一、低成本冶炼高质量轴承钢工艺探讨（论文文献综述）
徐曦,刘祥,秦桂伟,安绘竹,任玉辉,尹一[1]（2021）在《国内轴承钢的生产控制技术》文中研究指明介绍了国内轴承钢冶炼、连铸以及轧制方面的新技术,针对目前鞍钢的轴承钢生产工艺技术进行述评,并结合鞍钢轴承钢的发展计划对国内发展高端轴承及轴承钢进行了展望。
代卫星[2]（2021）在《单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺》文中指出不锈钢冶炼新技术的开发一直是不锈钢冶金工作者关注的研究课题。单嘴精炼炉,简称“单嘴炉”,是我国原创的一种钢液真空炉外精炼装置,长期的工业性批量试验已经证明了该炉型在电工钢、轴承钢等品种冶炼方面具有精炼效率高、生产成本低及设备简单等技术优势。将单嘴炉技术优势应用于不锈钢的冶炼是一种全新的研究探索。开展这方面的研究对我国不锈钢冶炼新技术的开发具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以单嘴精炼炉冶炼不锈钢为研究背景,围绕冶炼过程的关键冶金机理及工艺开展深入研究。通过物理和数值模拟明确了气泡长距离上浮的演变行为,解析了单嘴炉内部全钢液区域的流场结构;提出了炉型结构的最优化控制原则;证实了浸渍管偏移和双透气砖搅拌能有效提高浸渍管外围钢液的流动性,提出了偏心距和双透气砖布置的最佳控制方法。建立了真空室“钢-渣”冷态模拟装置,阐明了顶渣的流动特征及循环机理,并进一步结合25吨工业单嘴炉进行了流场和炉型设计,完成了冶炼304不锈钢的工业性试验及冶炼效果评估。建立了单嘴炉冶炼不锈钢的工艺数学模型,提出了不锈钢冶炼工艺的控制关键点。主要研究结果如下:（1）钢包底部吹入的气体气泡在钢液中长距离上浮过程中会不断的长大,进入真空室后发生了加速膨胀,气泡溢出真空液面时的直径达到初始直径的12.5倍,上浮速度也相应增加至初始速度的3.5倍,有效地扩大了真空室内的气液表面活性区;长距离气泡搅拌作用下,全钢液区域的流场由8个特征区域组成,通过流场解析确认了钢包底部钢液的流动主要靠下降流冲击驱动,而浸渍管外围钢液的流动则依靠上升流的外溢流股驱动。（2）炉型参数（浸渍管内径、吹气位置及插入深度）变化会改变单嘴炉环流效率和浸渍管内外钢液的流动均匀性;以保障环流量和提高流动均匀性为钢液流场的优化目标,提出了 3个炉型参数的最优化控制方法,在25～130吨容量范围内,总结得出了炉型参数无量纲值的最佳控制范围:内径（D1/D0）为0.41～0.48,吹气位置（r/R）为0.5,插入深度（h/H）为0.135～0.17。（3）相比传统中心对称位置,将单嘴炉浸渍管正偏后可达到提高外围钢液流动强度、缩短熔池混匀时间的有益效果,并得出了浸渍管无量纲偏心距（△E/D1）的最佳控制范围0.2～0.3;在偏心单嘴炉中采用双透气砖吹氩搅拌,可大幅提高外围钢液的流动强度,相比单透气砖搅拌,浸渍管外围钢液的平均流速提高了 40%,浸渍管内外钢液的流速差百分比由54%缩小至10%以内;将双透气砖夹角控制到180°、吹氩比控制到1/7～1/5范围,可实现最佳的搅拌效果。（4）真空室“渣钢”水模型实验研究表明:真空室强烈的气泡活性区可将顶渣层撕碎成大量细小的渣滴,并将其卷入到钢液中,有效增加了钢渣接触面积;在循环钢液的作用下,大部分渣滴可在钢包与浸渍管之间循环流动,与钢液形成了长时间的浸润接触;钢渣之间这种“大面积+长时间”的流动接触特性提升了钢渣之间的反应效率。（5）以实际25吨钢包为背景对工业单嘴炉的关键结构参数进行了设计,并开展了冶炼不锈钢的工业性试验。18炉304不锈钢冶炼结果表明:依据模型设计完成的25吨偏心单嘴炉在冶炼中体现出良好的应用效果,最低可将钢中碳含量脱至110ppm,还原期Cr的平均收得率为97%;破空前后钢液成分波动幅度小,主要元素的含量波动均小于5%,冶炼过程没有出现钢包渣结壳和真空喷溅现象。（6）基于建立的单嘴炉冶炼不锈钢工艺数学模型,可对冶炼过程中的钢液成分和温度进行预测计算。模型研究表明:吹氧期钢液内部脱碳速率最大,平均可达到113.5ppm/min,占总速率50%以上;VCD阶段初期真空液面的表面脱碳速率占比达到70%,而后期钢液的脱碳主要依靠还原氧化铬;采用“动态真空+动态供氧”的吹氧工艺能有效提高钢液脱碳速率并减少贵金属Cr的烧损。
曹文全,俞峰,王存宇,徐海峰,许达,刘正东[3]（2021）在《高端装备用轴承钢冶金质量性能现状及未来发展方向》文中研究说明针对滚动轴承特点、轴承钢类型以及国内外轴承钢差距,本文对国内外高端装备用轴承需求、国内外轴承钢品种、轴承钢生产装备与冶金质量、轴承钢热处理技术以及轴承钢质量性能评价技术等发展现状进行了综述,指出了国内外高端装备用轴承钢在冶炼流程的超纯净控制、新型热处理技术和新型轴承钢研发对提升轴承长寿命的巨大作用,提出了未来基于夹杂物、碳化物和基体组织细质化、均匀化和稳定化的传统轴承钢质量性能提升、高性能热处理研发、新型轴承钢材料创新以及加强抗疲劳基础理论研究的发展方向和大幅度提升轴承钢接触疲劳寿命的发展目标。
杨超云[4]（2020）在《稀土对高碳铬轴承钢夹杂物-组织-性能的影响机理研究》文中指出由于综合性能良好、生产工艺简单以及价格低廉等优点,高碳铬轴承钢广泛应用于精密机床、轨道交通、矿山机械等领域的轴承制造。鉴于轴承服役时严苛的工作条件和长寿命要求,高碳铬轴承钢的性能优化,尤其是其冶金质量的改善,一直是材料领域持续研究的重点方向。过去几十年间钢铁行业冶炼技术的进步显着改善了高碳铬轴承钢的冶金质量,钢液洁净度和非金属夹杂物得到了有效的优化控制,但持续提高的轴承疲劳寿命需求与轴承钢冶金质量提升遭遇瓶颈之间的矛盾也日趋突出。稀土元素理论上具有净化钢液、改善夹杂物和微合金化的作用,然而以往稀土处理的高碳铬轴承钢总会出现性能波动和水口结瘤的问题。考虑到稀土原材料中夹杂物对冶金质量的可能影响,研究高纯稀土金属在高洁净轴承钢中的作用,对于分析稀土在钢中的作用机理和研制长寿命稀土轴承钢具有重要的指导意义。针对轴承服役时可能的失效形式和轴承钢的质量要求,本文系统研究了高纯稀土金属对高碳铬轴承钢中夹杂物、组织、冲击韧性和疲劳性能的影响机制。论文的主要研究内容和结论包括:分析了不同稀土含量轴承钢中的夹杂物,讨论了稀土变质轴承钢中夹杂物的行为和夹杂物类型的演化序列。结果表明,稀土元素能够变质高碳铬轴承钢中的Al2O3和MnS夹杂物形成稀土夹杂物。在低S/O轴承钢中,稀土元素与夹杂物形成元素的反应序列依次为O、S、As、P和C。