长城特钢的技术人员在用220mm2的连铸机连铸GCr15轴承钢方坯的基础工艺上,通过调整连铸时钢水过热、拉速、二冷配水、电磁搅拌的参数来减少连铸轴承钢大方坯的中心碳偏析及中心疏松等低倍组织缺陷,从而提高GCr15轴承钢方坯的质量。技术人员经研究发现:
(1)在220mm×220mm大方坯轴承钢生产中,主要质量问题是中心偏析、轴心碳偏析对材料的热处理性能有影响。由于该处含碳量高,相当于高碳钢,当进行强制冷却时,是很容易产生裂纹的。并且大大地降低材料塑性、韧性指标,因而对于轴承等受冷拉和冲击的工件是十分危险的组织缺陷,必须加以消除。
(2)中心偏析受钢水过热度、拉速、电磁搅拌、二冷区温度和连铸机的设备状况等因素影响。稳定轴承钢拉坯过热度在10℃~20℃范围和连铸拉坯速度0.75~0.85m/min条件下,通过二冷动态配水模型将冷却强度控制在0.37~0.40L/kg的范围内,能很好控制铸坯的中心疏松、中心裂纹,这样可获得良好的铸坯质量。
(3)通过结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌共同使用,并采用搅拌电流130A、频率5Hz,搅拌方式为“左旋7s、停5s、右旋5s”快频交替间歇式弱搅拌和适当的二冷制度(0.4L/kg左右),能明显改善轴承钢坯中心区质量;增加铸坯等轴晶率;减少柱状晶率,是改善轴承钢中心偏析的有效途径。
(4)通过采用氩气密封的全程保护浇铸方式,钢中平均氧含量能有效控制在10ppm以下并可以达到8ppm的更好水平,基本消除铸坯的皮下Al2O3夹杂,并且夹杂物水平稳定。