以軸承鋼為傳統(tǒng)類型產(chǎn)品的第聶伯特殊鋼廠開發(fā)電弧爐冶煉、電渣重熔和真空電弧重熔各種類型軸承鋼工藝,例如:GCr15、GCr15SiMn、GCr20SiMn、GCr4、GCr15V、55SiMo5VA、95Cr18、ЭИ347等。
軸承鋼的規(guī)格品種包括φ8～220mm熱軋棒材和φ2～40mm精鍛冷拔材，φ8～13mm熱軋盤條和φ2～12.5mm冷軋盤條，表面特殊精整棒材。隨著客戶需求的增長和由于開發(fā)新工藝流程和設(shè)備，軸承鋼的生產(chǎn)工藝得以完善。客戶首先對未采用電渣重熔和真空電弧重熔冶煉鋼的污染度、非金屬夾雜含量和使用ГОСТ801-78后的氧含量提出了要求。在持續(xù)冶煉期間分階段完善工藝，以提高未采用特{TodayHot}殊電冶金方法冶煉鋼水的純凈度。
第一個工藝流程包括在60t堿性電弧爐內(nèi)冶煉鋼水，精煉和放鋼到高堿度渣鋼包內(nèi)，將鋼水澆鑄成2.8～3.6t鋼錠.。鋼具有氧化物，特別是點狀非金屬夾雜含量高的特點，氧含量處于(25～40)ppm水平上。
70～80年代，為了提高鋼的純凈度和降低氧含量，公司曾試驗過采用CaO-Al2O3 系液態(tài)合成渣處理出鋼鋼水，以及采用真空渣處理裝置。這種處理方法保證降低氧化物和硫化物夾雜含量，同時將氧含量降至(15～25)ppm。但是因鋼水的點狀夾雜污染度高，該工藝未被采納。
第二個完善軸承鋼生產(chǎn)工藝的方法是采用石灰和螢石固態(tài)造渣材料冶煉和處理出鋼鋼水。該工藝可提高產(chǎn)品合格率，特別是在生產(chǎn)斷面＜40鋼時，但是氧含量仍很高(達30ppm)，不符合ГОСТ801-78的要求(≤20ppm)。80年代采用的爐外處理方法提高了鋼的純凈度和降低了包括氧在內(nèi)的氣體含量。199１年使用了本廠設(shè)計的鋼包爐，而在1996年則采用了達涅利公司的鋼包爐。
用固態(tài)造渣材料處理出鋼鋼水、與鋼包爐內(nèi)高堿度渣處理鋼水相匹配提高了鋼水純潔度，降低氧化物、硫化物和點狀夾雜含量，同時使鋼中氧含量平均降低到18ppm。
1999年投入使用曼內(nèi)斯曼·德馬克公司的鋼包型真空裝置后，能夠達到世界市場根據(jù)ASTM和DIN標準評定非金屬夾雜污染度和氧含量的要求。完成了以下綜合工作：明確了對出爐半成品的要求；試驗過不同的出鋼方案；用{HotTag}固態(tài)造渣材料處理鋼水和出鋼時脫氧；制定鋼包扒渣和鋼包爐造新渣工藝；完善在鋼包爐和真空裝置處理過程中的鋼水脫氧過程；鋼水“輕微”吹氬工藝被作為關(guān)鍵因素；澆鑄過程中吹氬保護鋼流；制定從鋼水中取氧氣樣方法；完善氧含量的確定方法。
完善后的工藝流程包括在60t堿性電弧爐內(nèi)冶煉半成品；放鋼到(氧化期或短時間精煉后)Mgo基主襯或復合襯(渣帶由方鎂石碳磚構(gòu)成，其余部分為高鋁粘土澆注襯)鋼包內(nèi)。放鋼時包內(nèi)加入脫氧劑、增碳劑、合金元素和固態(tài)造渣材料。此時確保鋼水脫氧和精煉，以便脫硫(脫硫率達60％)和去除非金屬夾雜。扒鋼包渣后在鋼包爐內(nèi)造新高堿度渣，鋼水爐外脫氧精煉達到規(guī)定化學成份和溫度。鋼水經(jīng)鋼包爐爐底透氣磚的整個吹氬時間為40～50min,用高堿度渣處理鋼水過程中保證爐外精煉鋼水，脫硫、脫氧和去除非金屬夾雜。鋼包爐內(nèi)鋼水經(jīng)處理后硫含量為0.005％,氧含量為12ppm。包內(nèi)渣上浮后進行真空處理，以保證包內(nèi)渣層厚度為60～70mm。高真空度(100Pa)時真空處理10～15min同時鋼水吹氬。
真空處理過程中繼續(xù)精煉鋼水去除有害雜質(zhì)和氣體。此時的鋼水脫硫率為50～80％，最低含硫量0.003％。真空處理時氫(平均2ppm)、氮(平均75ppm)和氧(平均0.2ppm)含量明顯降低。氧樣取自于真空處理后的鋼水。
研制的整個氧含量確定方法可消除與生產(chǎn)試樣時試樣表面氧化相關(guān)的偏差。采用不同的方法，即根據(jù)前蘇聯(lián)ГОСТ801-78、美國標準ASTME-45-95、德國DIN標準50602-85評定污染度時，完善的冶煉、爐外處理和澆鑄工藝大大提高了鋼水的純凈度。根據(jù)DIN標準評定時，真空處理鋼水純潔度高(標準≤12時K3=0，標準≤13時K4=0.12)。根據(jù)ГОСТ801-78評定時，約2％爐次偏離最初檢測標準，根據(jù)電弧爐－固態(tài)造渣材料－鋼包爐工藝冶煉時，19％爐次偏離標準。根據(jù)ASTME標準評定時，較之非真空處理鋼軋材的73％硫化物、65％氧化物和85％粗系點狀夾雜，真空鋼具有100％細系夾雜合格爐次和93％粗系氧化物夾雜合格爐次。
根據(jù)ASTME-45的評定，基于評定300～500個試場全部夾雜的D法，將對真空處理鋼水質(zhì)量問題作出最準確的解釋。由表中看出，全部類型細系夾雜標準范圍較大(5～140倍)，而粗系夾雜接近于要求的零位值。采用研制的工藝可為國外用戶提供嚴格要求氧含量達(達12ppm)和非金屬雜質(zhì)含量的真空處理鋼。
因此，第聶伯特殊鋼廠開發(fā)了優(yōu)質(zhì)軸承鋼生產(chǎn)工藝流程，該工藝較之非真空處理鋼水保證爐外精煉鋼水，脫硫、去氫、脫氧和去除非金屬夾雜。