稀土夹杂物类型的演化序列主要为 RE2O3、RE2O2S、RES、RE-O-S-As、RE-S-As、RE-S-As-P、RE-O-S-As-P-C、RE-O-As-P-C、RE-O-P-C和RE-O-C。而在高S/O轴承钢中,微量稀土倾向于优先变质轴承钢中的MnS形成RE3S4。RE3S4既可以在冶炼过程中独立析出或以Al2O3为核心析出,也可以在凝固过程中与MnS共同在Al2O3基底上以RE3S4·yMnS（y<1）复杂夹杂物的形式形成。在夹杂物完全变质的条件下,高S/O轴承钢中稀土夹杂物类型的演化序列主要为RE2O3、RE2O2S、RES、RE-S-As、RE-As（-P）/RE-O-As（-P）、RE-P（-C）/RE-O-P（-C）和 RE-O-C。高 S/O 轴承钢中较高的砷和磷元素含量以及较低的氧含量增加了不含氧元素且类型简单的稀土夹杂物形成的可能性,导致了其与低S/O稀土轴承钢不同的夹杂物类型演化序列。系统研究了不同稀土含量轴承钢中的夹杂物、显微组织、晶粒尺寸和冲击性能,阐明了稀土对轴承钢冲击韧性的影响机制。实验结果表明,在常规的热处理工艺下,除过量稀土加入时形成大量的含碳稀土夹杂物导致碳化物体积分数和尺寸明显减小外,稀土不会对轴承钢中的相分数、碳化物尺寸和晶粒尺寸产生显着影响。适量稀土的添加能够变质长条状MnS及其复合夹杂物形成形貌规则且均匀分布的稀土夹杂物,进而显着改善轴承钢的冲击性能及其等向性。一定范围内稀土含量的增加能够增强含砷和磷元素的稀土夹杂物的形成能力,减弱有害元素的晶界偏聚,提高晶界强度;同时,夹杂物体积分数和尺寸呈增大的趋势,也可以促进冲击裂纹扩展路径的改变,两者均能提高轴承钢的横向和纵向冲击吸收功。然而,过量稀土的加入在轴承钢中形成大量的大尺寸稀土夹杂物,能够引起晶界裂纹并促进裂纹的扩展,严重恶化冲击性能。利用超声疲劳试验机对工业模铸轴承钢的超高周疲劳性能进行了研究,分析了稀土元素在轴承钢超高周疲劳失效中的作用机制。结果表明,稀土的添加能够减小夹杂物的尺寸和体积分数,从而使稀土轴承钢在109周次下的疲劳极限提高约9.4%,疲劳寿命延长10倍以上。稀土变质轴承钢中CaO-Al2O3-MgO-SiO2-CaS系夹杂物形成的复合稀土夹杂物具有较弱的内部结合力及其与基体的界面结合力,所以稀土轴承钢在夹杂物处具有较短的裂纹萌生寿命。然而,小尺寸稀土夹杂物能够产生较大的细晶区,使得稀土轴承钢的裂纹扩展寿命远高于无稀土轴承钢。探索了连铸轴承钢的横向和纵向超高周疲劳性能,揭示了不同形态夹杂物引发的裂纹萌生和扩展行为以及稀土元素的影响机制。研究结果表明,颗粒状夹杂物引发的超高周疲劳失效表现出自夹杂物颗粒起几乎各向同步的裂纹扩展,即时裂纹的长宽比保持接近于1。而在条带状夹杂物引发的超高周疲劳失效中,起始裂纹萌生于夹杂物条带较宽的区域,即时裂纹的宽度在裂纹扩展中具有重要的作用。随着裂纹的扩展,即时裂纹的长宽比持续减小直至其值接近于1或裂纹扩展到试样的边缘。在超高周疲劳范畴内,有效夹杂物区域和有效夹杂物尺寸可以从裂纹萌生和扩展的角度来确定。对于含细晶区的超高周疲劳断面,有效夹杂物区域对应包含在细晶区内的夹杂物区域。稀土变质轴承钢中的常规夹杂物形成的复合稀土夹杂物在热轧过程中易于变形来减小疲劳源处的有效夹杂物尺寸,因此,稀土的添加能够改善连铸轴承钢的疲劳性能,尤其是纵向疲劳性能。
邓爱军[5]（2019）在《高铁用轴承钢冶金过程的关键技术研究》文中进行了进一步梳理高铁的高可靠性和高安全性运行对高铁轴承质量提出了严苛的要求。本文以高铁用GCr15轴承钢为研究对象,采用BOF→LF→RH→CC的转炉长流程冶炼生产工艺,研究了高铁用轴承钢在生产过程中质量控制的关键难点和重点,形成了高铁用轴承钢冶金过程的关键技术集成。本研究围绕此目标,通过实验室研究、热态模拟实验、工业试验等手段展开相关研究工作。通过对轴承钢在转炉冶炼生产全过程的研究分析,以提高钢液的纯净度为目标,建立了转炉冶炼过程保碳、脱磷、控温的“C-P-T”协同控制工艺模型,并应用于轴承钢冶炼生产,结果表明,转炉出钢终点钢中磷含量能够稳定控制在0.01%以下,终点钢中碳含量稳定控制在0.30%左右,终点钢中平均溶解氧含量为0.0114%,终点钢液温度稳定控制在1620℃～1630℃;终点钢液碳、磷、温度三者同时命中目标的炉次占比达到了76.67%,钢液纯净度得到大幅提升。通过对精炼过程中超低氧控制工艺进行研究,揭示了轴承钢精炼过程渣-金间氧的传输规律;基于实验室研究和工业生产验证相结合的方式,研制出了能够悬浮于渣-金界面的新型复合脱氧剂。生产实践表明,精炼顶渣中∑（Fe O+Mn O）含量可以稳定控制在0.48%左右,钢中T.[O]含量控制在5.5×10-6～8.5×10-6;超低氧控制工艺能够有效地降低炉渣的氧化性,隔绝空气对钢液的二次氧化行为,稳定钢中总氧含量,减少后续浇注过程絮流现象的产生,提高轴承钢的连浇炉数和产品质量。通过研究分析轴承钢铸坯的凝固过程及其宏观偏析的形成原因,针对370mm×480mm断面大方坯,提出采用两级电磁搅拌与轻压下协同作用控制技术来消除或改善铸坯的宏观偏析问题,验证了总压下量达到15mm及分配比为3.5mm-4mm-4mm-3.5mm四道次压下工艺,轴承钢铸坯中心碳偏析度控制在1.01～1.04之间,宏观偏析得到大幅改善。上述关键技术改进实施后,生产出的GCr15轴承钢实物产品质量明显提升。钢中w[T.O]≤6×10-6,钢材中非金属夹杂物和脱碳层及碳化物不均匀性均达到了国标规定的特级优质高碳铬轴承钢标准要求,初轧铸坯中心疏松小于0.5级,中心偏析小于1.0级,未见白亮带、缩孔、裂纹和气泡等低倍缺陷。通过对高铁用轴承钢冶金过程关键技术进行详细、深入研究,实现了对高铁用轴承钢产品质量的有效控制,实物质量达到了相关文献所列举的时速250km/h及以上的高铁轴承使用要求。
