢样 204 -△-653 -±-900 密实处切取5mm圆柱试样和金相试样，圆柱样用 10 于分析全氧含量，由国家钢铁材料测试中心采用红 5 年 外吸收法分析；金相样经磨制抛光后用XJZ6光学 14 25 显微镜统计夹杂物数量变化情况，用JSM6480LV RH真空处理时间min 扫描电镜分析夹杂物形貌和成分， 图1T[O]与RH真空处理时间的关系 2实验结果与讨论 2.2RH真空处理对显微夹杂物的影响 2.1RH真空处理对钢中T[0]的影响 经扫描电镜分析，轴承钢RH精炼过程中非金 试验在2个浇次的10炉钢进行，各取样点都取 属夹杂物主要是氧化物（主要为铝酸钙，还有少量镁 样良好的共有6炉钢，试验得到的RH真空处理时 铝尖晶石)、硫化物(MnS和Cas)以及氧化物与硫化 间与钢液中T[0]的关系见图1.RH真空处理初始 物的复合夹杂，以氧化物为主，基本为球形，尺寸绝 T[0]为0.0013%~0.0026%，平均0.00190%：RH 大多数都在3m以下，典型的夹杂物形貌与成分如 真空处理14min,T[0]为0.0008%~0.0014%，平均 图2和表1所示 254m 2.5μm 2.5m 2.5um 5 um 5 um 图2RH过程轴承钢中典型夹杂物的形貌 采用当量直径法，用金相显微镜统计单位面积 数量变化如图3所示，RH真空处理的前14min显 内显微夹杂物的数量，RH处理过程中显微夹杂物 微夹杂物的数量急剧减少，与初始相比夹杂物数量
用 Al 作脱氧剂RH 过程不再加 Al 脱氧RH 极限 真空度为67Pa吹氩量为72m 3／h．生产初期RH 真空处理时间为14min 左右钢材中全氧为8× 10－6～12×10－6（质量分数下同） ［7］与国内外先 进水平相比还有一定差距且波动较大． 1∙2 研究方法 为进一步降低和稳定钢材中的氧含量本研究 在保证精炼时间和钢液温降满足连铸顺行的前提 下尽可能延长真空处理时间至25min．分别在 RH 到站、真空处理14min 和25min 时用提桶取样器 在钢包中提取钢样取样位置在钢液表面下400mm 左右处试样不脱氧钢样冷却后用线切割在钢样 密实处切取●5mm 圆柱试样和金相试样圆柱样用 于分析全氧含量由国家钢铁材料测试中心采用红 外吸收法分析；金相样经磨制抛光后用 XJZ－6光学 显微镜统计夹杂物数量变化情况用 JSM6480LV 扫描电镜分析夹杂物形貌和成分． 2 实验结果与讨论 2∙1 RH 真空处理对钢中 T［O］的影响 试验在2个浇次的10炉钢进行各取样点都取 样良好的共有6炉钢试验得到的 RH 真空处理时 间与钢液中 T ［O］的关系见图1．RH 真空处理初始 T ［O］为0∙0013％～0∙0026％平均0∙00190％；RH 真空处理14minT ［O］为0∙0008％～0∙0014％平均 0∙00102％；RH 真空处理25minT ［O］为0∙0006％～ 0∙0010％平均0∙00077％且波动范围比14min 时小0∙0002％．结果表明RH 精炼可以显著降低 轴承钢的氧含量前14min钢中全氧含量下降较 快14min 至25min 全氧含量继续下降但趋势变 缓；RH 真空处理14min 比初始的平均 T ［O］降低 46∙3％真空处理时间增加到25minT ［O］与精练 初始 相 比 下 降 了 59∙5％比 14 min 时 多 降 低 13∙2％． 图1 T ［O］与 RH 真空处理时间的关系 2∙2 RH 真空处理对显微夹杂物的影响 经扫描电镜分析轴承钢 RH 精炼过程中非金 属夹杂物主要是氧化物（主要为铝酸钙还有少量镁 铝尖晶石）、硫化物（MnS 和 CaS）以及氧化物与硫化 物的复合夹杂以氧化物为主基本为球形尺寸绝 大多数都在3μm 以下典型的夹杂物形貌与成分如 图2和表1所示． 图2 RH 过程轴承钢中典型夹杂物的形貌 采用当量直径法用金相显微镜统计单位面积 内显微夹杂物的数量RH 处理过程中显微夹杂物 数量变化如图3所示．RH 真空处理的前14min 显 微夹杂物的数量急剧减少与初始相比夹杂物数量 ·122· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1
