一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣，包括以下重量百分比的组分：47%~53%的氧化钙、30%~36%的氧化铝、3%~7%的氧化镁，控制组分中氧化硅小于1.0%、氧化铁小于1.0%、氧化钛小于0.01%，同时，本发明还公开了上述冶炼高标准轴承钢精炼合成渣的制备方法：取各组分原料破碎至细粉，在破粹后输出过程中，用强磁性材料物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合5~20min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成球状。本发明提供的精炼合成渣熔点低，纯净度高，整套制备方法简单，投入少，对环境的影响极小。
【专利说明】一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣及其制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种合成渣，特别是一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣及其制备方 法。
【背景技术】
[0003] 钢中氧含量决定氧化物夹杂的水平，氧化物夹杂是轴承钢中最具危害性的，对疲 劳破坏有显著影响。氧含量越高，形成的氧化物夹杂数量多，氧化物夹杂尺寸增大，偏析严 重，夹杂物级别增高，对疲劳寿命的危害加剧。日本某公司的试验表明：氧含量从20ppm降 低到5ppm，轴承钢的寿命可提高10倍。
[0004] 另一个受人关注的体现轴承钢纯净度的热点是钢中钛含量的水平，钛在钢中形成 钛夹杂物，主要是Ti (CN)、TiN、TiC，它们实际上不溶解，熔点都很高，呈方形或棱角形，在 热加工过程中不变形，因此对疲劳寿命构成严重危害。SKF公司的试验表明：钛含量从40 ppm降到10 ppm，能提高寿命2倍。
[0005] 同时，对钢水进行有效脱氧并达到极低氧含量，必须控制炉渣中（FeO+MnO) 彡1. 0%，考虑到脱氧和脱硫的需要，控制炉渣中Si02< 5. 0%，热力学计算表明：当渣中Si02 达到5%以上时，在低氧条件下，氧化硅会成为钢水中氧的来源。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中合成渣组分未完全满足钢精炼时对 氧化钙和氧化铝活度的要求的问题。
[0007] 技术方案：本发明公开的一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣，包括以下重量百分 比的组分：47%~53%的氧化钙、309Γ36%的氧化铝、39Γ7%的氧化镁，同时控制组分中氧化硅 小于1. 0%、氧化铁小于1. 0%、氧化钛小于0. 01%。
[0008] 同时，提供一种制备冶炼高标准轴承钢精炼合成渣的方法，包括以下步骤： (1) 原料破碎至细粉，在破粹后输出过程中，用强磁性材料物理去除材料中含铁材料； (2) 经过处理的粉状材料(颗粒度< 1mm)，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐； (3) 储料罐材料通过输送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合5~20min ; (4) 将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成型。
[0009] 作为优化，所述冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实 际熔点控制在1400度以下。
[0010] 作为优化，所述压制过程中不添加任何粘结剂。
[0011] 作为优化，控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的Ca0/Al203为1. Γ1. 6。
[0012] 有益效果：本发明提供的冶炼高标准轴承钢精炼合成渣是为冶炼高洁净度轴承钢 而设计的，通过选用纯净的材料将杂质含量控制在极低的范围，且通过添加合成材料，将实 际熔点控制在1400度以下，控制Ca0/Al203使其达到高氧化钙活度、低熔点的精炼需要，严 格控制杂质含量，特别是氧化钛含量，用于冶炼超低氧和钛的高标准轴承钢。本发明制备方 法简单，投入少，对环境的影响极小。
【具体实施方式】
[0013] 实验例 提供一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣，包括以下组分：47. 34%的氧化钙、30. 56%的 氧化错、3. 74%的氧化镁，同时组分中氧化娃0. 86%、氧化铁0. 53%、氧化钛0. 006%。
[0014] 作为优化，提供一种控制塑性夹杂物合成渣的方法，包括以下步骤： (1) 原料破碎至细粉，在破粹后输出过程中，用强磁性材料物理去除材料中含铁材料； (2) 经过处理的粉状材料，颗粒度为0. 2mm，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐； (3) 储料罐材料通过输送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合5min ; (4) 将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成型。
[0015] 压制过程中不添加任何粘结剂。
[0016] 控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的Ca0/Al203为1. 4~1. 6。
[0017] 冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点控在1400 度以下。
[0018] 实验研究发现，本发明基于轴承钢精炼过程中的热力学平衡所要求的氧化钙和氧 化铝活度要求，并配加低熔点的铝钙合成材料，实现合成渣无氟化低熔点，最终形成上述组 分，并控制Ca0/Al 203为1. 4~1. 6,通过实践检验，达到轴承钢氧含量4ppm。
[0019] 轴承钢对钛含量要求极高，高标准轴承钢更是要求钛低于lOppm。根据钛和氧的热 力学平衡：只有当氧含量大于lOOppm时，钛含量才能降到10 ppm以下，因此去除钛的方法 一是在初炼炉（电炉或转炉)阶段，二是减少辅助材料(铁合金、合成渣)中含钛量。冶炼高标 准轴承钢精炼合成渣是加入到精炼炉中的重要辅料，在精炼炉阶段，因氧含量已很低，无法 通过氧来去除钢水中钛，因此严格控制合成渣氧化钛含量。实践表明，通过控制冶炼高标准 轴承钢精炼合成渣氧化钛含量低于〇. 01%，轴承钢中钛含量平均达8ppm以下，最低达5ppm。
[0020] 实施例1 按配方量取47. 34%的氧化钙、30. 56%的氧化铝、3. 74%的氧化镁，同时组分中氧化硅 0. 86%、氧化铁0. 53%、氧化钛0. 006% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 2mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输送 带投入至搅拌器中，根据单位重量混合5min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成球 状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的Ca0/Al 203为 1. 4。冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点达到1398°C。
