［参考文献］ ［１］刘浏．轴承钢产品质量与生产工艺研究ＥＪ３．河南冶金，
炼钢生产中，脱氧剂一般为Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｍｎ、Ａ１ 等，但是相应的脱氧产物Ｓｉ０２、ＭｎＳ、ＡＩ：０３等很 难从钢中完全去除而成为钢中的夹杂物，对轴承
硼（［Ｃ］）≥ｏ．０８％，在此基础上进行脱氧工艺试
验，按照设计的取样方案，对不同脱氧精炼工艺过
程取样分析钢中氧含量，选取有代表性的４炉分
析结果，如表３所示。
试验用Ｂａ—Ｓｉ合金粒度设计为１０～１００ ｒａｉｎ。 另一种脱氧剂是铝铁，为西钢熔炼的产品，其铝质 量分数在４５％＂－５０％的范围内，表中用“Ａｌ”表 示。
２．２脱氧工艺试验
脱氧试验分为预脱氧和终脱氧，脱氧剂设计 方案为Ａｌ、Ａｌ＋Ｂａ—Ｓｉ合金。作为预脱氧剂Ｂａ－Ｓｉ 合金在Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电炉出钢过程中加入钢包中，而 作为终脱氧剂时，则是在精炼的过程中加入。结 合实际生产工艺，对预脱氧剂和终脱氧剂的配比 及单位用量进行了设计，具体见表２。
ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＧＣｒｌ ５ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ；ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ；ｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒ；ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
２．Ｘｉｎｉｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｉｎｇ ８ １ ００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｌｏｏｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｔｈｅ ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ． Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ—ｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
万方数据
第４期
王超，等：ＧＣｒｌ５轴承钢）台炼工艺优化 有减少的空间。
・２３・
熔化时间增加了１ ｍｉｎ，但是钢包的平均寿命提 高了４次。虽然２号精炼渣的平均冶炼时间有所 减少，但还是略显时间长，这主要是由于实验炉 次的原因，操作上不紧凑，因而平均冶炼时间还
３．２．２氧含量和夹杂物的比较
通过两种精炼渣系在精炼中的试验，取样分 析钢中氧含量和夹杂物。如表７、表８所示。
供低磷、温度合适和化学成分控制准确的钢水，减 少精炼炉的负担。在原有的工艺下，Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电炉 采用大供氧量操作以及操作上的不协同，造成出钢 终点碳含量偏低，不仅影响金属物料与合金料的收 得率，而且使氧化终点钢水中氧的含量偏高，增加 了炉后脱氧的负担，导致成本上升。对终点碳的准 确控制。可参考图１碳氧平衡曲线所示［４］。
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ＧＣｒｌ ５ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｂｌｏｏｍ ＷＡＮＧ Ｃｈａ０１，ＹＵＡＮ Ｓｈｏｕ—ｑｉａｎｌ，ＣＨＥＮ Ｄｅ－ｊ ｉｏｎ８ａ，ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎ９１
Ｌｉｄ，ＷＡＮＧ
（１．Ｘｉ＇ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ＇ａｎ，７１００５５，Ｃｈｉｎａ；
基金项目：陕西省教育厅专项基金（０５ＪＫ２４８）
生产过程中存在以下问题：（１）氧含量较高，而且 不稳定，氧质量分数平均在１５×１０“左右，高于 国内１０×１０“以下的先进水平；（２）夹杂物细系 夹杂物级别较高，粗系夹杂物也有出现。根据西 钢的设备和工艺（ＵＨＰ
Ｃｏｎｓｔｅｅｌ
ＥＡＦ—ＬＦ／ＶＤ
ＣＣ），制定高碳铬轴承钢冶炼工艺优化方案、脱氧 剂和精炼渣组成设计的试验方案，以提高钢液的 纯净度，为连铸提供质量稳定的钢液。
１．２
试验材料
对试验所选用批次的硅钡合金取样分析，对
应的国标成分要求（ＧＢ／Ｔ１５７１０—１９９５）和分析的 化学成分如表１所示。
表１硅钡合金的化学成分
电炉冶炼工艺的优化
初炼炉为Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电弧炉，主要任务是快速提
类别百—丁１—等１—ｒ了
国标要求≥１５．０≥５０．０≤３．０≤０．４０≤Ｏ．３０≤Ｏ．０４≤ｏ．０４ 取样分析ｔ＞１７．３７／＞５２．３２≤２．６≤ｏ．４０≤ｏ．２０≤（）．０４≤０．０４
３．１
试验方案
对设计的新精炼渣（２号）与原精炼渣（１号）
进行冶金效果对比试验，分别在ＬＦ进行５炉次 试验。两种精炼渣化学成分分析如表５所示。
注：表中数据横线上方为范围值，横线下方为平均值。
表５不同精炼渣的化学成分
分析表３和表４中的数据，从中可以得出，采 用铝与硅钡合金共同处理轴承钢，特别是以硅钡 合金进行终脱氧处理钢水，即实验方案２和方案 ４，不仅可以进一步降低钢中的氧含量，而且消除 了钢中点状夹杂物，同时，钢中的脆性夹杂有所降 低。这是钡参与脱氧、脱硫反应，其反应速度很 快，初生夹杂物含钡量高，并且在１０ ｓ内能够全 部上浮。
ａｓ
ｗｅｌｌ
ａｓ
ｔｈｅ ｐｒｅ－ｏｘｉｄｉｚｅｒ，ｆｉｎａｌ ｄｅｏｘｉ—