李彬[6]（2020）在《基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究》文中指出传统的高炉炼铁工艺日益成熟,但其进一步发展受制于铁矿资源、焦炭资源与环境保护压力。与高炉炼铁流程相比,直接还原炼铁工艺可摆脱对焦煤资源的依赖,并大量减少CO2排放,因此,直接还原炼铁技术是近年来钢铁工业发展的方向之一。直接还原铁在元素纯净性方面具有天然的优势,是生产高品质钢铁产品的优质原料。随着世界上直接还原铁的产量迅速增长,这些直接还原铁几乎全部作为废钢的替代品参与到钢铁产品的生产中,这是对直接还原铁纯净度的一种浪费。随着钢铁行业的不断发展,对钢铁产品质量、性能需求的不断提高,发展低碳排放、低能耗、环境友好的短流程钢铁材料冶炼工艺将成为钢铁行业发展的方向。铁矿石直接还原—熔分—精炼流程,可为高品质钢铁材料的生产开辟新的途径。铁矿石经氢气直接还原所获得的纯净化的直接还原铁,化学成分稳定、有害杂质含量少,将其作为主要原料,经过熔分和精炼后可以得到高纯净化的钢铁材料。该工艺流程短、污染小,产品附加值高,可以冶炼各种钢和含铁合金,只需要添加相应的合金化元素,即可满足产品的要求。这实现了直接还原铁纯净度的最大化利用,增加了直接还原铁的利润空间,同时也拓展了非高炉炼铁工艺的发展空间。本课题以氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢为例,探索性地研究了氢气直接还原—熔分—精炼流程冶炼高纯净钢铁材料的新工艺。该工艺主要包括三个步骤:第一步,用氢气还原焙烧后的铁矿石氧化球团,得到纯净化的直接还原铁。铁矿中的脉石成分,如硫、硅、锰、钛、铝,在这一步不能被还原进入铁中。第二步,直接还原铁通过熔融分离为脉石（渣）和金属。在这一步中,利用直接还原铁中的氧化亚铁,调整渣的成分以实现脱磷。第三步,对高纯铁液实施二次精炼及合金化,通过合适的渣系实现精炼脱氧,最终得到高纯铁和高纯轴承钢。本论文从冶金物理化学基本原理出发,针对整个流程中涉及到的环节开展系统的基础研究工作,为后续科研工作提供借鉴和参考依据,并为工业化应用奠定理论基础。主要的研究内容和结果如下。铁氧化物气基直接还原的热力学研究。基于最小自由能原理建立了铁氧化物气固还原反应的热力学模型。从热力学平衡计算的角度,验证了铁氧化物的逐级还原过程。根据最小自由能原理,对氢气还原铁氧化物的热力学平衡进行了计算。研究了 CO和H2混合气体还原铁氧化物的热力学平衡,作出了 CO和H2混合气体还原铁氧化物的三维平衡图,为探究气基直接还原过程不同还原气氛时的热力学机理提供了理论依据。氢气直接还原的实验研究。研究发现氢气还原氧化球团的过程存在明显的阶段性,随着反应条件的不同,还原阶段性的特征也不相同。使用双界面未反应核模型有效地分析了反应过程中速率控制步骤的变化。在还原过程的不同阶段,速率控制步骤逐渐演化和发展。随着还原过程进行,控速环节由双界面化学反应控速转变为内扩散控速。在最小自由能热力学原理的基础上,计算了还原一定数量的氧化铁球团所需要的气体量,给出了球团还原时间的理论预测,与实际还原完成时间存在良好的吻合关系。研究了直接还原铁熔分过程中脱磷的热力学,通过模型计算与实验,确定了合适的脱磷渣系,在直接还原铁熔分过程中实现了同时脱磷,简化了使用直接还原铁冶炼高纯净钢铁材料的步骤,使纯铁中的P含量降至18 ppm。通过使用高碱度炉渣精炼,使高纯铁中全氧含量降至10 ppm。采用直接还原—熔分—渣精炼流程,在实验室规模上制得了纯度为99.9868%的高纯铁。依据炉渣分子离子共存理论建立了钢渣体系耦合的热力学平衡模型。在热力学计算的基础上,探究了不同渣系对轴承钢精炼过程的脱氧效果,确定使用直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程最适合的渣系组成。通过直接还原—熔分—精炼流程,在实验室条件下冶炼得到了全氧含量为4.8 ppm及Ti含量为6 ppm的高纯净轴承钢。基于传质方程—质量守恒方程—化学平衡方程建立了熔渣精炼脱氧过程的动力学模型,确定了使用高碱度渣系进行轴承钢精炼硅脱氧时,脱氧速率的限制环节为钢液中[O]的传质,钢液中[O]的传质系数为kO=7×10-5 m/s。为了进一步明确轴承钢中Ti含量和N含量对TiN夹杂物析出的影响,对GCr15轴承钢凝固过程中TiN夹杂物的析出热力学和长大动力学进行了详细的计算。采用了一个更合理的溶质元素偏析计算公式,给出了考虑凝固偏析的TiN析出稳定性图。结果表明,使用氢气直接还原铁冶炼的高纯净轴承钢凝固过程中不会有TiN夹杂物析出。此外,计算了采用常规流程生产的轴承钢中TiN析出过程溶质元素含量的变化,并依此优化了夹杂物长大动力学方程。讨论了钢中Ti、N含量和冷却速度对TiN尺寸的影响,为降低轴承钢中TiN夹杂物尺寸、减少其对疲劳寿命的危害提供了理论支持。
顾超[7]（2019）在《高品质轴承钢疲劳寿命预测模型及夹杂物影响规律研究》文中进行了进一步梳理轴承钢中的夹杂物对疲劳性能有重要的影响。以提高轴承钢疲劳性能为目的,研究国内外轴承钢质量的差异、不同生产工艺及加载条件下各类氧化物夹杂的临界尺寸,并实现不同特征夹杂物对疲劳性能影响的预测,进而为轴承钢生产提供方向,对有效提高我国轴承钢生产水平具有重要的意义。本研究即围绕此目标,通过实验室研究、热态实验、工业试验等手段展开相关研究。通过对国内外高品质轴承钢的冶金质量与疲劳性能的比分析发现,国内部分轴承钢的疲劳性能已与国外高品质轴承钢相近,且洁净度控制思路与国外轴承钢F2类似,即严格控制钢中全氧含量及氧化物类夹杂,尤其是对疲劳性能影响较大的钙铝酸盐类夹杂物,但国内轴承钢在Ti含量控制及钙铝酸盐类夹杂物控制方面仍需提高。通过控制全氧含量的50 kg级热态实验,分析相同脱氧方式下轴承钢中不同全氧含量对氧化物夹杂和疲劳性能的影响,研究发现夹杂物诱发的疲劳断口裂纹源处主要为钙铝酸盐类夹杂物,其次为尖晶石类夹杂物,未发现由硅酸盐类夹杂物诱发的疲劳断裂。对比不同夹杂物的最大裂尖应力强度因子（SIF）Kmax,inc可知:尖晶石类夹杂物引起轴承钢中裂纹萌生的临界应力强度因子与钙铝酸盐类夹杂物相比更小（尖晶石类夹杂物:2.92 MPa·m1/2;钙铝酸盐类夹杂物:3.68 MPa·m1/2）,并由此推断出当疲劳载荷为1200 MPa时,轴承钢A、B和C中尖晶石与钙铝酸盐类夹杂物的临界尺寸分别为8.5μm及13.5μm。此外,随着轴承钢中全氧含量的降低,其中由影响疲劳性能的关键夹杂物所贡献的全氧含量逐渐降低,此时应在保持全氧含量较低的基础上,着重控制轴承钢中的关键夹杂物,以提高轴承钢的疲劳性能。通过100 t级工业试验对不同脱氧方式下的高品质轴承钢中氧化物夹杂的演变及疲劳性能的对比发现:增加钢中硅酸盐类夹杂物、降低钢中钙铝酸盐类夹杂物后,非铝脱氧轴承钢中全氧含量与铝脱氧轴承钢相比虽较高,但两者疲劳性能在超高周阶段相近。在铝脱氧轴承钢中由氧化物夹杂诱发的疲劳断裂的比例为62.5%（全部为球形钙铝酸盐类夹杂物）,而在非铝脱氧轴承钢中所发生的疲劳断裂均由基体不均匀所诱发,裂纹源处无夹杂物,即采用该冶炼方法可降低轴承钢中氧化物夹杂对疲劳性能的影响。基于上述研究基础,本研究建立轴承钢微观结构模型,并提出了一种在微观结构模型中引入夹杂物的新方法,即考虑在热处理冷却过程中由于夹杂物与钢基体不同的热膨胀系数而在夹杂物周围产生的残余应力分布。通过该模型可在不同疲劳载荷下,对受不同尺寸及类型的氧化物夹杂影响的疲劳裂纹源位置及疲劳寿命进行预测。通过对预测结果与疲劳实验数据的对比,该模型纠正了未添加残余应力的微观结构模型的预测结果中的不准确估计,可提供更准确的疲劳裂纹源位置及疲劳寿命的预测结果,为定量分析不同夹杂物特征对疲劳性能的影响提供基础。
