#轴承钢认定材料

#/20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/T18254-2002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<CaO/SiO2）控制在4〜6之间。<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〉一钢包到LF精炼（时间30〜50min，温度1560°C左右〉一添加合成渣一加热和吹Ar强搅拌一加入脱氧剂和合金一钢包到RH或VD吹Ar强搅拌脱气（20—30min>一净搅拌一浇注<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）一SKF+MR精炼一VD精炼一模铸一钢锭均热一初轧机开坯一行星轧机、连扎精轧一无损在线检测一连续炉球化退火一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电弧炉一EBT出钢一LF精炼炉一RH精炼一连铸一均热一初轧机开坯一钢坯清理一一行星轧机、连扎精轧一无损在线检测一连续炉球化退火一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1520〜1570C，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：高炉一铁水预处理一转炉复合吹炼一RH—连铸对精炼渣的要求是：＜FeO+MnO）＜1.0%；CaO/SiO2＞3；精炼炉耐火材料除了渣线用镁碳砖外，其余均为高铝砖。搅拌功率为123/t；VAD和EMS处理时间＞15min；铝含量控制在0.016〜0.024%。8.4日本爱知公司工艺流程：80tEF—VSC＜真空除渣）一LF—RH—CC。在LF炉中，炉渣碱度＜CaO+MgO）/SiO2＞2.85,搅拌功率100〜2003/t,要求＜TFe+MnO）＜0.8%。8.5德国GMH公司工艺流程：125t电炉＜100%废钢）一EBT出钢＜同时加渣料、预脱氧、合金化）一钢包到加热工位一添加合成渣一加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金一钢包到真空工位脱气＜VD）—连铸＜六流，200mmX240mm）o8.6法国Ascomeral公司工艺流程：电炉＜100%废钢）一EBT出钢＜同时加渣料、预脱氧、合金化）一钢包到加热工位一添加合成渣一加热和吹氩搅拌并加入脱氧剂和合金一钢包到真空工位＜RH）脱气一模铸＜氩气保护）或连铸＜四流旋转式）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：1）超高纯净化高碳铬轴承钢的开发，如大同特钢生产的轴承钢，[0]W5ppm,可以低到3.4ppm,TiW5ppm,[N]W30PPM，并可得到极细化的氧化物夹杂和Ti夹杂物；2）用精密冷輾轴承套圈的中碳轴承钢的开发，如含碳0.8%左右的G8Cr15冷变形能力明显优于GCr15,不仅可以避免套圈裂纹的产生，还可以提高接触疲劳寿命和8%左右的生产率。3）无铝轴承钢的生产，德国萨尔公司采用不用铝进行脱氧的冶炼工艺，生产出具有良好微观洁净度和宏观洁净度的轴承钢。4）快速渗碳轴承钢的开发，通过改变化学成分来提高渗碳速度。如爱知制钢发明AUJ35VC〜0.30-0.37）和AUJ40（C〜0.38-0.45>,使渗碳时间缩短20-40%，最高可缩短75%。5）开发高频淬火轴承钢，用普通中碳钢或中碳锰、铬钢，通过高频加热淬火来代替普通轴承钢，既简化了生产工序又降低成本，并提高了使用寿命。