GCr15SiMn轴承钢中大尺寸TiN生成与控制

摘要：

以西宁特钢EAF→LF→VD→IC工艺路线生产GCr15SiMn轴承钢为研究背景,采用矿物解离分析仪、夹杂物自动分析系统、化学分析及X射线荧光光谱仪等检测手段与热力学计算相结合的方法,研究了铸锭中大尺寸TiN夹杂物的析出机理,分析了冶炼阶段钢液中钛含量增加的原因,并提出了相应的改进工艺.通过对轴承钢中残余钛、氮含量的热力学计算,发现大尺寸TiN主要是在凝固过程中析出和长大,降低冶炼过程中钛含量是控制TiN生成的主要途径.对原工艺冶炼过程钛含量变化进行分析,钢液中钛增量主要发生在EAF出钢→LF结束阶段,其中52％钛增量来自于炉渣.为了避免炉渣中钛进入钢液,借助于七元炉渣CaO-SiO2-MgO-FeO-Al2O3-MnO-TiO2与钢液之间平衡的钛分配比(LTi)模型,计算了铝含量和炉渣中CaO含量对LTi的影响,预测了最佳的平衡炉渣成分.结果表明,适当降低铝含量和炉渣中CaO含量可以提高渣-钢之间的钛分配比,降低钢液的钛含量;当铝质量分数为0.015％～0.025％、CaO质量分数为50％～55％时,其他炉渣组元的最佳成分(质量分数)为18％～24％Al2O3和12％～17％SiO2.此外,定量描述了不同LTi条件下EAF下渣量与LF终点钛含量的关系.最后,采用"低炉渣碱度、低铝含量以及严格控制电炉下渣量"的改进措施进行了优化试验,优化后冶炼终点钛质量分数可控制在小于0.002 0％,铸锭TiN平均数密度可由原工艺的2.09个/mm2降低至0.73个/mm2,且TiN尺寸几乎都小于10 μm.

关键词：GCr15SiMn钢、TiN夹杂物、热力学计算、LF精炼、钛分配比、电炉下渣量

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分类号：O643.36;TG146.21;TF777

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：88-96