專利名稱：軸承鋼納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼的冶煉技術領域，具體地說是涉及軸承鋼納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發(fā)展，尤其是航天、汽車制造以及軍工、石油開采等行業(yè)技術的發(fā)展，對工程材料的質(zhì)量提出了越來越高的要求，故而引起了軸承鋼材料生產(chǎn)行業(yè)清潔鋼生產(chǎn)技術的迅速發(fā)展。軸承鋼中氧、鈦、硫、氮在鋼水凝固時可形成夾雜物，夾雜物的存在嚴重損害軸承鋼的力學性能。而軸承鋼中Ti的含量對其疲勞壽命影響很大。一些國外軸承鋼使用廠家，對其鈦含量提出小于30ppm的要求，但現(xiàn)有的爐外精煉辦法很難把鈦的含量降低到其程度，所以在鋼液中的加入脫鈦劑除去軸承鋼中的鈦以提高鋼的質(zhì)量。而以采用納米材料的尺寸效應，選擇合適的納米脫鈦材料，利用適用的粉碎辦法制取納米脫鈦劑，選擇合適的加入方法把制得的納米細粉加入鋼液中降低鈦的含量使其小于30ppm，氧含量小于15ppm，同時鋼中夾雜物數(shù)量相對減少的，而納米脫鈦劑的制取、在鋼中的加入、分散方法，目前還未見記載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，以降低鋼液中鈦、氧以及夾雜物的含量。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法為選用成分中Si占35～45％、Al占10～20％、Ba占15～20％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(1)；成分中Si占25～30％、Al占25～30％、Ba占8～12％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(2)；成分中Si占40～45％、Al≤3.0、Ca≤2.0、Ba占25～30％、C≤0.3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiBa；成分中RE占1～3％、Mg占6～9％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ba占1～3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料FeSiMgBaRE；成分中RE占0～0.6％、Mg占5～20％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiFeMg，用上述鐵合金大顆粒粒徑為(1-3毫米)材料經(jīng)一級粉碎、二級粉碎、分級、產(chǎn)品收集分別制得顆粒小于500納米以下細粉軸承鋼脫鈦劑，將所述的己制取的粒度達到500nm以下的納米超細粉與上述對應大顆粒直徑1-3毫米的鐵合金混合后，其中納米細粉占0.1-1％之間，用薄鋼板制成包芯線，用喂線機把納米細粉喂入鋼液中，具體的加入總量控制在每噸鋼水加入混合細粉10-15公斤，其工藝條件為先直接加入金屬鋁塊，后用喂線機加入納米混合細粉，加入速度20-30米/每分鐘；加入時間為在精煉爐出鋼前10分鐘；具體加入量為(1)Al塊每噸鋼加入2.0Kg+SiAlBa①鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(2)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiAlBa②鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5kg(3)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiBa鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(4)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+FeSiMgBaRE鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(5)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiFeMg鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg。
本發(fā)明軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法的優(yōu)點是采用喂線的辦法加入納米脫鈦劑復合材料技術具有操作簡便，調(diào)節(jié)靈活，用制取的包芯線進行爐外精煉處理軸承鋼液能有效地降低鋼液中鈦的含量使其小于30ppm、氧含量小于15ppm，同時夾雜物數(shù)量相對減少，改善了鋼的質(zhì)量，提高鋼材的性能。
具體實施例方式
下面結合實施例進一步說明本發(fā)明技術方案是如何實現(xiàn)的本發(fā)明軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法為選用成分中Si占35～45％、Al占10～20％、Ba占15～20％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(1)；成分中Si占25～30％、Al占25～30％、Ba占8～12％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(2)；成分中Si占40～45％、Al≤3.0、Ca≤2.0、Ba占25～30％、C≤0.3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiBa；成分中RE占1～3％、Mg占6～9％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ba占