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“基于非铝脱氧工艺高品质轴承钢关键冶金技术研发及产业化” 项目科技成果评价会成功召开

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20211124日,虎扑体育_虎扑足球-社区*论坛-新闻频道_中华网虎扑体育_虎扑足球直播-社区*论坛-新闻频道_中华网:金属学会通过视频会议形式组织召开了由中天钢铁集团有限公司和北京科技大学共同完成的基于非铝脱氧工艺高品质轴承钢关键冶金技术研发及产业化科技成果评价会。

目前国内外生产高品质轴承钢绝大部分采用高碱度渣、铝脱氧的方式快速去除钢液中溶解氧,同时通过有效去除脱氧产物,降低钢中全氧含量,使全氧含量稳定控制在5ppm以下。这种冶炼工艺冶炼的轴承钢中主要夹杂物为尖晶石和钙铝酸盐,对轴承钢的疲劳寿命有明显的不利影响。同时铝脱氧方式带来了很多问题,包括(1)钢中全氧要控制极低,大大增加了炼钢的难度和成本;(2)采用铝脱氧工艺,恶化钢液流动性,极易造成水口堵塞,连浇炉数大大减少,严重影响了连铸坯质量和生产成本;(3)钢液中的高铝含量容易还原渣中的钛,从而影响钢中氮碳化钛的控制水平,降低了轴承钢的疲劳寿命。该项目针对高品质轴承钢生产中普遍存在的Ds类夹杂物控制难题以及生产过程中存在水口结瘤堵塞、钛含量控制的问题,提出了采用非铝组合脱氧方式(硅锰预脱氧+炉渣扩散脱氧+真空碳脱氧)冶炼轴承钢,解决了由于连铸水口堵塞带来的钢质量波动,降低了生产成本。

评价委员会听取了项目研制报告、用户使用报告等,审查了相关资料,经质询、讨论,认为该项成果总体达到国际先进水平,Ds类夹杂物比例控制达到国际领先水平。主要创新点如下:

1.开发了非铝脱氧与超低氧的协同控制方法,采用非铝(硅锰)合金代替铝进行钢液的脱氧操作,利用碳在高真空度条件下具有极强的脱氧能力的特点,对高碳轴承钢钢液进行深度脱氧,以弥补硅锰弱脱氧造成的脱氧能力不足的问题,将钢液的全氧含量控制在5-9ppm

2. 严格控制钢中的铝含量,以减少钢中含铝类夹杂物的生成,研发了以硅酸盐为主要夹杂物类型的轴承钢,与铝脱氧相比有利于降低钢水Ti含量;同时采用碱度为1~1.5的低碱度精炼渣,将精炼渣成分控制在低熔点范围内,使钢中夹杂物主要为塑性夹杂物,保证了钢中D类和Ds类夹杂稳定控制在0.5级以下。

3.应用超声疲劳寿命测试方法,研究了轴承钢拉压疲劳寿命和不同夹杂物诱发的断裂机理,并建立了微观结构疲劳寿命预测模型,得到了钙铝酸盐和硅酸盐夹杂物影响疲劳的临界尺寸。

4.开发了小方坯非铝脱氧轴承钢连浇控制方法,连浇17炉后水口内壁光滑无絮瘤物,解决了因水口结瘤剥落大颗粒夹杂物所导致的疲劳寿命异常问题,提高了浇注稳定性。

该项目获得授权发明专利13件,发表论文22篇;成功开发了基于非铝脱氧工艺高品质轴承钢关键冶金技术并实现了批量生产,为国内轴承钢生产提供了新的工艺方法,推动了轴承钢技术的创新和进步,经济和社会效益显著。

 

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