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――50t电炉 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、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％×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100～150mm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→60tLF精炼炉→VD→260×300大方坯连铸机→Φ650轧机→退火炉→精整 5.1超高功率电炉 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]：0.4～0.8％，[P]≤0.015％，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1500～1590℃，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0.2～0.4Mpa，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 → 测温取样 → 落下真空罐盖 → 打开真空截至阀 → 真空脱气 → 关闭真空截至阀 → 破真空 → 开启真空罐盖 → 测温取样 → 停止吹氩 → 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260mm×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；结晶器液面自动控制；结晶器小振幅高频率；气雾冷却技术；结晶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% 35~25% ≥30% 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/T3795-1996 2 中碳锰铁 GB/T3795-1996 3 硅锰合金 GB/T4008-1996 4 硅铁 GB/T2272-1987 5 高碳铬铁 GB/T5683-1987 6 中碳铬铁 GB/T5683-1987 7 铝线<铝块） YB/T053-1993 8 钛线 YB/T053-1993 7、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<%） c mn si p s cr O(ppm> MAX 1.01 0.38 0.27 0.024 0.022 1.56 12 MIN 0.95 0.29 0.17 0.012 0.003 1.41 8 AVE 0.97 0.32 0.21 0.017 0.014 1.49 10.8 标准要求 0.95~1.05 0.25~0.45 0.15~0.35 ≤0.025 ≤0.025 1.40~1.65 ≤12 7.2 低倍组织控制情况 项目 一般疏松 中心疏松 偏析 最大 0.5 1.5 0.5 最小 0.5 0.5 0.5 平均 0.5 0.96 0.5 标准要求<不大于） 1.0 1.5 1.0 7.3 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 2 1.5 2.5 2.5 0.5 0.5 1 1 2 最小 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 平均 1.2 0.6 0.8 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.1 标准要求≤ 2.5 1.5 2.0 1.0 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0或2.5 7.4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1~2%。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 <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30～70min>→EBT出钢倒入钢包(同时预脱氧、加合成渣和合金> →钢包到LF精炼(时间30～50min，温度1560℃左右> →添加合成渣→加热和吹Ar强搅拌→加入脱氧剂和合金→钢包到RH或VD吹Ar强搅拌脱气(20—30min> →净搅拌→浇注<钢包下渣检测、中间罐加热、液面控制、中间罐水口防堵、结晶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）→SKF+MR精炼→VD精炼→模铸→钢锭均热→初轧机开坯→行星轧机、连扎精轧→无损在线检测→连续炉球化退火→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SEA—SKF炉中还原条件下进行精炼。精炼过程为：先用Fe—Si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：90～150t电弧炉→EBT出钢→LF精炼炉→RH精炼→连铸→均热→初轧机开坯→钢坯清理→→行星轧机、连扎精轧→无损在线检测→连续炉球化退火→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1520～1570℃，处理时间30～35min；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→铁水预处理→转炉复合吹炼→RH→连铸 对精炼渣的要求是： 8.4日本爱知公司 工艺流程：80tEF→VSC<真空除渣）→LF→RH→CC。在LF炉中，炉渣碱度 8.5德国GMH公司 工艺流程：125t电炉<100%废钢）→EBT出钢<同时加渣料、预脱氧、合金化）→钢包到加热工位→添加合成渣→加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金→钢包到真空工位脱气 8.6法国Ascomeral公司 工艺流程：电炉<100%废钢）→EBT出钢<同时加渣料、预脱氧、合金化）→钢包到加热工位→添加合成渣→加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金→钢包到真空工位 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：