GCr15轴承钢连铸过程MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物形成机理

为了研究GCr15轴承钢浇铸过程MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物形成原因,以改善钢的可浇性,对LF结束、RH结束、中间包冲击区、中间包浇铸区进行夹杂物全流程分析。LF结束夹杂物主要为镁铝尖晶石,并含有少量钙铝酸盐夹杂物。RH真空处理后镁铝尖晶石夹杂物被高效化去除,钢液中仅剩少量低熔点和高熔点钙铝酸盐夹杂物,中间包浇铸时可以在钢液中检测到许多MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物。采用不含氧化镁的中间包覆盖剂和铝质中间包内衬,在不改变连铸其他工艺参数条件下,中间包MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物数量并没有得到显著降低,中间包钢液中仍然可以检测到许多MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物,这说明中间包钢-渣-耐火材料间的反应并不是MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的生成原因。向铁质提桶取样器中加入成分以SiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)为主的铬质引流砂,并利用该铁质提桶取样器对RH破空后钢水进行取样,尽管钢水总氧质量分数增加0.0001%,但可以在所取的钢样中检测到许多MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物,说明钢液的轻微氧化对MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物形成具有重要的影响。通过分析中间包覆盖剂成分,发现浇铸过程覆盖剂碱度偏低,Cr_(2)O_(3)和FeO含量偏高,且同一炉钢水浇铸后期覆盖剂中Cr_(2)O_(3)、FeO含量较浇铸前期有所降低,说明浇铸过程覆盖剂会向钢水传氧,由此造成对钢液的氧化,因此,覆盖剂成分的稳定控制对于轴承钢MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的形成具有重要影响。

GCr15轴承钢不同二次氧化程度下的夹杂物演变规律

为了研究二次氧化对轴承钢夹杂物影响,采用铁质取样器对RH破空后轴承钢钢水进行取样,同时取样前在不同铁质取样器中加入不同质量的铬质引流砂或FeO粉,以模拟钢水不同程度的氧化。研究结果表明,RH破空时钢中夹杂物以钙铝酸盐为主,当钢水发生轻微的氧化,总氧质量分数增加(0.3~1.0)×10^(-6),可以在钢中检测到许多MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物;随着氧化程度的提高,还伴有CaO·6Al_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)夹杂物生成;当钢水总氧质量分数增加值超过6×10^(-6),夹杂物中MgO含量会随Al_(2)O_(3)夹杂物大量生成而显著降低,导致钢中检测不到MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物。工业结果表明,浇铸过程中间包钢水总氧质量分数相比RH真空结束增加(0.3~1.5)×10^(-6),此时可以在中间包钢水中检测到许多MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物,并且中间包浇铸区MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物数量显著多于冲击区,说明浇铸区内钢水流动过程中发生的氧化是中间包钢水氧化的主要环节。