Vol.31 Suppl.I 吴华杰等：RH真空处理GCrl5轴承钢中全氧及显微夹杂物的行为研究 123 下降了28.87个/mm2,去除率是45.7%；真空处理 量，10-6；T[0]o为RH初始时的钢液氧含量，10-6； 25min后，钢中显微夹杂物数量下降了37.23个/ t为RH真空处理时间，min;k为表观脱氧速度系 mm2,去除率是59%，与14min相比，显微夹杂物数 数，试验条件下为0.036min1. 量多去除13.3%.可见，适当延长精炼时间能进一 2.3.2RH处理过程脱氧与显微夹杂的关系 步减少钢中显微夹杂物数量，但在14min至25min 众所周知，钢液中的T[0]包括溶解氧与夹杂 阶段，显微夹杂物数量减小的速度比前14min慢 物中的氧两部分·RH精炼过程中钢液的氧含量由 表1RH过程轴承钢中典型夹杂物的成分（质量分数）% 显微夹杂物的去除速度（脱氧速度）和钢液被空气、 图号Mg0 A1203 SiO2 Cas Ca0 顶渣或耐火材料二次氧化的速度的综合平衡来决 1 1.2194.132.23 2.43 0.00 定，而邢钢生产轴承钢时，进RH前已脱氧完毕，RH 2 3.04 48.29 5.35 4.38 38.94 处理过程中顶渣的Fe0十Mn0含量小于1.5%，炉 2.51 57.10 3.96 8.32 28.10 衬采用镁质耐火材料，RH过程中渣层平稳没有裸 3.48 58.65 5.21 12.06 20.60 露情况，炉渣、空气和炉衬对钢液的二次氧化很小， 5.45 39.05 4.76 13.42 37.32 因此RH过程中钢中T[0]主要是夹杂物中的氧 12.54 51.23 5.63 6.12 24.48 从图1和图3可以发现，钢水中显微夹杂物数 量和T[O]随RH真空处理时间变化的趋势基本一 70 k63.1 00 致.有文献指出町，钢中<10m的夹杂物与T[0] 有很好的对应关系，而在RH生产轴承钢条件下，钢 40 34.27 0 中大部分氧化物夹杂都是小于5m的，这说明RH ◆25.87 生产轴承钢时，钢中T[0]反映的是钢中显微夹杂 物的氧，RH过程中钢中T[0]的降低主要是由于显 进站 14 min 25 min RH精炼阶段 微夹杂物的去除导致的 RH精炼过程搅拌强烈，显微夹杂物容易碰撞 图3夹杂物数量与RH真空处理时间的关系 长大，利于上浮去除1O].RH处理后不仅钢中显微 2.3讨论 夹杂物的数量大为减少（图3），而且尺寸也更为细 2.3.1RH处理过程的表观脱氧系数 小，小尺寸夹杂物的比例提高（图5）.RH精炼前14 将试验所得数据作lnT[0]与t的关系图，如图 min氧含量下降比较快，脱氧速率相对较高，这是因 4所示 为RH精炼初期钢中的显微夹杂数量相对较多，夹 3.5 杂物碰撞长大的几率相对较大，夹杂物容易上浮去 nT0-0.036+2.879 3.0 除；随着精炼时间的延长，显微夹杂物数量变少，相 互间碰撞的几率也变小，夹杂物相对不容易去除，表 三2.0 现为l4min到25min氧含量下降较慢，脱氧速率变 1.5 106 缓，因此，显微夹杂物的去除速度决定脱氧的速度， 10 15 20 25 RH真空处理时间min 脱氧速度也反映显微夹杂物的去除速度，图6为钢 中显微夹杂物数量的对数与RH真空处理时间的关 图4RH精炼过程中lT[O]与真空处理时间t的关系图 系，其斜率与图4中lnT[0]与t的关系的斜率相 试验6炉钢的lnT[0]与t的数据都落于图中 120 框出的平行四边形区域，lnT[0]与t呈直线关系， 100 口>20μm 口10-204m 其斜率为一0.036，即表观脱氧速度系数k为0.036 口5-10m ■<5m min1,也就是说RH精炼过程中钢液的全氧含量与 60 真空处理时间的关系可用下式表示： 0 lnT[0].=lnT[0]o-0.036t (1) 20 即 女 T[0].=T[0]oexp(-kt)=T[0]oexp(-0.036t) RH前RH后 RH精炼阶段 (2) 式中，T[O]:为RH真空处理时间t时的钢液氧含 图5RH处理前后钢中显微夹杂物的大小分布情况