1～3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料FeSiMgBaRE；成分中RE占0～0.6％、Mg占5～20％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiFeMg，用上述鐵合金大顆粒粒徑為(1-3毫米)材料經(jīng)一級粉碎、二級粉碎、分級、產(chǎn)品收集分別制得顆粒小于500納米細粉的軸承鋼脫鈦劑，其特征在于將已制取的粒度達到500nm以下的納米超細粉與上述對應大顆粒鐵合金混合后，用薄鋼板制成包芯線，用喂線機把納米細粉喂入鋼液中，具體的加入總量控制在每噸鋼水加入混合細粉10-15公斤，其工藝條件為先直接加入金屬鋁塊，后用喂線機加入納米混合細粉，加入速度20-30米/每分鐘；加入時間為在精煉爐出鋼前10分鐘；具體加入量為(1)Al塊每噸鋼加入2.0kg+SiAlBa①鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(2)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiAlBa②鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(3)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiBa鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(4)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+FeSiMgBaRE鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(5)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiFeMg鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg。
所述的各種納米細粉和對應的大顆粒鐵合金混合比例為粒徑達到500nm以下的納米超細粉占0.1-1％之間。
所述的大顆粒鐵合金的粒徑為1-3mm。
所述的制取包芯線的鋼板厚度為1mm，寬為50mm，長為100-200m；制取包芯線的直徑為13-14mm。
所述的包芯線加入鋼液的速度以20米/每分鐘為最佳。
實施例1。
選用成分中Si占35％、Al占10％、Ba占1 5％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(1)20公斤大顆粒(粒徑1-3mm)，先用普通氣流粉碎機進行一級粉碎，將物料粉碎為大于800目的粗料產(chǎn)品；將粗料加入FJM系列流化床對噴式氣流粉碎機進行二級粉碎，利用壓縮空氣通過超音速噴嘴產(chǎn)生的調(diào)整對流，使物料加速并在各對流交界的粉碎區(qū)產(chǎn)生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分級區(qū)，通過漏輪式分級輪進行分級，達到粒度要求即0.5微米以下的細粉產(chǎn)品進入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二級粉碎工序，繼續(xù)粉碎，最終使產(chǎn)品中粒度達到500nm以下為制得本發(fā)明軸承鋼納米脫鈦劑。
取粒徑達到500nm以下的納米超細粉占0.1％的混合細粉，在鋼液中的具體加入量為先加Al塊每噸鋼加入2.0kg，后加SiAlBa①鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5kg。將上述的納米細粉和粗顆粒混合均勻，在包芯線機上采用厚度為1mm，寬為50mm，長100m的鋼板，制取直徑為13mm的包芯線。把制取的包芯線盤于喂線機的固定盤架上，在精煉爐出鋼前10分鐘按每分鐘20m速度喂入鋼液中。
實施例2。
選取成分中Si占40～45％、Al≤3.0、Ca≤2.0、Ba占25～30％、C≤0.3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiBa20公斤大顆粒(粒徑1-3mm)，先用普通氣流粉碎機進行一級粉碎，將物料粉碎為大于800目的粗料產(chǎn)品；將粗料加入FJM系列流化床對噴式氣流粉碎機進行二級粉碎，利用壓縮空氣通過超音速噴嘴產(chǎn)生的調(diào)整對流，使物料加速并在各對流交界的粉碎區(qū)產(chǎn)生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分級區(qū)，通過漏輪式分級輪進行分級，達到粒度要求即0.5微米以下的細粉產(chǎn)品進入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二級粉碎工序，繼續(xù)粉碎，最終使產(chǎn)品中粒度達到500nm以下為制得本發(fā)明軸承鋼納米脫鈦劑。
取粒徑達到500nm以下的納米超細粉占0.5％的混合細粉，在鋼液中的具體加入量為先加Al塊每噸鋼加入1～3Kg，后加SiBa鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg。將上述的納米細粉和粗顆?；旌暇鶆?，在包芯線機上采用厚度為1mm，寬為50mm，長150m的鋼板，制取直徑為13.4mm的包芯線。把制取的包芯線盤于喂線機的固定盤架上，在精煉爐出鋼前10分鐘按每分鐘25m速度喂入鋼液中。
實施例3。