[0021] 实施例2 按配方量取48. 15%的氧化钙、31. 22%的氧化铝、4. 34%的氧化镁，同时组分中氧化硅 0· 21%、氧化铁0· 33%、氧化钛0· 001% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 3mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输送 带投入至搅拌器中，根据单位重量混合8min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成球 状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的Ca0/Al203为 1. 4。冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点达到1394°C。
[0022] 实施例3 按配方量取50. 11%的氧化钙、33. 09%的氧化铝、6. 19%的氧化镁，同时组分中氧化硅 0· 31%、氧化铁0· 18%、氧化钛0· 005% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 5mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输 送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合lOmin，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制 成球状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的CaO/ A1203为1. 5。冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点达到 1383?。
[0023] 实施例4 按配方量取51. 43%的氧化|丐、34. 55%的氧化错、5. 67%的氧化镁，同时组分中氧化娃 0. 13%、氧化铁0. 88%、氧化钛0. 006% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 6mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输 送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合12min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制 成球状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的CaO/ A1203为1. 5。冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点达到 1377。。。
[0024] 实施例5 按配方量取52. 06%的氧化钙、35. 01%的氧化铝、4. 78%的氧化镁，同时组分中氧化硅 0. 78%、氧化铁0. 34%、氧化钛0. 002% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 9mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输 送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合15min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制 成球状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的CaO/ A1203为1. 5。冶炼高标准轴承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点达到 1353?。
[0025] 实施例6 按配方量取52. 84%的氧化钙、35. 99%的氧化铝、6. 93%的氧化镁，同时组分中氧化硅 0. 44%、氧化铁0. 23%、氧化钛0. 001% 取各组分原料破碎至细粉，颗粒度上限为〇. 1mm，在破粹后输出过程中，用强磁性材料 物理去除材料中含铁材料，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐，储料罐材料通过输 送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合20min，将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制 成球状。压制过程中不添加任何粘结剂。控制所述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的CaO/ A1203为1. 6。冶炼高标准轴承钢精炼合成渔通过添加低烙点合成材料，使其实际烙点达到 1365?。
[0026] 本发明一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渔的杂质控制范围 表1
【权利要求】
1. 一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣，其特征在于：包括以下组分：479^53%的氧 化钙、309Γ36%的氧化铝、39Γ7%的氧化镁，同时控制组分中氧化硅小于1. 0%、氧化铁小于 1. 0%、氧化钛小于0. 01%。
2. -种制备权利要求1的产品的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 原料破碎至细粉，在破粹后输出过程中，用强磁性材料物理去除材料中含铁材 料； (2) 经过处理的粉状材料(颗粒度< 1mm)，按配方量混合，按单位重量输送至储料罐； (3) 储料罐材料通过输送带投入至搅拌器中，根据单位重量混合5~20min ; (4) 将经过搅拌器混合的原料送至模具，压制成型。
3. 根据权利要求1所述的冶炼高标准轴承钢合成渣，其特征在于：所述冶炼高标准轴 承钢精炼合成渣通过添加低熔点合成材料，使其实际熔点控制在1400度以下。
4. 根据权利要求2所述的冶炼高标准轴承钢合成渣，其特征在于：所述压 制过程中不添加任何粘结剂。
5. 根据权利要求3所述的冶炼高标准轴承钢合成渣，其特征在于：控制所 述控制冶炼高标准轴承钢合成渣的Ca0/Al20 3为1. 4~1. 6。
【文档编号】C21C7/076GK104250674SQ201310261803
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】张奚东, 王建东 申请人:宜兴市瑞华工业炉科技有限公司