王智峰[8]（2019）在《GCr15钢的工艺优化及性能稳定性控制》文中认为轴承是“工业的心脏”,广泛应用在各行各业中,与每个国家的经济发展步伐息息相关。在轴承钢的生产上,由于其生产难度较大,质量要求相比于其它材料较严格,所以是现今发展最为火热的钢种之一。在加工生产过程中,为了提高钢的实用性能和疲劳寿命,如何在工艺生产上改进轴承钢是每个生产厂家所面临的共同难题,对工艺的改进主要从以下几个方面进行:降低有害杂质含量,减少非金属夹杂,控制气体含量和加强碳化物的均匀性等。含C量为1.0%、含Cr量为1.5%的高碳铬轴承钢（GCr15）是最具代表的轴承钢之一,具有100多年的发展历史,在冶金技术的进步下,其性能得到了很大的提高。本课题依托某钢厂现有生产设备、研发条件开发GCr15轴承钢及其线材的生产背景,对于GCr15轴承钢进行试验生产,结果主要体现在以下两个部分:在GCr15的生产小试时,初步设定生产方案,GCr15铁水化学成分中的合金元素符合实际生产要求,在转炉时出钢含碳量均达到生产要求,但P元素的含量超标。在精炼过程中,FeO含量高,O元素分布不均匀,钢水无法保证正常浇注,在观察部分浇注成功的铸坯时发现其表面分布着大量的纵裂、角裂、横裂、网纹等缺陷。从金相照片来看,中心碳偏析严重,使得轧制的线材存在大量裂纹,缺陷比较严重。在原有生产工艺条件下,对GCr15从化学成分的确定、钢液洁净度控制、碳偏析的控制、坯料的质量以及加热控制、轧制控制、斯太尔摩冷却等主要质量控制因素进行优化、完善,进行了工业生产,经性能检验发现,通过工艺改善,成品的化学成分、气体含量和钢中夹杂物符合要求,铸坯中心C偏析指数≤1.10、碳化物液析100%合格,均达到目标要求,且成品表面也未发现裂纹缺陷,从生产过程及成品化检验数据分析及用户使用情况得出,优化的GCr15炼钢和轧钢生产工艺是可行的,达到了预期目标。
王莉[9]（2018）在《北满特钢连铸轴承钢的冶金生产工艺优化》文中研究说明为了降低轴承钢氧含量,提高产品质量与竞争力,本文对北满特钢连铸轴承钢生产过程各工序进行了系统取样检验,全面分析了整个生产过程中各工序气体的变化情况。在现有装备能力生产条件下,以理论分析和实验研究相结合为基础,分析了出钢碳、出钢温度、复合渣不同精炼渣细、真空工艺与方式、连铸工艺等对氧含量的影响,探索了转炉/电炉、LF电炉、VD/RH真空精炼炉、CC连铸各工序工艺的改进措施,并积极开展了超纯净轴承钢生产工艺的优化工作及新工艺试验。论文研究结果表明:（1）LF精炼过程有明显的增氮现象,N含量增加11-13 ppm,增加比例为14-20%。RH具有一定的脱氮能力,脱氮量为45 ppm,脱氮率在50%左右。LF精炼结束后钢中的全氧含量控制水平在20-28 ppm,通过RH真空精炼处理后,钢水中氧含量平均降低13 ppm,降比为65%,脱氧效果明显。（2）从复合渣对比试验结果来看,用低钛复合渣生产并未降低轴承钢氧含量,但是对降低轴承钢Ti含量具有明显效果。调整炉渣碱度优化精炼渣系后,炉渣的容硫能力比调整前提高30%,氧含量比调整前降低3 ppm。根据渣系配比量及炉渣成分情况,最适宜的精炼时间应控制在70 min以内,产品的氧含量水平相对更低。（3）VD实际脱氧率很低,约为10.9%。在氧含量指标上,RH真空精炼处理轴承钢的平均氧含量7.5 ppm,比VD处理效果低0.3 ppm,脱气效果好优于VD。出钢过程采用一次性加铝工艺,Al含量控制在0.010～0.026%之间更适合生产冶炼。连铸过程中,开浇前采取向中间包内充氩气置换包内空气、T型中间包,中间包加盖、优化水口插入深度等操作,可有效防止钢水的二次氧化。（4）通过转炉、LF、RH、连铸工序关键控制点工艺的优化,成品Ti含量为16 ppm。轴承钢的平均氧含量6.7 ppm。（5）采用转炉/电炉→RH→LF→方坯连铸工艺生产时,RH去除氧效果明显,去除率为73%,氧含量降低37 ppm。但LF升温时氧含量较高,最后经过LF时氧含量会增加一倍,终点氧含量较高。该结果为探索高纯净轴承钢生产工艺提供了有力的技术支持。
李贺[10]（2019）在《采用RH精炼工艺生产轴承钢的工业实践》文中研究表明轴承钢是北满特殊钢有限责任公司的核心品种,轴承钢生产的原有主要工艺流程为90t顶底复吹转炉→90tLF精炼炉→90t双工位VD炉→四机四流方坯连铸机,所生产的轴承钢主要用于机械、电机制造等。VD真空精炼炉要求钢包净空为800～1200mm,由于受到转炉和LF平台高度的限制,导致钢包高度受限、转炉钢水不能完全出钢、连铸钢水供应不上、产能受到严重限制等一系列问题;更为重要的是,VD真空精炼炉脱气效果差、夹杂物含量多,洁净度控制水平较低,限制了高端轴承钢产品的生产。针对上述问题,公司新建了 RH真空精炼炉,以达到释放产能和提升产品质量的目的。首先针对普通轴承钢GCr15进行了 RH精炼工艺设计,并进行小批量生产试验。试验结果表明,与VD精炼工艺相比,RH精炼具有生产周期短、气体含量低、夹杂物含量少等优点,但同时存在温度损失大、连浇罐数少、生产不稳定等问题。针对上述问题,对转炉冶炼工艺、LF精炼工艺、RH工艺、连铸工艺进行了系统优化,集成了LD-LF-RH-CC工艺生产轴承钢关键技术。生产实践结果表明,以SKF3S为代表的高档轴承钢成分控制稳定,H含量稳定控制在1.5ppm以下、N含量稳定控制在40ppm以下;钢水洁净度显着提高,Ds类夹杂物大于1级比例12%以下;连浇炉数可以稳定控制在8炉以上,促进了生产效率的提升,其中250mm×280mm坯型产量增加11.8吨/小时。
二、低成本冶炼高质量轴承钢工艺探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低成本冶炼高质量轴承钢工艺探讨（论文提纲范文）
（1）国内轴承钢的生产控制技术（论文提纲范文）
