一種廢舊軸承鋼保級再利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種廢舊軸承鋼保級再利用方法，包括廢舊軸承鋼預(yù)處理、冶煉、控碳、成分調(diào)控、脫氧和鑄造工序，屬于循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)境領(lǐng)域，特別涉及廢舊軸承鋼保級再利用方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]軸承鋼是機械的關(guān)節(jié)，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、機床、風(fēng)電等行業(yè)。根據(jù)國家統(tǒng)計局2014年預(yù)測，2015年，我國軸承產(chǎn)量將超過280億套，成為全球最大的軸承生產(chǎn)和銷售基地。
[0004]軸承屬于易損零部件。近年來，我國廢舊軸承的年產(chǎn)出量超過30億對，總重量超40萬噸。因此，廢舊軸承的回收和保級再生一直是行業(yè)面臨的重大課題。目前，廢舊軸承的主要處理方法有:1.翻新后直接再利用；2.以廢鋼形式賤賣；3.軸承鋼降級使用。近年來，關(guān)于軸承修整的專利較多，主要致力于軸承套圈公差尺寸和滾珠的修整。中國發(fā)明專利(CN103962792A)公布了一種報廢汽車傳動軸承的再制造方法，指出傳動軸管和伸縮套的損壞程度符合焊合標(biāo)準(zhǔn)時，可能過堆焊進行焊合攻絲或矯正后再利用。中國發(fā)明專利(CN103358097A)公開了一種廢軸承鋼淬火制成磨具鋼的工藝，專利提出通過錘鍛一無氧球化退火一金屬粗加工一淬火回火一精加工后制備3Cr2W8V磨具鋼。中國發(fā)明專利(CN1059018A)提出，廢軸承和舊軸承可以通過清洗，折分，檢測，電鍍補修，重新裝配的方法實現(xiàn)廢舊軸承再生。從循環(huán)經(jīng)濟的角度上講，這種方法實現(xiàn)了 “變廢為寶”的總目標(biāo)，具有很大的市場價值，得到了業(yè)內(nèi)的認可。但是，廢舊軸承大多是因為達到服役年限或嚴重損壞才進入拆解流程，所以報廢軸承的使用年限大多達到或超過其安全服役時長。從材料和機械角度上講，簡單的維修只是調(diào)整了舊軸承的公差尺寸，并沒有改善軸承材料的疲勞情況，這也是翻新軸承問題不斷的原因。因此，出于安全考慮，不應(yīng)鼓勵軸承翻新再利用。
[0005]工業(yè)上，報廢軸承通常是與廢鋼混合后，被送入煉鋼廠重新入爐冶煉，其產(chǎn)品大多為建材用鋼，屬于粗放式，降級利用。資料顯示，國內(nèi)軸承鋼生產(chǎn)主要是用鐵水或者鐵水加少量廢鋼作為原料進行冶煉。中國發(fā)明專利CN102367501A公開了一種軸承鋼的精煉方法，指出在電爐冶煉中，普通鋼水加入量為60~65wt%，廢鋼添加量為35~40wt% ;中國發(fā)明專利CN103849710A公布了一種電爐全鐵水冶煉高碳鉻軸承鋼方法，可實現(xiàn)高碳含量出鋼，利用偏心低出鋼防止卷渣。中國發(fā)明專利CN103602920A提出一種短流程制造耐磨軸承的方法，該方法以GCr 15軸承鋼廢料和Q235廢鋼為主要原料，采用電爐熔煉、離心鑄造以及粗精加工和熱處理的制備方法，軸承經(jīng)冶煉和離心鑄造后，直接成型。與鍛造軸承相比，該生產(chǎn)工藝相對簡便，流程較短，但是生產(chǎn)效率較低，且未實現(xiàn)全廢舊軸承鋼保級再生。
[0006]由此可見，現(xiàn)有的回收處理廢舊軸承的專利技術(shù)涉及的均未實現(xiàn)全廢舊軸承鋼保級利用，有些再生技術(shù)還存在安全風(fēng)險。因此，急需開發(fā)廢舊軸承保級再生軸承鋼技術(shù)。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明以廢舊軸承鋼保級再生為目的，采用電爐煙氣預(yù)處理廢舊軸承鋼，經(jīng)冶煉、控碳、成分調(diào)整、脫氧和鑄造過程制得目標(biāo)軸承鋼。
[0009](I)預(yù)處理:將電爐煙氣引入裝有廢舊軸承鋼的旋轉(zhuǎn)震動料槽中，利用煙氣余熱烘干并預(yù)熱廢舊軸承鋼，雜質(zhì)被震動分離，煙氣送入除塵系統(tǒng)，預(yù)熱后的廢舊軸承鋼溫度為200-400°C，含水量彡0.001wt%，雜質(zhì)含量彡0.01wt%。
[0010](2)冶煉:將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，為降低雜質(zhì)含量，提高廢舊軸承鋼升溫速率，向電爐中配加5 wt%-10 wt%的低灰分無煙煤，形成CO和C02，還原性混合氣氛，待鋼液溫度超過1500°C時，吹氧5 min-15 min使鋼水中單一雜質(zhì)元素含量小于0.02wt%，總雜質(zhì)含量小于0.06wt% ；
