摘要：为提升高级别轴承钢的精炼质量，延长轴承使用寿命，对钢精炼过程中的夹杂物进行控制与研究十分必要。本文从高级别轴承钢和夹杂物的概念着手，全面分析了当前轴承钢精炼过程中夹杂物存在的情况，并对高级别轴承钢精炼过程中夹杂物的控制措施展开了详细阐述，以期为我国钢铁产业的发展做出一定贡献。
关键词：高级别轴承钢；精炼过程；夹杂物；控制与研究
炉渣对钢水洁净度的影响很大，它的主要功能是：加强脱氧元素的吸附能力，避免钢水二次氧化。在钢液的精炼过程中，熔渣内的多种物质对钢中的夹杂物具有很大的吸附和清除作用，因此有关部门利用轨钢LF精炼的废渣，对夹杂物的形态和分布的影响因素进行分析，并制定出一套完整的、高质量的钢精炼技术体系。 1.高级轴承钢及其夹杂物概述
高级轴承钢在我国的工业生产和船舶制造等领域中得到了广泛应用。由于其工作环境的特殊性和复杂性，相关行业对其质量的要求越来越高。目前，国内常用的轴承钢包括高碳铬
轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢、渗碳轴承钢等，其应用范围因组织结构、成分、结构性能等性质而异[1]。其中，高碳轴承钢是目前国内应用最广泛的一种。
1.轴承钢冶炼过程中的夹杂物控制问题
2.1 钢液洁净度不足
一般情况下，钢的含氧量不应超过10×10-4％，夹杂物的粒径也应小于15微米。对于高品质产品，对氧含量和夹杂物的尺寸也有着更高的要求。但实际生产中，这些要求难以满足钢铁冶炼的需要，导致钢液的清洁程度不足。由于钢液中含有大量杂质，夹杂物的尺寸变大，从而降低了钢的整体质量。
2.2 精炼工艺有待改进
国内轴承钢的质量问题主要是由于冶炼过程中存在大量的铝氧化物，如三氧化二铝和其他氧化物。这些铝氧化物在精炼过程中没有及时上浮，导致轴承钢的组织均匀度下降，影响钢的整体质量。在钢铁冶炼工艺和设备方面，受技术限制，国内轴承钢冶炼工艺与世界先进水平存在较大差距。
钢坯的质量是制造优质钢材的重要前提。因此，钢坯的在线监测技术被广泛应用于钢铁行业，以控制钢坯成材率和改善产品质量。然而，在国内的轴承钢自动化生产线中，还存在大量的缺陷，主要是由于目前国内钢坯质量的在线监测方法还不完善，导致各类检测设备和技术水平的落后。因此，无法对钢坯表面质量和内部损伤进行有效检测。
钢坯在线监测的目的是通过实时监测钢坯的各项指标，及时发现质量问题，并及时采取措施进行处理。目前，国内主要采用的钢坯在线监测技术包括磁粉无损检测技术、超声波检测技术、涡流检测技术和X射线检测技术等。然而，这些技术在实际应用中还存在一些不足之处。例如，磁粉无损检测技术只能检测钢坯表面缺陷，无法检测内部缺陷；超声波检测技术只能检测钢坯的几何形状和表面裂纹，对于内部缺陷的检测也存在局限性；涡流检测技术虽然能够检测钢坯的表面和近表面的缺陷，但是对于深层缺陷的检测也存在一定难度；X射线检测技术虽然能够检测钢坯的内部缺陷，但是设备价格昂贵、操作难度大等问题，使得其应用受到限制。
因此，钢坯在线监测技术需要不断改进和创新。未来，应该探索更多的钢坯在线监测技术，
以解决目前技术存在的不足之处。例如，可以采用红外线热成像技术、光学成像技术、激光检测技术等新兴技术，以提高钢坯在线监测的准确性和可靠性。同时，还应该加强技术人才的培养，提高国内钢坯在线监测技术的研发水平和应用水平，从而提高钢铁行业的整体竞争力。
3.降低钢中氧化物夹杂的措施
3.1做好初炼炉出钢终点的碳控制
在出钢端部含碳量偏低时，钢液中的溶氧较高，后续脱氧量较大，同时存在着夹杂量较大的问题；同时，炉渣的氧化能力也会有较大的提高。因此，在后期的精炼过程中要对此进行调节，而对炉渣的组成进行控制是非常困难的。出钢端部的含碳量过高将对初炼炉的工艺控制造成一定的压力。因此，在电弧炉中，通常将末端的含碳量控制在很低（约0.2%)的水平；在转炉中，为了使转炉内的终末含碳量提高（约0.6%)，大多采用高拉炭熔炼工艺，以满足转炉快速生产的要求[2]。