6）因为在高温、腐蚀、润滑条件恶劣的环境下使用轴承愈来愈多，急需研制加工性能好、成本低、疲劳寿命长、能适合不同目的和用途的轴承用钢，如高温渗碳钢M50NiL、易加工不锈轴承钢50X18M以及陶瓷轴承材料等。7）日本研制的GCr465、SCM465疲劳寿命比SUJ—2高2〜4倍。轴承钢的冶炼技术发展轴承钢的冶炼设备逐渐大型化，国外许多厂家采用转炉提供高质量的粗钢；电炉或转炉出钢及精炼过程脱氧方式优化。韩国浦项在转炉出钢脱氧过程中，首先加入A1，然后投放FeMn和FeSi，首先生成Al2O3氧化物，随后仅有一小部分氧化物改变为SiO2和MnO，氧化物的主要成分顺其自然地为A12O3。此外，为防止点状夹杂物的生成，不少厂家采用钡合金或钡线进行脱氧。轴承钢精炼技术发展炉外精炼过程中应最大限度地去除电炉EBT出钢的炉渣；尽早形成非常低氧化程度的脱氧精炼渣，渣的液相比例要＞90％；采用受控制的气体搅拌，使钢中夹杂物上浮；钢包内衬选择碱性耐材及优化吹Ar作用。日本山阳公司通过采用高碱度渣系和受控的吹Ar搅拌，严格控制钢中O、S、A1和Ti含量；在RH真空脱气装置的连通管上采用了炉渣保护盖，这种钢质锥型的炉渣保护盖在炉渣中不融化，但溶于钢水，其目的是进行炉渣控制，防止过多地吸入炉渣，采用新工艺生产高碳铬轴承钢可使钢中氧含量控制在5.5ppm，钢中非金属夹杂物的直径V10um。德国GMH公司在钢包底设了两个点吹Ar,—个在中心，一个在离包中心2/3R处。法国Ascometal公司在二次精炼中，采用X射线萤光光谱仪在线分析炉渣成分，以避免由Ca和Mg引起生成铝酸钙夹杂物。浇注轴承钢工艺技术在世界范围内多采用连铸浇注方式，轴承钢的连铸工艺技术一般应包括：1）以控制钢液较低过热度为主要目的的中间罐加热技术，使连铸轴承钢浇注的过热度有可能控制在5〜10°C的范围内，目前中间罐等离子加热技术已在日、美、意德、法等国的钢厂得到工业大规模应用。2）下渣检测、留钢操作。德国GMH、法国Ascomeral钢包、中间罐内都有一定的留钢，在钢包底部安装AMEPA装置，检测钢包的下渣量。3）全程无氧化保护浇注。德国GMH厂对保护浇注的吹N流量实行了控制，并采用中间罐水口吹N技术，防止水口堵塞；法国Ascomeral在钢包和中间罐之间，采用耐材保护套管，中间罐和结晶器间惰性气氛中的O2W0.2%。4）结晶器液面自动控制，法国Ascomeral浇注时对结晶器液位严密监控，并在浇注后检验水口和塞捧的侵蚀程度。5）结晶器小振幅高频率。6）结晶器和二冷末段电磁搅拌，为了获得大而十分均匀的中心等轴晶区，几乎所有连铸轴承钢生产厂家均采用两种电磁搅拌装置，从而获得结构均匀、无中心疏松的结晶组织。7）以控制连铸坯凝固末端的凝固过程为主要目的的轻压下技术，使连铸轴承钢坯的中心偏析程度得到在线控制，从而为解决连铸轴承钢的中心碳偏析提供了有效途径。连铸轴承钢生产的典型装备水平如表1所示，表1连铸轴承钢生产典型厂家的装备特点中间罐容量/t23.3钢包下渣检测AMEPAAMEPAAMEPA电磁示渣电磁示渣电磁示R钢包内衬预热温度/（工1200中间罐内衬预热温度/七工1200钢流保护浇注手段吹\吹Ar有中间罐水门防堵手段吹N结晶器电磁搅拌有有有二冷末端电磁搅样有有有二冷型式喷雾喷雾喷雾结晶器液面控制『段Co60Co60C(>60中间罐加热有轻压下有国名（公司或厂家）法国（Ascometal日本德国（GMH）/Dges）（山阳公司）10、近年来进口和质量情况2002年出口特钢7.5万吨，占全国同类型产品出口量的57%。轴承钢出口量少，多是轴承出口。11、用户潜在需求用户需要内在质量稳定、表面质量良好、材质纯净、外形尺寸控制严格的钢材。12、质量差距，改进目标、措施和落实情况现在我公司的轴承钢平均氧含量仍然在10ppm以上，同先进水平相比存在一定的差距；非金属夹杂存在级别高、尺寸大的问题，钢材的碳化物液析、中心疏松以及表面质量、尺寸精度、包装等还应进一步改善。