SAE52100SF轴承钢冶炼工艺研究

　　近年来，随着国际制造业向中国转移，世界著名的轴承企业纷纷在我国建厂，对轴承钢的质量要求随着不同的国家和不同的用途日益细分并出现了国际化。其中，SAE52100SF轴承钢对产品内在要求十分严格，即①钢中S含量、Ti含量分别不大于0.005%、0.0012%；②钢材中的O含量不大于0.0007%；③钢中非金属夹杂物级别以最严重视场为判定准则，即，在1炉钢的6块（或6根）具有代表性的钢坯或钢材（棒）上所取的金相试样上，只要有一个金相试样上的夹杂物颗粒数或尺寸超标，则该炉钢被判不合格。
　　北满特钢用于冶炼SAE52100SF轴承钢的主要设备有第一炼钢厂的30t交流电弧炉等。冶炼工艺流程为：交流电弧炉初炼→EBT出钢→钢包合金化→LF炉升温、造渣、脱氧及微调成分→VD炉真空脱气→吹氩弱搅拌→模注（规格：3.15t）。为提高成功率，科研人员不断改进操作方法，具体措施如下：
　　1、配料：采用清洁废钢、优质生铁和适量本组返回钢。
　　2、电炉的操作：
　　（1）交流电弧炉在冶炼过程中造好泡沫渣，以便有效去P、去夹杂，缩短冶炼时间，迅速升温以及加快冶炼速度。
　　（2）控制好终点C、O含量，将出钢O活度控制在500～1000ppm，力争≤800ppm，终点C控制在0.05%～0.08%之间，防止钢水过氧化。冶炼后期通过弱吹O，加入适量的辅材C球、Mg球，有效地降低终点钢水中O含量。
　　（3）电炉终点控制目标：P≤0.006%，做好流渣工作，降低钢水中Ti含量。要求取样二次验证残余[Ti]≤3ppm方可出钢，出钢温度1610～1620℃。
　　3、精炼炉快、精、准三位一体的操作
　　（1）快：在LF炉分2至4批次补加石灰，分批采用C粉、Si粉等脱氧剂进行快速脱O、S；在升温和合金化时喂Al至0.040%，进一步脱O，以便将钢中的O活度控制在10ppm以下，S含量控制在0.005%以下；精炼速度以快为上，一般LF炉应控制在60～80min。
　　（2）精：整个精炼过程都要精心操作，始终保持好炉渣的还原气氛；CaF2可以改善顶渣的流动性，所以可在前期适量加入，以便加速脱S；LF炉底吹氩强度控制在0.2～0.3MPa，在VD炉真空条件下控制在0.1～0.2MPa，使钢液中Ti含量在整个精炼过程中基本稳定。
　　（3）准：在LF炉的精炼过程中，将钢液的温度控制在1560～1580℃；在进行VD抽气时，将达到66.7Pa的时间控制在9min以内，66.7Pa保持时间≥20min，放散温度准确控制在1515℃左右，为软吹氩时间≥15min预留一定的温降空间；VD放散后，除Al外尽量不调整其他成分，以免玷污钢液。
　　4、控制外来夹杂物的措施：在生产作业计划安排上，要求钢包用低合金碳钢至少洗刷1～2次，在冶炼计划前尽可能对LF炉盖、VD屏蔽盖进行清残渣、残钢工作，并在冶炼计划前至少安排生产1～2炉一般轴承用钢来洗刷LF炉盖、VD屏蔽盖。
　　北满特钢为国内生产轴承钢的骨干企业，其设备先进、工艺配置较合理，具有相当高的技术水平，经过现场实践已摸索出一套批量生产SAE52100SF轴承钢的操作方法。