下降了28∙87个／mm 2去除率是45∙7％；真空处理 25min 后钢中显微夹杂物数量下降了37∙23个／ mm 2去除率是59％与14min 相比显微夹杂物数 量多去除13∙3％．可见适当延长精炼时间能进一 步减少钢中显微夹杂物数量但在14min 至25min 阶段显微夹杂物数量减小的速度比前14min 慢． 表1 RH 过程轴承钢中典型夹杂物的成分（质量分数） ％ 图号 MgO Al2O3 SiO2 CaS CaO 1 1∙21 94∙13 2∙23 2∙43 0∙00 2 3∙04 48∙29 5∙35 4∙38 38∙94 3 2∙51 57∙10 3∙96 8∙32 28∙10 4 3∙48 58∙65 5∙21 12∙06 20∙60 5 5∙45 39∙05 4∙76 13∙42 37∙32 6 12∙54 51∙23 5∙63 6∙12 24∙48 图3 夹杂物数量与 RH 真空处理时间的关系 2∙3 讨论 2∙3∙1 RH 处理过程的表观脱氧系数 将试验所得数据作 lnT ［O］与 t 的关系图如图 4所示． 图4 RH 精炼过程中 lnT ［O］与真空处理时间 t 的关系图 试验6炉钢的 lnT ［O］与 t 的数据都落于图中 框出的平行四边形区域lnT ［O］与 t 呈直线关系 其斜率为－0∙036即表观脱氧速度系数 k 为0∙036 min －1也就是说 RH 精炼过程中钢液的全氧含量与 真空处理时间的关系可用下式表示： lnT ［O］ t＝lnT ［O］0－0∙036t （1） 即 T ［O］ t＝T ［O］0exp（－kt）＝T ［O］0exp（－0∙036t） （2） 式中T ［O］ t 为 RH 真空处理时间 t 时的钢液氧含 量10－6 ；T ［O］0 为 RH 初始时的钢液氧含量10－6 ； t 为 RH 真空处理时间min；k 为表观脱氧速度系 数试验条件下为0∙036min －1． 2∙3∙2 RH 处理过程脱氧与显微夹杂的关系 众所周知钢液中的 T ［O］包括溶解氧与夹杂 物中的氧两部分．RH 精炼过程中钢液的氧含量由 显微夹杂物的去除速度（脱氧速度）和钢液被空气、 顶渣或耐火材料二次氧化的速度的综合平衡来决 定而邢钢生产轴承钢时进 RH 前已脱氧完毕RH 处理过程中顶渣的 FeO＋MnO 含量小于1∙5％炉 衬采用镁质耐火材料RH 过程中渣层平稳没有裸 露情况炉渣、空气和炉衬对钢液的二次氧化很小 因此 RH 过程中钢中 T ［O］主要是夹杂物中的氧． 从图1和图3可以发现钢水中显微夹杂物数 量和 T ［O］随 RH 真空处理时间变化的趋势基本一 致．有文献指出［9］钢中＜10μm 的夹杂物与 T ［O］ 有很好的对应关系而在 RH 生产轴承钢条件下钢 中大部分氧化物夹杂都是小于5μm 的这说明 RH 生产轴承钢时钢中 T ［O］反映的是钢中显微夹杂 物的氧RH 过程中钢中 T ［O］的降低主要是由于显 微夹杂物的去除导致的． 图5 RH 处理前后钢中显微夹杂物的大小分布情况 RH 精炼过程搅拌强烈显微夹杂物容易碰撞 长大利于上浮去除［10］．RH 处理后不仅钢中显微 夹杂物的数量大为减少（图3）而且尺寸也更为细 小小尺寸夹杂物的比例提高（图5）．RH 精炼前14 min 氧含量下降比较快脱氧速率相对较高这是因 为 RH 精炼初期钢中的显微夹杂数量相对较多夹 杂物碰撞长大的几率相对较大夹杂物容易上浮去 除；随着精炼时间的延长显微夹杂物数量变少相 互间碰撞的几率也变小夹杂物相对不容易去除表 现为14min 到25min 氧含量下降较慢脱氧速率变 缓．因此显微夹杂物的去除速度决定脱氧的速度 脱氧速度也反映显微夹杂物的去除速度．图6为钢 中显微夹杂物数量的对数与 RH 真空处理时间的关 系其斜率与图4中 lnT ［O ］与 t 的关系的斜率相 Vol．31Suppl．1 吴华杰等： RH 真空处理 GCr15轴承钢中全氧及显微夹杂物的行为研究 ·123·