(3)控碳:向吹氧后的鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼。在升溫熔融過程中，部分無煙煤中的碳進入高碳含量的廢舊軸承鋼液，提高了鋼液中的碳含量；另外，由于鋼液中雜質(zhì)含量低，吹氧時間僅為5-15 min,吹氧后的鋼液中碳含量較高；因此，本發(fā)明在控碳時向鋼水中添加的增碳劑比長流程生產(chǎn)時的配加量低60%。
[0011](4)成分調(diào)控:在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求。本發(fā)明采用全廢舊軸承鋼冶煉，且吹氧化時間短，在熔融和吹氧結(jié)束后，鋼液中合金元素含量較高，因此成分調(diào)控時所需的合金量比長流程生產(chǎn)時添加量低50%。
[0012](5)脫氧:將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧15 min-25 min，使鋼水中氧含量低于15 ppm ；
(6)鑄造:將深脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
[0013]本發(fā)明以廢舊軸承鋼為原料，不添加鐵水及其它成分的廢鋼進行冶煉，可有效降低鋼液中有害雜質(zhì)元素含量，減輕冶煉及精煉負擔(dān)，提高生產(chǎn)效率。本技術(shù)具有吹煉時間短，鋼液純凈度高的特點。本發(fā)明可實現(xiàn)廢舊軸承鋼保級再生高品質(zhì)軸承鋼。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種廢舊軸承鋼保級再利用技術(shù)工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。
[0016]實施例1
將廢舊軸承鋼裝入震動料槽中，通入除塵后的電爐煙氣30 min，得到預(yù)處理后的廢舊軸承鋼，其溫度為200 °C，含水量為0.001wt%，雜質(zhì)含量為0.01wt% ；將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加5 wt%無煙煤后升溫至1500°C恪融，吹氧5 min，鋼水中單一雜質(zhì)元素含量最高為0.02wt%,總雜質(zhì)含量為0.06wt% ;然后向鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼；在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求；再將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧15 min，鋼水中氧含量為15 ppm ;最后將深脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
[0017]實施例2 將廢舊軸承鋼裝入震動料槽中，通入除塵后的電爐煙氣60 min，得到預(yù)處理后的廢舊軸承鋼，其溫度為400 °C，含水量為0.0008wt%，雜質(zhì)含量為0.004wt% ；將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加10 ?丨％無煙煤后升溫至1650°C熔融，吹氧15 min，鋼水中單一雜質(zhì)元素含量最高為0.01wt%，總雜質(zhì)含量為0.04wt% ;然后向鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼；在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求；再將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧25 min，鋼水中氧含量為10 ppm ;最后將株脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
[0018]實施例3
將廢舊軸承鋼裝入震動料槽中，通入除塵后的電爐煙氣40 min，得到預(yù)處理后的廢舊軸承鋼，其溫度為350 °C，含水量為0.0007wt%，雜質(zhì)含量為0.003wt% ；將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加6wt%無煙煤后升溫至1550°C恪融，吹氧10 min，鋼水中單一雜質(zhì)元素含量最高為0.008wt%，總雜質(zhì)含量為0.02wt% ;然后向鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼；在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求；再將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧20 min，鋼水中氧含量為8 ppm ;最后將?米脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
[0019]實施例4