改进目标：力争控制平均氧含量在10ppm以下，杜绝非金属夹杂物超标现象，降低碳化物液析、中心疏松级别，提高表面质量，减少裂纹缺陷。改进措施：对炼钢用原材料要严格要求，要选用优质废钢和含S、P较低的生铁，确保铁水百分比不少于30%。钢包和入炉合金要严格烘烤，散料要充分干燥。电炉冶炼氧化期脱碳量大于0.3%,终点要求C$0.3%,PW0.015%,出钢过程要严禁下渣。提高LF精炼控制水平，减小化学成分和温度波动范围，保证白渣保持时间，保证钢包喂Al量，控制酸溶铝含量在0.040-0.050%范围内。VD精炼要保证真空度和真空保持时间，以达到去气效果。同时吹Ar时间要保证，以促进钢中非金属夹杂物充分上浮，有效地均匀钢水成分和温度。连铸工艺在以下几个方面加以重点控制。•保护浇注，大包至中间包，中间包至结晶器，结晶器和中间包液面都要采取保护措施，以减少钢液的氧化。•电磁搅拌，能有效地改善铸坯的表面质量和内部质量，增加等轴晶比例，减少铸坯中心疏松、中心偏析和缩孔。该项措施一定要采用，最好同时采用结晶器内和二冷末段〈M+F）组合搅拌方式。调整好电磁搅拌电流强度和频率。•降低并稳定过热度，控制拉速。要控制钢水过热度不高于30°C〈中包温度1490°C以下），中间包要烘烤,确保烘烤温度上1000°C。根据钢水温度适当调整拉钢速度。•优化铸坯冷却系统强化结晶器冷却系统，提高结晶器冷却水流速度，避免局部沸腾。在二冷区采用多段雾化冷却方式，并注意喷嘴对中，提高冷却的均匀性。•减小结晶器液面波动，选用轴承钢专用结晶器保护渣。轧制之前要对连铸坯认真检查，要求连铸坯质量要有保证，表面无结疤、夹渣、气泡、表面横裂、表面纵裂，外形无脱方、鼓肚、凹陷、重接等缺陷。内部组织致密，中心增碳、中心疏松和缩孔轻微。对有表面缺陷的连铸坯要落地冷检，并进行必要酸洗修磨。制定合理的加热制度，既要防止脱碳，又能保证降低碳化物偏析程度。导卫，辊道要及时修磨，防止划伤。严格钢材精整，如有裂纹、折叠、拉裂、结疤和夹杂等影响使用的缺陷，必须清除。端部不能切斜，毛刺要打磨干净。钢材定尺包装，打捆要牢固。对比材料：

国外实物质量数据对比世界上最有名的轴承钢生产厂家为日本山阳特殊钢厂和瑞典SKF公司，此外一些日本其他厂家以及德国、英国、美国等国家轴承钢质量水平也令世界瞩目。SKF轴承钢氧含量控制在5〜8ppm，波动偏差为0.6ppm。世界各主要轴承钢生产国的生产工艺及钢中微量元素含量以及非金属夹杂物评级见表2、表3。表2世界各主要轴承钢生产国的生产工艺及钢中微量元素含量厂名生产工艺T,OppmlTippmAl%S%P%SKF100tEF-除渣-ASEA-SKF-IC8.113.40.0360.0200.008山阳90tEF-倾动式出钢-LF-RH-IC8.314-150.0110.0220.0020.013/山阳90tEF-倾动式出钢-LF-RH-CC5.814-150.0110.0220.0020.013/山阳90tEF-EBT出钢-LF-RH-CC5.414-150.0110.0220.0020.013/神户铁水预处理-转炉-除渣-LF-RH-CC6.28.40.0160.0240.0020.0063爱知80tEF-AR精炼-LVD-RH-CC7.0150.0300.0020.001和歌转炉-CC10.022/0.008/山EF-ASEA-SKF6.012///高周EF-ASEA-SKF9.0200.0150.0070.014波EF-ASEA-SKF吹氩5.090.0140.0140.008蒂森140t转炉＜TBM)-RH-喂丝-IC9////伊斯堡140t转炉＜TBM)-RH-喂丝-CC12////表3非金属夹杂物评级厂名工艺非金属夹杂物分类级别A细A粗B细B粗C细C粗D细D粗