.124 北京科技大学学报 2009年增刊1 同，都为一0.036，进一步说明了RH过程显微夹杂 T[O]的降低主要是由于显微夹杂物的去除 物的去除速度与脱氧速度一致 (3)研究发现，邢钢轴承钢生产条件下，RH精 炼过程钢液中T[0]与真空处理时间的关系为 [0],-[0]oexp(-0.036t),RH处理的表观脱氧系 2 y=-0.036x+4.1123 数为0.036min1. R2-=0.9803 (4)采用延长真空时间处理的RH优化工艺，对 邢钢2009年以来生产的147炉轴承钢产品进行统 5 10152025 30 RH真空处理时间min 计，轴承钢线材中T[0]大部分为5×10-6~7× 10-6,78.9%的产品小于7×10-6，平均6.7×10-6， 图6钢中显微夹杂物数量(N夹杂物)的对数与RH真空处理时间 比优化前的8×10-6~12×10-6大为改善，达到国 的关系 内先进水平， 3工艺优化后效果 参考文献 由上述公式可知，适当延长RH处理时间有利 [1]Zhong SS.Wang CS.Bearing Steel.Beijing:Metallurgical In- 于去除轴承钢中的夹杂物，降低全氧含量，但时间过 dustry Press.2000:427 长，全氧降低幅度变缓，必须综合考虑产品质量要 (钟顺思，王昌生·轴承钢.北京：冶金工业出版社，2000：427) 求、生产组织、温降以及生产成本等来选择合适的 [2]Uesugi T.Recent development of bearing steel in Japan.Trans Iron Steel Insti Jpn.1988.11(28):893 RH真空处理时间.经研究后，决定将生产中RH真 [3]Sjodin P.Jonsson P.Andreasson M,et al.Oxidic steel cleanness 空处理时间延长至25min,工艺优化后，对2009年 in high-carbon chromium-bearing steel.Scand Metall.1997. 以来生产的147炉轴承钢产品进行统计，如图7所 26(1):41 示.轴承钢中T[0]大部分为5×10-6~7×10~6， [4]Liu L.Development of process and equipment of RH vacuum re- 78.9%的产品小于7×10-6，平均6.7×10-6，比优 finery technology.Iron Steel.2006.41(8):1 化前的8×10-6~12×10-6大为改善，达到国内先 (刘浏.RH真空精炼工艺与装备技术的发展，钢铁，2006,41 (8):1) 进水平. [5]Yu M Q.Wang Z Z.Xu M H.et al.Refining process of super 70 clean bearing steel.Iron Steel,2006.41(9):26 60 50 (虞明全，王治政，徐明华，等.超纯轴承钢的精炼工艺，钢铁， 2006,41(9):26) 0 [6]Ruan X J.Research on Preventive Process and Influence Factor of Central Carbon Segregation in Continuous Casting of Bearing 2 6 Steel[Dissertation ]Beijing:University of Science and Technolo- 0 ≤55-66-77-88-99-1010-111112>12 gy Beijing.2004:10 TO]含量范围 (阮小江·轴承钢连铸中心碳偏析的成因及预防工艺的研究[学 位论文]北京：北京科技大学，2004：10) 图7优化后轴承钢线材中全氧含量分布情况 [7]Jia N,Wu HJ.Bao Y P,et al.Research on cleanliness of GCr15 结论 bearing steel produced by BOF.The 15CSM Annual Steelmak- ing Conference Proceedings.Xiamen.2008:187 (1)采用RH工艺生产轴承钢可以显著降低钢 (贾梢，吴华杰，包燕平，等.