| 1 轴承钢中氧含量控制技术 |
| 1.1 转炉冶炼和高拉碳技术 |
| 1.2 真空脱气技术 |
| 2 连铸坯组织控制技术 |
| 2.1 低过热度控制技术 |
| 2.2 末端重压下技术 |
| 3 控轧控冷技术 |
| 3.1 碳化物控制技术 |
| 3.2 组织控制技术 |
| 4 鞍钢轴承钢的生产 |
| 4.1 生产情况 |
| 4.2 发展计划 |
| (1）成分设计可定制 |
| (2）内在质量高纯净 |
| (3）生产过程自动化 |
| (4）产品质量一致化 |
| 5 总结与展望 |
（2）单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 不锈钢冶金原理及工艺特点 |
| 2.1.1 不锈钢冶金原理 |
| 2.1.2 不锈钢冶炼工艺特点 |
| 2.2 不锈钢冶炼方法 |
| 2.2.1 AOD法与VOD法 |
| 2.2.2 VCR-AOD法与REDA法 |
| 2.3 不锈钢冶炼工艺流程 |
| 2.3.1 两步法冶炼流程 |
| 2.3.2 三步法冶炼流程 |
| 2.3.3 新技术冶炼流程 |
| 2.4 单嘴精炼炉的提出及发展 |
| 2.4.1 单嘴炉工作原理及功能 |
| 2.4.2 单嘴炉工业应用及效果 |
| 2.5 单嘴精炼炉钢液流动行为研究 |
| 2.5.1 单嘴炉混匀实验研究 |
| 2.5.2 单嘴炉数值模拟研究 |
| 2.5.3 单嘴炉环流量特性研究 |
| 2.6 单嘴精炼炉脱碳特性研究 |
| 2.6.1 进站碳、氧含量对脱碳速率的影响 |
| 2.6.2 真空压降制度对脱碳速率的影响 |
| 2.6.3 吹氩制度对脱碳速率的影响 |
| 2.6.4 单嘴炉脱碳模型研究 |
| 2.7 研究背景及内容 |
| 2.7.1 研究背景 |
| 2.7.2 研究内容 |
| 3 单嘴炉气泡上浮行为及流场结构解析 |
| 3.1 研究内容与方法 |
| 3.1.1 物理模拟和数值模拟 |
| 3.1.2 环流量及混匀时间测量方法 |
| 3.1.3 炉型参数模拟方案 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.2.1 单嘴炉典型的熔池混匀规律 |
| 3.2.2 实测与模型预测混匀时间对比 |
| 3.3 结果分析及讨论 |
| 3.3.1 气泡上浮行为及搅拌特征 |
| 3.3.2 全熔池流场结构及组成特征 |
| 3.3.3 浸渍管内径对循环流场的影响 |
| 3.3.4 底部吹气位置对流场的影响 |
| 3.3.5 浸渍管插入深度对流场的影响 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 偏心单嘴炉钢液流动特性及透气砖布置研究 |
| 4.1 研究内容与方案 |
| 4.2 结果分析及讨论 |
| 4.2.1 浸渍管偏移对循环流场的影响 |
| 4.2.2 水模型中双透气砖搅拌流场特征 |
| 4.2.3 双透气砖夹角变化对流场的影响 |
| 4.2.4 双透气砖与单透气砖的流场对比 |
| 4.2.5 双透气砖搅拌效果 |
| 4.3 本章小节 |
| 5 单嘴炉真空室顶渣流动行为研究 |
| 5.1 水模型研究 |
| 5.1.1 实验设计 |
| 5.1.2 实验结果及讨论 |
| 5.2 数值模拟研究 |
| 5.2.1 数值模型的建立 |
| 5.2.2 模拟结果及讨论 |
| 5.3 顶渣行为对富铬渣还原的影响机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 单嘴炉冶炼不锈钢炉型设计及工业化应用 |
| 6.1 冶炼不锈钢用单嘴炉工业炉型设计 |
| 6.1.1 炉型设计原则 |
| 6.1.2 25吨单嘴炉炉型尺寸设计 |
| 6.1.3 耐材设计及其它配套装置 |
| 6.2 单嘴炉处理不锈钢工艺冶炼效果 |
| 6.2.1 不锈钢冶炼工艺 |
| 6.2.2 脱碳效果 |
| 6.2.3 Cr氧化及收得率 |
| 6.2.4 冶炼成分均匀性 |
| 6.2.5 脱氮效果 |
| 6.2.6 耐材侵蚀及喷溅情况 |
| 6.3 本章小节 |
| 7 单嘴炉冶炼不锈钢工艺模型研究 |
| 7.1 不锈钢冶炼工艺模型建立 |
| 7.1.1 钢液真空脱碳模型 |
| 7.1.2 合金氧化及温度变化模型 |
| 7.2 模型参数选取与计算 |
| 7.3 数学模型模拟流程 |
| 7.4 模型验证及冶金工艺讨论 |
| 7.4.1 模型验证 |
| 7.4.2 冶炼工艺讨论 |
| 7.5 不锈钢冶炼关键工艺 |
| 7.6 本章小节 |
| 8 研究结论和创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录A 第7章数学模型公式符号清单 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）稀土对高碳铬轴承钢夹杂物-组织-性能的影响机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高碳铬轴承钢概述 |
| 1.2.1 轴承失效形式 |
| 1.2.2 轴承钢质量要求 |
| 1.3 高碳铬轴承钢质量控制技术 |
| 1.3.1 夹杂物控制技术 |
| 1.3.2 碳化物控制技术 |
| 1.3.3 显微组织改善技术 |
| 1.4 稀土元素在钢中的作用 |
| 1.4.1 稀土对钢中夹杂物的影响 |
| 1.4.2 稀土对钢中显微组织的影响 |
| 1.4.3 稀土处理钢的力学性能 |
| 1.5 选题背景与主要研究内容 |
| 第2章 稀土对高碳铬轴承钢中夹杂物的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 高碳铬轴承钢的制备 |
| 2.2.2 化学成分分析 |
| 2.2.3 夹杂物表征与分析 |
| 2.3 稀土对低S/O轴承钢中夹杂物的影响 |
| 2.3.1 稀土一次性加入时对夹杂物的影响 |
| 2.3.2 稀土分批次加入时对夹杂物的影响 |
| 2.4 稀土对高S/O轴承钢中夹杂物的影响 |
| 2.4.1 稀土不完全变质夹杂物 |
| 2.4.2 稀土完全变质夹杂物 |