選取成分RE占0～0.6％、Mg占5～20％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiFeMg20公斤大顆粒(粒徑1-3mm)，先用普通氣流粉碎機進行一級粉碎，將物料粉碎為大于800目的粗料產(chǎn)品；將粗料加入FJM系列流化床對噴式氣流粉碎機進行二級粉碎，利用壓縮空氣通過超音速噴嘴產(chǎn)生的調(diào)整對流，使物料加速并在各對流交界的粉碎區(qū)產(chǎn)生高速碰撞、研磨；被粉碎的物料形成流化床，上升到分級區(qū)，通過漏輪式分級輪進行分級，達到粒度要求即0.5微米以下的細粉產(chǎn)品進入收集器。大于0.5微米的粗料又返回二級粉碎工序，繼續(xù)粉碎，最終使產(chǎn)品中粒度達到500nm以下為制得本發(fā)明軸承鋼納米脫鈦劑。
取粒徑達到500nm納米超細粉占1％的混合細粉，在鋼液中的具體加入量為先加Al塊每噸鋼加入1～3Kg，后加SiFeMg鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg。納米細粉和粗顆?；旌暇鶆?，在包芯線機上采用厚度為1mm，寬為50mm，長200m的鋼板，制取直徑為13.6mm的包芯線。把制取的包芯線盤于喂線機的固定盤架上，在精煉爐出鋼前10分鐘按每分鐘30m速度喂入鋼液中。
權利要求
1.一種軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，選用成分中Si占35～45％、Al占10～20％、Ba占15～20％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(1)；成分中Si占25～30％、Al占25～30％、Ba占8～12％、C≤0.2％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiAlBa(2)；成分中Si占40～45％、Al≤3.0、Ca≤2.0、Ba占25～30％、C≤0.3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiBa；成分中RE占1～3％、Mg占6～9％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ba占1～3％、P≤0.04％、S≤0.04％、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料FeSiMgBaRE；RE占0～0.6％、Mg占5～20％、Si占40～45％、Ca≤1.0、Ti≤0.1％、H2O≤0.3的鐵合金材料SiFeMg，經(jīng)一級粉碎、二級粉碎、分級、產(chǎn)品收集分別制得顆粒小于500納米以下細粉的軸承鋼脫鈦劑，其特征在于將已制取的粒度達到500nm以下的納米超細粉與上述對應大顆粒直徑1-3毫米鐵合金混合后，其中納米細粉占0.1-1％之間，用薄鋼板制成包芯線，用喂線機把納米細粉喂入鋼液中，具體的加入總量控制在每噸鋼水加入混合細粉10-15公斤，其工藝條件為先直接加入金屬鋁塊，后用喂線機加入納米混合細粉，加入速度20-30米/每分鐘；加入時間為在精煉爐出鋼前10分鐘；具體加入量為(1)Al塊每噸鋼加入2.0kg+SiAlBa①鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(2)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiAlBa②鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(3)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiBa鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(4)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+FeSiMgBaRE鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg(5)Al塊每噸鋼加入1～3Kg+SiFeMg鐵合金納米粉每噸鋼加入0.1～0.5Kg。
2.如權利要求1所述的軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，其特征在于所述的各種納米細粉和對應大顆粒鐵合金混合比例為粒徑達到500nm以下的納米超細粉占0.1-1％之間。
3.如權利要求1或2所述的軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，其特征在于所述的大顆粒鐵合金的粒徑為1-3mm之間。
4.如權利要求1所述的軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，其特征在于所述的制取包芯線的鋼板厚度為1mm，寬為50mm，長為100-200m；制取包芯線的直徑為13-14mm之間。
5.如權利要求1所述的軸承鋼中納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法，其特征在于所述的包芯線在鋼液中的加入速度以20米/每分鐘為最佳。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼的冶煉技術領域，具體地說是涉及軸承鋼納米脫鈦劑在鋼液中的加入方法。本發(fā)明的加入方法為將已制取的納米細粉與對應大顆粒鐵合金混合后，用薄鋼板制成包芯線，用喂線機喂線加入鋼液中；其工藝條件為加入速度20－30米/每分鐘；加入時間為在精煉爐出鋼前10分鐘。本發(fā)明的優(yōu)點是采用喂線加入納米脫鈦劑復合材料技術具有操作簡便，調(diào)節(jié)靈活，用制取的包芯線進行爐外精煉處理軸承鋼液能有效地降低鋼液中鈦的含量使其小于30ppm、氧含量小于15ppm，同時夾雜物數(shù)量相對減少，改善了鋼的質(zhì)量，提高鋼材的性能。
文檔編號C21C7/04GK1721557SQ20051008585
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月18日 優(yōu)先權日2004年10月25日
發(fā)明者鐵生年, 李建保, 陳列, 張英智, 島井駿藏, 宣俊剛, 莫鵬君 申請人:青海大學, 鐵生年