转炉流程生产GC15轴承钢洁净 水中的氧含量，RH真空处理时间对钢水中氧含量 度研究第十五届全国炼钢学术会议论文集，厦门，2008：187) 的影响很大，延长处理时间至25min可使钢液T[0] [8]Song MT,Wang HZ.Xu M.Controlling of deleterious elements in bearing steel GCr15 produced by 150t LD-LF+RH flow 降低59.5%，比处理14mim多降低13,2%，真空处 sheet.Spec Steel.2009,30(1):35 理后钢液T[0]最低降至0.0006%，平均0.000 (宋满堂，王会忠，徐明.150t转炉一-LF十RH流程生产GCrl5 77%;RH的脱氧速度在真空处理的前14min内较 轴承钢的有害元素控制.特殊钢，2009,30(1)：35) 快，14min到25min变缓. [9]Hiroki C.Ken ichi M.Kazuaki T.Effect of oxygen content on size distribution of oxides in steel.ISIJ Int.1995.35(3):286 (2)钢水中显微夹杂物数量随真空处理时间的 [10]Xu Zenggi.Ladle Refining.Beijing:Metallurgical Industry 变化情况与T[0]的变化情况基本一致，前l4min Press,1994 较快，14min至25min变缓，RH生产轴承钢过程中 (徐曾启·炉外精炼.北京：治金工业出版社，1994)
同都为－0∙036进一步说明了 RH 过程显微夹杂 物的去除速度与脱氧速度一致． 图6 钢中显微夹杂物数量（ N夹杂物）的对数与 RH 真空处理时间 的关系 3 工艺优化后效果 由上述公式可知适当延长 RH 处理时间有利 于去除轴承钢中的夹杂物降低全氧含量但时间过 长全氧降低幅度变缓必须综合考虑产品质量要 求、生产组织、温降以及生产成本等来选择合适的 RH 真空处理时间．经研究后决定将生产中 RH 真 空处理时间延长至25min工艺优化后对2009年 以来生产的147炉轴承钢产品进行统计如图7所 示．轴承钢中 T ［O］大部分为5×10－6～7×10－6 78∙9％的产品小于7×10－6平均6∙7×10－6比优 化前的8×10－6～12×10－6大为改善达到国内先 进水平． 图7 优化后轴承钢线材中全氧含量分布情况 4 结论 （1）采用 RH 工艺生产轴承钢可以显著降低钢 水中的氧含量RH 真空处理时间对钢水中氧含量 的影响很大延长处理时间至25min 可使钢液T ［O］ 降低59∙5％比处理14min 多降低13∙2％真空处 理后钢液 T ［O ］ 最低降至0∙0006％平均0∙000 77％；RH 的脱氧速度在真空处理的前14min 内较 快14min 到25min 变缓． （2）钢水中显微夹杂物数量随真空处理时间的 变化情况与 T ［O］的变化情况基本一致前14min 较快14min 至25min 变缓RH 生产轴承钢过程中 T ［O］的降低主要是由于显微夹杂物的去除． （3）研究发现邢钢轴承钢生产条件下RH 精 炼过程钢液中 T ［ O ］ 与真空处理时间的关系为 ［O］ t＝［O］0exp（－0∙036t）RH 处理的表观脱氧系 数为0∙036min －1． （4）采用延长真空时间处理的 RH 优化工艺对 邢钢2009年以来生产的147炉轴承钢产品进行统 计轴承钢线材中 T ［O ］ 大部分为5×10－6～7× 10－678∙9％的产品小于7×10－6平均6∙7×10－6 比优化前的8×10－6～12×10－6大为改善达到国 内先进水平． 