SKF100tEF-ASEA-SKF-IC1.320.790.8800000山阳90tEF-TST-LF-RH-CC!.340.100.720000.980.3790tEF-EBT-LF-RH-CC1.350.120.170000.90.04蒂森EF-RH-IC1.401.00蒂森TBM（转炉〉-RH-IC1.50.11.20.2蒂森TBM-RH-CC1.300.70.22蒂森TBM-CC+Ca10.21.00.5国外轴承钢氧化物颗粒数对比见表4：表4国外轴承钢氧化物颗粒数对比制造商不同尺寸的氧化物颗粒〈检验面积320mm2)氧含量ppm$3pm$5pm$10pm上海五钢864228611欧洲82781042日本8220291法国Ascomeral公司进行了模铸材和连铸材的碳化物分布测定，结果如表5：表5按SEP1250标准管材中碳化物分布评定结果浇注方式炼钢厂家棒材直径/mm钢管直径X壁厚/mmxmm碳化物尺寸珠光体网状碳化物带状碳化物连铸ASCOMETAL95~12557.00x9.58-2.2-233.05.0~5A5.0-5.06.0-6.17.1-7,387.50x15.00模铸ASCOMETAL100-10657.70x5.16^2.2-2门3.05.0~5J5.0~5.16.0~6.【7.1-7.573.50x10.00模铸A10656.75x6.75~2.33.05.05,06.07.1~7.359.7x7.05标准要求2.1亠3W3.0"2“2W6.2W7.3表6小仓钢厂对连铸轴承钢的残余元素和有害元素的控制元:索PSCuNiTi0炉数143143143143143143平均值0.00840.00490.0130.0130.0110.0008标准偏差0.00150.00090.0050.0020.00030.0001表7GMH厂轴承钢精炼过程中的成分控制%冃标与工序CSiMnPSSnAlCrNH最小0.900.200.3000.00500.011.35最大0.950.350.500.0200.0080.0250.021.550.0150.00025H标0.920.250.3500.0071.50EFI0.070.070.0060.0660.0150.010.010.007EF20.060.010.070.0050.0650.0150.020.006LF10.770.220.260.0070.0570.0150.051.320.009LF20.880.250.260.0080.0370.0150.021.360,009VDI0.950.230.330.0070.0070.0150.0171.3270.007中间罐10.930.230.330.0080.0060.0151.370.0090.00022国内实物质量数据对比国内上钢五厂和大冶钢厂生产的轴承钢质量水平较高。上海五钢公司轴承钢氧含量控制在6~12ppm，波动偏差为2ppm，实物质量处于国内领先水平。并已开发出控制轴承钢钢中钛含量的最新技术，对特殊用途钢材可使钢中钛含量稳定在15ppm以下。轴承钢的接触疲劳寿命与SKF钢材的对比分析见表8：表8疲劳寿命的特征参数厂家/参数特征寿命斜率L40寿命L50寿命上海五钢1.78X1071.400.37X1071.38X107SKF1.44X1071.160.21X1071.05X107主要技术质量差距：1）显微夹杂物颗粒较大。在同等氧含量水平下，SKF轴承钢氧化物夹杂颗粒细小、十分弥散，而上海五钢公司轴承钢的显微氧化物夹杂颗粒集中、粗大，大颗粒夹杂物的数量是欧洲及日本的几倍，见表4。2）宏观夹杂物出现率高。3）碳化物质量差距集中表现在带状碳化物和网状碳化物。近年来通过控制注温、注速及锭坯最高加热时间改善了碳化物质量。4）表面质量及尺寸外观主要表现在表面脱碳和裂纹时有发生，大生产过程中受控较难。其次，公差尺寸及外观也较差于国外先进材料。