| 2.4.3 稀土对夹杂物尺寸、含量和数量的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 稀土对高碳铬轴承钢组织和冲击性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.3 稀土对轴承钢中夹杂物和组织的影响 |
| 3.3.1 稀土对夹杂物的影响 |
| 3.3.2 稀土对组织的影响 |
| 3.3.3 稀土对晶粒尺寸的影响 |
| 3.4 不同稀土含量轴承钢的冲击性能 |
| 3.5 稀土对轴承钢冲击性能的影响机制 |
| 3.5.1 长条状MnS对无稀土轴承钢冲击性能的影响 |
| 3.5.2 稀土对轴承钢冲击性能的影响机制 |
| 3.5.3 不同类型轴承钢试样的冲击实验模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 稀土对高碳铬轴承钢疲劳性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.3 稀土对轴承钢组织和力学性能的影响 |
| 4.3.1 不同稀土含量轴承钢的组织、强度和硬度 |
| 4.3.2 稀土对轴承钢疲劳性能的影响 |
| 4.4 疲劳试样断口的夹杂物分析 |
| 4.4.1 不同稀土含量轴承钢的疲劳裂纹萌生模式 |
| 4.4.2 稀土对轴承钢中夹杂物的影响 |
| 4.5 疲劳裂纹萌生和扩展 |
| 4.5.1 裂纹萌生寿命 |
| 4.5.2 裂纹扩展寿命 |
| 4.5.3 裂纹萌生和扩展模型 |
| 4.6 轴承钢疲劳极限的优化评估 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 轴承钢的超高周疲劳行为及稀土元素作用机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.3 稀土对轴承钢超高周疲劳寿命的影响 |
| 5.4 疲劳试样断口分析 |
| 5.4.1 横向断口分析 |
| 5.4.2 纵向断口分析 |
| 5.5 不同形态夹杂物下的裂纹萌生和扩展 |
| 5.5.1 颗粒状夹杂物引发的裂纹萌生和扩展 |
| 5.5.2 条带状夹杂物引发的裂纹萌生和扩展 |
| 5.5.3 裂纹萌生和扩展模型 |
| 5.6 超高周疲劳范畴内的有效夹杂物尺寸 |
| 5.6.1 有效夹杂物尺寸的评估 |
| 5.6.2 稀土对轴承钢疲劳性能的影响机制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（5）高铁用轴承钢冶金过程的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速铁路与轴承钢的概述 |
| 1.2 高铁用轴承的发展现状 |
| 1.2.1 高铁用轴承的质量要求 |
| 1.2.2 国内外高铁用轴承设计、制造及其材料应用状况 |
| 1.3 影响高铁用轴承钢质量的关键因素概述 |
| 1.3.1 钢中氧含量的影响 |
| 1.3.2 钢中夹杂物的影响 |
| 1.3.3 铸坯宏观偏析对轴承钢质量的影响 |
| 1.4 高铁用轴承钢质量控制的关键技术 |
| 1.4.1 冶炼工艺对轴承钢纯净度的控制 |
| 1.4.2 钢包及中间包冶金的纯净化措施 |
| 1.4.3 电磁冶金技术的应用对轴承钢质量的影响 |
| 1.4.4 轴承钢铸坯宏观偏析的控制措施 |
| 1.5 高铁用轴承钢质量要求与目前研究现状中存在的问题 |
| 1.6 本课题研究意义和内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.7 本论文的创新点 |
| 第二章 转炉冶炼轴承钢“C-P-T”协同控制研究 |
| 2.1 轴承钢终点控碳目标的理论分析 |
| 2.2 轴承钢“C-P-T”协同控制工艺模型的提出 |
| 2.3 “C-P-T”协同控制的热力学研究 |
| 2.3.1 冶炼前期低温脱磷技术路线的最佳一倒温度探索 |
| 2.3.2 最佳一倒温度的影响因素 |
| 2.3.3 换渣或留渣操作对前期低温脱磷效果分析 |
| 2.3.4 轴承钢吹炼后期的脱磷控制 |
| 2.3.5 轴承钢保碳控温的数学模型 |
| 2.4 “C-P-T”协同控制工艺模型验证及冶金效果分析 |
| 2.4.1 控制模型验证的装备及原辅料条件 |
| 2.4.2 模型验证的工艺路线 |
| 2.4.3 模型验证结果与分析 |
| 2.4.4 冶金效果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轴承钢炉外精炼超低氧控制研究 |
| 3.1 铝脱氧反应的热力学研究 |
| 3.1.1 铝脱氧平衡反应产物 |
| 3.1.2 Al-O反应的热力学研究 |
| 3.1.3 Al-O反应的平衡热力学计算分析 |
| 3.2 控制钢中超低氧含量的理论研究 |
| 3.2.1 钢液的二次氧化机理分析 |
| 3.2.2 精炼过程中渣金间氧传质模拟实验研究 |
| 3.2.3 控制钢液二次氧化的实验研究 |
| 3.3 控制钢中超低氧的实验研究与工业验证 |
| 3.3.1 新型复合脱氧剂的实验研究 |
| 3.3.2 钢中超低氧控制工艺的生产实践研究 |
| 3.3.3 试验现象与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 轴承钢大方坯凝固过程及宏观偏析控制的关键工艺研究 |
| 4.1 大方坯连铸机装备及轴承钢连铸工艺简介 |
| 4.2 基于射钉试验的轴承钢铸坯凝固过程研究 |
| 4.2.1 射钉试验原理 |
| 4.2.2 射钉试验装备与试验方案 |
| 4.2.3 凝固坯壳测定结果与分析 |
| 4.3 轴承钢大方坯宏观碳偏析分布特性及其控制策略 |
| 4.3.1 铸坯宏观碳偏析的直读光谱分析 |
| 4.3.2 铸坯宏观碳偏析的碳硫检测分析 |
| 4.3.3 铸坯纵剖面的宏观碳偏析分布特性 |
| 4.3.4 铸坯宏观碳偏析分布特性及其形成原因理论解析 |
| 4.3.5 铸坯宏观碳偏析的控制策略 |
| 4.4 两级电磁搅拌与轻压下协同作用对宏观偏析的控制研究 |
| 4.4.1 两级电磁搅拌的工业优化试验 |
| 4.4.2 凝固末端轻压下工艺参数的理论分析 |
| 4.4.3 轻压下压下区间工业优化与验证试验 |
| 4.4.4 轻压下压下量的优化分配试验 |