3.2选择合适的脱氧剂
软膜布在使用铝进行最终脱氧时，可以减少钢中的含氧量，从而得到适当的酸溶铝。过高的酸溶铝对钢液的保护会造成二次氧化，使脆性Al2O安全带包3物的含量增大；在低浓度的酸溶铝中，由于硅的二次氧化和液相温度的下降，会形成含有大量SiO2的粗大硅酸盐。结果表明：当钢中的酸溶铝含量为0.02%-0.04%时，能得到更好的组织结构，提高了强度。
3.3优化精炼渣成分
本文在实验室中对GCr15轴承钢中的CaO、SiO2、Al2O3电磁悬浮、MgO、CaF2含量进行了试验，结果表明：当二元碱从2.0提高到4.5时，钢液末端的总氧气含量从20×10-6下降到11×10-6，夹杂物总量和总体积均有所减少。高碱性渣熔炼后的钢水，主要夹杂物为Al2O陶瓷灯头3镁铝尖晶石等脆性夹杂物，且粒径不超过5μm。通过增加Al2O3或添加CaF2的含量，减少MgO的含量，可以显著改善精炼渣对夹杂物的吸收速率和能力。
试验用电渣重熔炉是一种单柱单相电渣炉，其变压器功率为150 kVA，采用固定水冷铜结晶器，内径为Φ上145mm，Φ下150mm，高为700mm，最大能够重熔70kg的铸锭。根据所定电流，以手动方式升降电极，使重熔过程中的电流为1500～2000A，电压为40-45V，出水温度为50-60℃。在重熔试验之前，先对电极进行抛光，除去氧化铁，然后再进行冷起
动试验，在同一工艺条件下，用同一母材，对不同的渣系进行重熔。
3.4优化熔炼工艺
改善轧制过程中的氧化夹杂物是改善轧制过程中的主要途径。增加加入铁液的量，并选用优质的废钢进行冶炼，可以得到优质钢材。在钢包冶炼中，通过严格控制铝、硅、钙等元素的比例，有利于脱氧、脱硫。通过同位素追踪实验，发现70%的夹杂是由真空脱气法和铝脱氧法得到的，其余部分则来自耐火材料或保护渣。真空冶炼还能有效地减少含氧量，提高真空条件下，含氧量可降至10×10-6以下。
通过对GCr15轴承钢的真空熔炼和电渣精炼工艺的超高周疲劳试验，发现其疲劳性能良好。不锈轴承钢，如9Cr18和9Cr18Mo可以通过电弧炉熔炼、电渣重熔技术来进行冶炼。利用电渣重熔工艺生产的钢种，其氧含量为0.28×10-4％～0.4×10-4％，其中氧化物夹杂物少，氧含量高，对其寿命有一定的影响[3]。目前，在轴承钢的精炼过程中，主要采用真空感应法和真空法进行熔炼，这种方法可使6Cr14Mo6的纯净度大大提高，使得氧含量仅为5×10-4％。
结束语：在轴承钢的精炼过程中，总的夹杂物、总面积和总含量都会对钢的组织均匀度造成很大影响，从而对产品的质量造成损害，继而导致轴承零件的疲劳和寿命的缩短。因此，对轴承钢特别是高级轴承钢进行精炼时，应对夹杂物的大小和含量进行严格的控制。通过降低钢中氧含量、控制钢液中的杂质，确保其组成的稳定，从而使轴承钢的品质得到改善。
参考文献：
纤维素水解[1]温昕,任英,张立峰.GCr15轴承钢RH和VD真空精炼过程钢洁净度对比[J].钢铁研究学报,2022,34(07):613-621.
玻璃抛光的方法
[2]王昆鹏,王郢,徐建飞,陈廷军,谢伟,姜敏.轴承钢二次精炼过程夹杂物演变规律[J].钢铁,2022,57(06):42-49.
[3]姜敏,李凯轮,王昆鹏,徐建飞,王郢,万文华,王新华.低氧高碳铬轴承钢LF-VD精炼时洁净度与夹杂物特征变化[J].炼钢,2021,37(01):27-32+43.
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