参 考 文 献 ［1］ Zhong S SWang C S．Bearing Steel．Beijing：Metallurgical Industry Press2000：427 （钟顺思王昌生．轴承钢．北京：冶金工业出版社2000：427） ［2］ Uesugi T．Recent development of bearing steel in Japan．T rans Iron Steel Insti Jpn198811（28）：893 ［3］ Sjodin PJonsson PAndreasson Met al．Oxidic steel cleanness in high-carbon chromium-bearing steel．Scand J Metall1997 26（1）：41 ［4］ Liu L．Development of process and equipment of RH vacuum refinery technology．Iron Steel200641（8）：1 （刘浏．RH 真空精炼工艺与装备技术的发展．钢铁200641 （8）：1） ［5］ Yu M QWang Z ZXu M Het al．Refining process of super clean bearing steel．Iron Steel200641（9）：26 （虞明全王治政徐明华等．超纯轴承钢的精炼工艺．钢铁 200641（9）：26） ［6］ Ruan X J．Research on Preventive Process and Inf luence Factor of Central Carbon Segregation in Continuous Casting of Bearing Steel ［Dissertation］．Beijing：University of Science and Technology Beijing2004：10 （阮小江．轴承钢连铸中心碳偏析的成因及预防工艺的研究［学 位论文］．北京：北京科技大学2004：10） ［7］ Jia NWu H JBao Y Pet al．Research on cleanliness of GCr15 bearing steel produced by BOF．The15th CSM A nnual Steelmaking Conference ProceedingsXiamen2008：187 （贾楠吴华杰包燕平等．转炉流程生产 GCr15轴承钢洁净 度研究．第十五届全国炼钢学术会议论文集厦门2008：187） ［8］ Song M TWang H ZXu M．Controlling of deleterious elements in bearing steel GCr15 produced by 150t LD －LF ＋RH flow sheet．Spec Steel200930（1）：35 （宋满堂王会忠徐明．150t 转炉－LF＋RH 流程生产 GCr15 轴承钢的有害元素控制．特殊钢200930（1）：35） ［9］ Hiroki GKen-ichi MKazuaki T．Effect of oxygen content on size distribution of oxides in steel．ISIJ Int199535（3）：286 ［10］ Xu Zengqi． L adle Refining．Beijing：Metallurgical Industry Press1994 （徐曾启．炉外精炼．北京：冶金工业出版社1994） ·124· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1