国内几家特钢企业主要工艺流程及200l年高碳铬轴承钢产量及质量见表9：表92国内几家特钢企业主要工艺流程及200l年高碳铬轴承钢产量及质量生产厂工艺流程连铸坯尺寸/mm轴承钢总量/t连铸坯量/tT.O/X10-6上五三炼100tEAF—120tLF—VD—IC/CC220X220117342439348.6兴澄滨江100tDCEAF—115tLF—VD—CC300X3001832791739327.1锡钢30tEAF—40tLF—VD—IC/CC180X22078255143999.6长城特钢30tEAF—40tLF—VD—IC/CC200X2001874210.2莱芜特钢50tEAF—60tLF—VD—IC/CC18878大冶四炼50tEAF—60tVHD—IC/CC350X4707506058869.2西宁三炼60tEAF—60tLF—VD—IC/CC235X265578451238811.2抚顺特钢50tEAF—60tLF—VD—IC/CC280X320119254558829.1北满特钢40tEAF—40tLF—IC9040510.9本钢特钢30tEAF—40tLD—IC4327711.8大连钢厂40tEAF—40tLF—VD—IC15596011.4郑州永通10tEAF—20tLF—CC130X13046000460002000年国内主要特钢厂轴承钢的氧含量见表10：表102000年主要特钢厂轴承钢的氧含量长名平均氧含量<ppm)波动范围精炼比<%)上海五钢8.64〜15100大连钢厂11.047〜17100西宁特钢11.26〜2349.7抚顺特钢9.126〜12100无锡锡钢9.567〜20100本溪特钢11.88〜1597.16北满特钢10.937〜15100兴澄特钢7.13.9〜12100长城特钢10.236〜22100兴澄特钢兴澄轴承钢获美国卡特比勒公司、瑞典SKF、日本NSK、德国FAG公司、日本光洋SUJ2认可。其轴承钢以平均氧含量7.1个PPM，波动范围最窄而荣登全国特钢行业之首，2002年销量达30万吨，在国内总用量中三分天下有其一，并已挤身为世界第三大轴承生产企业，2002年出口特钢7.5万吨，占全国同类型产品出口量的57%。兴澄轴承钢不仅是国内首家百分之百用连铸大批量生产轴承钢的企业，而且是首家百分之百采用热送工艺的企业。上海五钢公司轴承钢生产现状上海五钢公司已拥有两条轴承钢生产线：30t高功率电炉初炼一LFV钢包精炼一模铸一钢锭均热一初轧机开坯一探伤-精整一横列式机组加高刚度轧机或17机架粗轧、中轧、精轧机组轧钢一连续炉球化退火一无损检测一检验入库。100t超高功率电炉初炼＜EBT)—LF—VD钢包精炼一连铸一17机架粗轧、

中轧、精轧机组一连续炉球化退火一无损检测一检验入库；或100t超高功率电

炉初炼＜EBT)—LF—VD钢包精炼一模铸一钢锭均热一初轧机开坯一酸洗一探

伤一精整一横列式机组加高刚度轧机或17机加架粗轧、中轧、精轧机组一连续

炉球化退火f无损检测f检验入库。上海五钢公司轴承钢生产工艺与装备能力，除了在在线检测、精整修磨和钢材包装方面存在差距外，其他已基本达到国际先进水平。轴承钢产品质量现状上海五钢公司轴承钢的实物质量处于国内领先水平，达到SKF轴承钢材质量水平。轴承钢产品成份均匀、纯洁度高、组织均匀性好、质量稳定可靠。氧含量。经过长期实验，已经摸索出一套将氧含量稳定控制在10ppm以下的切实可行的降氧工艺措施，轴承钢实物氧含量为6〜12ppm，波动偏差为2ppm。Ti含量。上海五钢公司已开发出控制轴承钢钢中钛含量的最新技术，对特殊用途钢材可使钢中钛含量稳定在15ppm以下。接触疲劳寿命。轴承钢的接触疲劳寿命是一切冶金质量的归宿，北京钢铁研究总院曾对上海五钢公司轴承钢材料及SKF钢材的对比分析表明，上海五钢公司钢材的寿命并不比SKF材料低，L10寿命反而高出76.19%，L50寿命高出31.43%＜表1）。表1疲