ｄｉｚｅｒ ａｎｄ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｓｌａｇ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｗｉｌｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｔｈｅ ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ ｏｆ
ｌｉｑｕｉｄ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌｏｏｍ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ
ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
ｏｆ ｔｈｅ ＧＣｒｌ ５
ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ
ａｎ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ
ａｓ
ｓｃｈｅｍｅ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｃａｌｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｐｒｏｍｐｔｌｙ ａｎｄ
现。精炼渣的碱度、氧化性（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）及仙Ｑ对
钢液的脱硫、脱氧及夹杂的去除有很大的影响。 高碱度渣具有较低的氧势和较高的ＣａＯ活 度，有利于脱硫，但碱度过大，精炼渣的熔化温度 升高，黏度增加，造成精炼渣流动性恶化，直接影 响精炼脱氧和脱硫效果。特别是对轴承钢来说， 渣中ＣａＯ活度增加，会使点状夹杂增加。研究表 从表６可以看出，虽然２号精炼渣的脱硫率 小于１号精炼渣，但对２号精炼渣的精炼效果分 析发现，使用２号精炼渣也能有效控制钢中平均 硫质量分数小于０．０２５％，符合标准规定的含 量；由于２号渣中ＣａＦ２配加量的减少，精炼渣的
３．２试验结果分析
试验主要考查新精炼渣的脱硫能力，以及考 查对钢中的氧含量和夹杂物分布等级的影响。
３．２．１脱硫
１号精炼渣与２号精炼渣经过５炉次对比试 验，经过数据分析认为有好的精炼效果，并将２号 精炼渣投入使用，对数据进行统计整理见表６。
表６新旧渣精炼效果的对比
３精炼渣系的优化
在ＬＦ精炼中，精炼渣具有脱氧、脱硫的作用， 而精炼渣泡沫化后，可以进行埋弧操作并且稳定电 弧，保护炉盖等耐火材料，且具有提高热效率、吸附 夹杂等多种功能。这些功能的实现条件是要具有 合理成分结构的精炼渣，通过大量的试验研究发
・２０・
２００９年８月 第２５卷第４期
炼钢
Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ
Ａｕｇ．２００９ Ｖ０１．２５ Ｎｏ．４
ＧＣｒｌ ５轴承钢冶炼工艺优化
王超１，袁守谦１，陈列２，王德炯２，张兵１
（１．西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西西安７１００５５；２．西宁特钢股份有限公司，青海西宁８１００００）
摘要：钢液的纯净度是提高轴承钢连铸坯质量的关键因素之一，而冶炼工艺以及预脱氧剂、终脱氧 剂、精炼渣的合理选择及成分组成．直接影响钢液的纯净度和铸坯的质量。针对ＧＣｒｌ５轴承钢冶炼和 精炼工艺中的不足，提出优化方案，并进行工业性试验，优化了轴承钢的冶炼、精炼工艺，使钢液的纯净 度得到显著的提高。 关键词：轴承钢；纯净度；脱氧剂；工艺优化 中图分类号：ＴＦ７６２．４文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－１０４３（２００９）０４－００２０－０４
表７两种精炼渣生产的轴承钢氧含量和夹杂物评级
由表７可以看出，采用２号精炼渣后，Ａ类夹 杂物减少，Ｄ类夹杂物消除了，虽然钢中的训（Ｏ）降 低了２．５
Ｘ
钢入炉量，严格控制吹氧的工艺参数，从源头保证
钢的洁净度； （２）在轴承钢冶炼中，选用铝与硅钡合金进行 脱氧处理，特别是以硅钡合金进行终脱氧，不仅使 钢中的氧含量进一步降低，而且消除了钢中点状 夹杂物，同时，使钢中的脆性夹杂有所减少， （３）在精炼过程中，低碱度精炼渣和硅钡合金 终脱氧工艺的有机结合，不仅能有效去除钢中的 点状夹杂物，改变夹杂物的形态，而且能有效地控 制硫含量。
王超，等：ＧＣｒｌ５轴承钢＞台炼工艺优化
・２１
・
钢而言，会使其疲劳寿命降低。近些年的研究表 明ＩＳ－６］，碱土金属作为脱氧剂，尤其是含钡合金在 脱氧及夹杂物的变性方面有显著作用而得到了广 泛应用。结合西钢的实际情况，选择硅钡合金和 铝为脱氧剂，进行了优化脱氧剂的试验。
２．１
１．１原料制度
低熔点有色金属元素如Ａｓ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｐｂ元 素的带入，会使轴承表面出现软点、硬度不均等， 国内外的相关标准和技术协议对此都有严格的规 定。因而，为了降低钢水中的杂质含量，应严格控 制入炉废钢的质量，采用精料原则，减少含有色金 属元素的废钢人炉量。具体方案为适当多配Ｓ、Ｐ 含量低的生铁，每炉配加量为２０一－．３０ ｔ，同时减少 进口废钢配加量，控制每炉配加量１５ ｔ以下，其 余为国产废钢。
１
Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电弧炉工艺优化
Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电弧炉冶炼环节直接或间接的影响
钢液纯净度，对入炉原料和电弧炉冶炼工艺进行 优化，从源头上有效地控制钢水中有害元素和夹
作者简介：王超（１９６９一）．男．西安建筑科技大学冶金工程学院，讲师，博士生，从事电弧炉、连铸新技术的研究以及连铸的数值模拟。