將廢舊軸承鋼裝入震動料槽中，通入除塵后的電爐煙氣35 min，得到預(yù)處理后的廢舊軸承鋼，其溫度為300 0C，含水量為0.0009 wt%,雜質(zhì)含量為0.005 wt% ；將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加8 ?七％無煙煤后升溫至1600°C熔融，吹氧12 min，鋼水中單一雜質(zhì)元素含量最高為0.002wt%，總雜質(zhì)含量為0.01 wt% ;然后向鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼；在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求；再將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧18 min，鋼水中氧含量為12 ppm ;最后將株脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
[0020]實施例5
將廢舊軸承鋼裝入震動料槽中，通入除塵后的電爐煙氣37 min，得到預(yù)處理后的廢舊軸承鋼，其溫度為250 °C，含水量為0.0005wt%，雜質(zhì)含量為0.001wt% ；將預(yù)處理后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加9 wt%無煙煤后升溫至1580°C恪融，吹氧13 min，鋼水中單一雜質(zhì)元素含量最高為0.008wt%，總雜質(zhì)含量為0.03wt% ;然后向鋼水中加入增碳劑，調(diào)整鋼液碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍后出鋼；在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求；再將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備深脫氧13 min，鋼水中氧含量為5 ppm ;最后將?米脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備，完成鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。
【主權(quán)項】
1.一種廢舊軸承鋼保級再利用方法，包括廢舊軸承鋼預(yù)處理、冶煉、控碳、成分調(diào)控、脫氧和鑄造工序，具體步驟為: 1)預(yù)處理:將電爐煙氣引入震動料槽，利用煙氣余熱烘干預(yù)熱廢舊軸承鋼，同時實現(xiàn)雜質(zhì)的震動分離； 2)冶煉:將脫水除雜后的廢舊軸承鋼送入電爐，配加一定量的無煙煤后升溫熔融，經(jīng)吹氧除雜，使鋼水中單一雜質(zhì)元素含量小于0.02wt%，總雜質(zhì)含量小于0.06wt% ； 3)控碳:所述控碳過程是在電爐冶煉過程中，通過加入增碳劑調(diào)整鋼液中碳含量至目標(biāo)軸承鋼成分范圍； 4)成分調(diào)控:在精煉爐中，向鋼水中加入合金料，使鋼水中合金元素成分達到目標(biāo)軸承鋼要求； 5)脫氧:將成分調(diào)整后的鋼水送入特定設(shè)備完成鋼液深脫氧，同時除去鋼液中的夾雜物； 6)鑄造:將深脫氧后的鋼水送入鑄造設(shè)備進行鑄造，得到目標(biāo)軸承鋼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊軸承鋼保級再利用方法，其特征在于步驟(I)中采用電爐煙氣烘干并預(yù)熱廢舊軸承鋼，預(yù)熱后的廢舊軸承鋼溫度為200°C -400°C，含水量(0.001wt%，雜質(zhì)含量彡 0.01wt%o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊軸承鋼保級再利用方法，其特征在于步驟(2)中，無煙煤添加量為5wt%-10wt%，其余為預(yù)處理后的廢舊軸承鋼。
【專利摘要】一種廢舊軸承鋼保級再利用方法，屬于循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種廢舊軸承鋼保級再利用技術(shù)。本發(fā)明公開了一種以廢舊軸承鋼為原料，采用全廢鋼電爐冶煉方法，經(jīng)預(yù)處理、冶煉、控碳、成分調(diào)控、脫氧和鑄造工序制得軸承鋼的技術(shù)，實現(xiàn)了廢舊軸承鋼的短流程、低成本保級再利用。本發(fā)明具有節(jié)能，環(huán)保和易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點，具有顯著的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。
【IPC分類】C21C5/52, C21C7/06, C21C7/00
【公開號】CN104988278
【申請?zhí)枴緾N201510293438
【發(fā)明人】張深根, 潘德安, 楊健, 劉波, 劉賡
【申請人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月1日