| 4.4.5 两级电磁搅拌与轻压下协同作用下的联动工业试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高铁用轴承钢的产品试制 |
| 5.1 试制方案及质量控制要求 |
| 5.2 试制产品质量检测结果与分析 |
| 5.2.1 实现轴承钢冶炼指标的稳定控制 |
| 5.2.2 铸坯质量 |
| 5.2.3 成品钢材质量 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 直接还原炼铁 |
| 2.1.1 直接还原炼铁的发展现状 |
| 2.1.2 直接还原炼铁的生产工艺 |
| 2.2 气基竖炉还原的工艺流程 |
| 2.2.1 Midrex工艺 |
| 2.2.2 HYL-Ⅲ工艺 |
| 2.2.3 煤制气竖炉还原工艺 |
| 2.2.4 低碳排放直接还原工艺 |
| 2.3 气基直接还原反应动力学 |
| 2.3.1 气基直接还原反应动力学的一般规律 |
| 2.3.2 气基直接还原反应动力学的研究现状 |
| 2.4 直接还原铁在电炉中的应用 |
| 2.4.1 直接还原铁的特性 |
| 2.4.2 直接还原铁对电炉炼钢的影响 |
| 2.4.3 电炉使用直接还原铁的生产实践 |
| 2.5 国内外轴承钢的发展现状及趋势 |
| 2.5.1 国外轴承钢的发展现状及趋势 |
| 2.5.2 国内轴承钢的发展现状及趋势 |
| 2.6 轴承钢的生产流程 |
| 2.6.1 国外轴承钢生产工艺流程 |
| 2.6.2 国内轴承钢生产工艺流程 |
| 2.7 轴承钢生产过程中氧含量及夹杂物的控制 |
| 2.7.1 轴承钢氧含量与疲劳寿命的关系 |
| 2.7.2 轴承钢生产过程中对氧和夹杂物的控制 |
| 2.8 课题研究背景、意义和内容 |
| 2.8.1 研究背景和意义 |
| 2.8.2 研究内容和方法 |
| 3 气基直接还原热力学研究 |
| 3.1 铁氧化物气基还原热力学体系及平衡描述 |
| 3.2 铁氧化物气基还原热力学平衡 |
| 3.2.1 铁氧化物气基还原热力学平衡图 |
| 3.2.2 铁氧化物逐级还原的热力学平衡分析 |
| 3.3 氢气还原铁氧化物的热力学平衡 |
| 3.4 H_2和CO混合气体还原铁氧化物的热力学平衡 |
| 3.4.1 还原气体总量及比例对平衡的影响 |
| 3.4.2 CO和H_2混合气体还原铁氧化物的三维平衡图 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 气基直接还原实验研究 |
| 4.1 实验原料及实验过程 |
| 4.1.1 实验原料 |
| 4.1.2 实验设备及流程 |
| 4.2 实验条件对球团还原过程的影响 |
| 4.2.1 温度对还原的影响 |
| 4.2.2 H_2流量对还原的影响 |
| 4.2.3 不同球团粒度对还原的影响 |
| 4.2.4 不同球团质量对还原的影响 |
| 4.3 不同位置的球团在还原过程中的行为 |
| 4.4 球团还原后的微观形貌分析 |
| 4.4.1 不同位置球团的微观形貌 |
| 4.4.2 球团的未反应核特征 |
| 4.5 还原过程的动力学分析 |
| 4.5.1 动力学公式推导 |
| 4.5.2 不同还原条件时的动力学控速环节 |
| 4.6 氢气还原氧化球团所需还原时间的理论预测 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 采用直接还原-熔分-渣精炼工艺制备高纯铁 |
| 5.1 实验原料和过程 |
| 5.2 一般杂质元素的去除 |
| 5.2.1 碳和硫的去除 |
| 5.2.2 直接还原过程的选择性还原 |
| 5.3 熔分过程和脱磷 |
| 5.3.1 基于炉渣共存理论的脱磷热力学模型 |
| 5.3.2 适于熔分脱磷渣系的确定 |
| 5.4 熔渣精炼脱氧 |
| 5.5 工业化的可行性 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程的渣钢反应 |
| 6.1 精炼过程的渣钢平衡热力学计算 |
| 6.1.1 基于炉渣共存理论的渣钢耦合热力学平衡模型 |
| 6.1.2 模型的验证 |
| 6.2 使用直接还原铁冶炼轴承钢精炼过程最佳渣系探究 |
| 6.2.1 实验过程与渣系设计 |
| 6.2.2 渣系物理化学性质分析 |
| 6.2.3 脱氧渣系热力学性质分析 |
| 6.2.4 脱氧渣系实验结果分析 |
| 6.3 轴承钢精炼过程脱氧的动力学研究 |
| 6.3.1 精炼过程渣钢反应动力学模型 |
| 6.3.2 实验结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 轴承钢凝固过程中TiN的析出和长大研究 |
| 7.1 凝固过程中TiN夹杂物析出的热力学 |
| 7.1.1 TiN析出的平衡溶度积 |
| 7.1.2 凝固过程中溶质元素的偏析 |
| 7.1.3 考虑凝固偏析的TiN夹杂物析出稳定性图 |
| 7.1.4 凝固过程中TiN的析出 |
| 7.2 凝固过程中TiN夹杂物的长大 |
| 7.2.1 TiN夹杂物长大动力学的基本方程 |
| 7.2.2 TiN夹杂物的最大尺寸 |
| 7.2.3 冷却速率对TiN夹杂物最大尺寸的影响 |
| 7.2.4 钢液中Ti和N含量对TiN夹杂物最大尺寸的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 附录A 最小自由能热力学模型求解程序 |
| 附录B 渣钢平衡热力学计算模型求解程序 |
| 附录C 精炼过程脱氧的动力学计算程序 |
| 附录D 凝固过程中固液前沿温度与固相率的关系式推导 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）高品质轴承钢疲劳寿命预测模型及夹杂物影响规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 轴承钢概述 |
| 2.1.1 轴承钢分类 |
| 2.1.2 国内轴承钢发展现状 |
| 2.1.3 国外轴承钢发展现状 |
| 2.2 轴承钢质量控制 |
| 2.2.1 国内外轴承钢质量差异及新国标概述 |
| 2.2.2 高品质轴承钢的冶炼工艺 |
