轴承钢的连铸工艺(二）

8、连铸轴承钢的碳化物特性及其均匀化技术
     为改善这些碳化物，一般在连铸浇铸和铸坯的加热处理过程中，采用可以净化提高钢水、中间包钢水低过热度进行浇铸、低拉速和合适的二冷强度、合理的结晶器和二冷末端的电磁控制搅拌方式组合设计使用、轻压下通过技术和合理的连铸坯加热系统技术。
    9 铸坯断面、压缩比及轻压下-瓦房店轴承
    压缩比与宏观组织和碳化物不均匀性等质量指标有关。
     连铸坯钢材的压缩比可以小于钢锭成材——连铸轴承钢碳化物分布不均匀问题没有能够达到模铸材原因因素之一。另外，钢锭一般需要在均热炉中进行高温扩散退火处理，碳化物偏析可获得不同程度的均匀扩散。
     钢锭——二火成材（钢锭均热炉、初轧机开坯后钢坯进行连续使用加热炉温度加热），碳化物分布不均匀性再次通过改善；
    连续铸空 - 一种材料，碳化物的扩散是极其有限的。
    连铸坯断面尺寸的选择两种思想：-瓦房店轴承集团
     日本——大截面铸坯，甚至选用垂直型铸机
     欧美——小方坯连铸机，省去开坯，一次成材
    大冶经验: 小方钢坯生产特殊钢，特别是轴承钢，为质量问题的根源。压缩比小，钢材致密度分析不够，宏观经济组织可以满足不了要求；压缩比小，碳化物偏析问题得不到有效改善。

    高碳铬轴承钢连铸坯:180mm×180mm、200mm×200mm、210mm×240mm，轧制成直径≤55mm的圆钢，满足我国目前轴承钢的要求，压缩比14-21，不小于14。对于一个滚动体轴承钢，有人可以认为影响最小压缩比应为：35-50。
    一般来说，轴承钢坯的横截面尺寸不应小于200 mm×200 mm。此外，矩形坯的中心组织偏析严重程度比方形坯轻。
    大截面铸空需要二次材料，生产周期长，成本高;但是高碳铬轴承钢的轴心碳偏析是一个比较突出的质量管理问题研究特别是主要用于进行制作滚珠或滚针要特别慎重。
    在板坯凝固结束时采用“光压力”装置,即在液相点位置,与一定量的压力辊板使其温和的轻微变形,可以提高骨质疏松和偏析。轻压下主要是对液相浓缩以及金属有向上的挤移作用和碎散分布影响作用——改善连铸坯的轴心偏析和致密度。
    动态轻压下示意图
    液芯位置变化
    铸机上液芯位置的变化
    动态轻压下的应用现状
    掌握并广泛使用动态轻压下技术的主要国际公司有:
     奥钢联VAI;
     德国SMS Demag;
     意大利Danieli;
     日本住友重机;
    VAI连铸机在中国由于板坯连铸机生产份额可以达到60％
    9 连铸坯的质量
     氧及夹杂物含量
     碳化物不均匀性
     连铸轴承钢的接触疲劳寿命
    氧及夹杂物含量
    炉外精炼——轴承钢质量提高，连铸轴承钢氧含量进一步提高，因为模铸水口处的钢流与大气接触，中间注入管和汤槽系统的耐火材料污染钢水。
     日本和德国是一个世界上主要采用连铸工艺进行生产提升轴承钢较早且数量影响较大的国家，瑞典SKF公司到目前中国为止仍坚持模铸工艺。
    不同轴承钢生产厂轴承钢的氧及夹杂物含量
    碳化物不均匀性
    长期以来，连铸轴承钢一直被用于制造套圈，但对滚动体（球、柱、针）的生产存在许多疑问。根本解决问题是连铸坯中心管理存在碳化物偏析。事实上，高碳铬轴承钢，无论压铸还是连续铸造，都存在碳化偏差。
    采取措施：
     模铸——选择进行合理的锭型、铸温、铸速、钢锭的高温环境扩散信息处理、增大锭重加大提高压缩比等；
    连铸钢和模铸钢中夹杂物和碳化物的比较
    连铸轴承钢的接触疲劳寿命
     世界各国企业普遍可以采用学生接触疲劳寿宁试验方法来进行衡量轴承材质的优劣。大冶钢厂采用50t电弧炉精炼和LF-VD精炼的GCr15钢水分别浇铸3.0t钢锭和180 mm×180 mm方坯。
    连铸与模铸轴承钢接触使用寿命进行比较
    结果表明，连续铸造材料L10的疲劳寿命是压铸材料的1.35倍以上。连铸轴承钢的氧含量及夹杂物进行含量可以达到或超过模铸钢结构水平；在压缩比足够大的情况下，连铸轴承钢的碳化物分布不均匀性接近模铸钢的水平；连铸轴承钢的疲劳使用寿命比模铸钢高，体现了连铸工艺的优越性。