| 2.2.3 轴承钢的脱氧工艺 |
| 2.2.4 轴承钢中非金属夹杂物的来源及种类 |
| 2.3 冶金质量对疲劳寿命的影响 |
| 2.3.1 轴承钢冶金质量及工作条件概述 |
| 2.3.2 钢中全氧含量对疲劳寿命的影响 |
| 2.3.3 钢中钛含量对疲劳寿命的影响 |
| 2.3.4 钢中硫含量对疲劳寿命的影响 |
| 2.3.5 钢中非金属夹杂物对疲劳寿命的影响 |
| 2.3.6 钢中碳化物及组织对疲劳寿命的影响 |
| 2.4 超高周疲劳的研究现状 |
| 2.4.1 疲劳与超高周疲劳的提出 |
| 2.4.2 超高周疲劳的研究方法及应用 |
| 2.4.3 超高周疲劳的机理与特征 |
| 2.5 疲劳寿命的预测模型 |
| 2.5.1 疲劳寿命预测模型发展现状 |
| 2.5.2 微观结构模型 |
| 2.5.3 包含非金属夹杂物的疲劳模拟 |
| 2.6 研究意义、内容及研究思路 |
| 2.6.1 研究意义 |
| 2.6.2 研究内容 |
| 2.6.3 研究思路 |
| 3 高品质轴承钢冶金质量与疲劳性能对比研究 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 成分分析 |
| 3.1.2 全氧含量及氮含量分析 |
| 3.1.3 非金属夹杂物分析 |
| 3.1.4 疲劳性能分析 |
| 3.2 轴承钢疲劳性能对比分析 |
| 3.3 轴承钢成分对比分析 |
| 3.4 轴承钢全氧含量及氮含量对比分析 |
| 3.5 轴承钢非金属夹杂物对比分析 |
| 3.5.1 全尺寸夹杂物特征对比分析 |
| 3.5.2 各类夹杂物对残余应力分布的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 全氧含量对高品质轴承钢疲劳性能的影响 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.1.1 热态实验 |
| 4.1.2 成分分析 |
| 4.1.3 氧化物夹杂分析 |
| 4.1.4 疲劳实验 |
| 4.2 洁净度特征及疲劳性能对比 |
| 4.2.1 成分分析 |
| 4.2.2 氧氮含量分析 |
| 4.2.3 夹杂物特征对比分析 |
| 4.2.4 疲劳性能对比分析 |
| 4.3 氧化物夹杂对疲劳性能的影响 |
| 4.3.1 不同氧化物夹杂的应力强度因子 |
| 4.3.2 不同氧化物夹杂的临界尺寸 |
| 4.4 全氧含量与氧化物夹杂的关系 |
| 4.4.1 氧化物夹杂参数对全氧含量的影响 |
| 4.4.2 影响疲劳寿命的关键夹杂物影响下的全氧含量变化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 脱氧方式对高品质轴承钢疲劳性能的影响 |
| 5.1 试验方案 |
| 5.1.1 工业试验 |
| 5.1.2 疲劳实验 |
| 5.2 全流程钢/渣特征 |
| 5.2.1 钢液成分及全氧含量变化 |
| 5.2.2 精炼渣成分变化 |
| 5.3 脱氧方式对冶炼全流程夹杂物演变影响 |
| 5.3.1 全流程夹杂物演变规律 |
| 5.3.2 轴承钢GCr15夹杂物稳定相图 |
| 5.4 脱氧方式对棒材夹杂物特征影响 |
| 5.4.1 棒材夹杂物统计分析 |
| 5.4.2 脱氧方式对夹杂物尺寸的影响 |
| 5.5 脱氧方式对轴承钢疲劳性能影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于微观结构的夹杂物疲劳寿命预测模型 |
| 6.1 建模方法及建模原理概述 |
| 6.1.1 代表性体积元的建立 |
| 6.1.2 夹杂物的引入及残余应力分布的计算 |
| 6.1.3 晶体塑性模型 |
| 6.1.4 疲劳裂纹源及疲劳寿命的预测 |
| 6.2 模型基础实验及实验方法 |
| 6.2.1 微观结构表征实验 |
| 6.2.2 循环载荷下基体反应表征实验 |
| 6.2.3 疲劳性能验证实验 |
| 6.3 轴承钢GCr15的微观结构 |
| 6.3.1 晶粒信息统计及RVE的建立 |
| 6.3.2 晶体塑性模型参数拟合 |
| 6.4 夹杂物的引入及残余应力分布的计算 |
| 6.4.1 夹杂物的引入 |
| 6.4.2 残余应力分布的计算 |
| 6.5 疲劳裂纹源位置预测 |
| 6.5.1 15 μm夹杂物的疲劳裂纹源预测 |
| 6.5.2 20 μm夹杂物的疲劳裂纹源预测 |
| 6.5.3 30 μm夹杂物的疲劳裂纹源预测 |
| 6.5.4 残余应力对疲劳裂纹源位置的影响 |
| 6.6 疲劳寿命预测及验证 |
| 6.6.1 未引入残余应力模型预测结果分析 |
| 6.6.2 引入残余应力模型预测结果分析 |
| 6.6.3 模型准确性对比分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）GCr15钢的工艺优化及性能稳定性控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 轴承钢概述 |
| 1.1.1 轴承钢简介及分类 |
| 1.1.2 轴承钢生产工艺流程 |
| 1.1.3 轴承钢的连铸过程 |
| 1.1.4 轴承钢的轧制工艺 |
| 1.1.5 国内外轴承钢生产概述 |
| 1.1.6 轴承钢的用途及其发展趋势 |
| 1.2 线材简介 |
| 1.2.1 概念及分类 |
| 1.2.2 线材的特点及其生产工艺 |
| 1.2.3 线材的用途及现状 |
| 1.2.4 线材发展趋势及生产需求现状 |
| 1.3 GCr15 轴承钢概述 |
| 1.3.1 GCr15 轴承钢的性质 |
| 1.3.2 GCr15 锻造工艺 |
| 1.3.3 GCr15 轴承钢的应用及其发展前景 |
| 1.4 课题的提出 |
| 1.4.1 本课题的研究背景 |
| 1.4.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 实验内容及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 GCr15 冶炼试验方案的设计 |
| 2.2.2 GCr15 线材轧制验方案设计 |
| 2.3 试验方案相关设备和参数 |
| 2.3.1 80t转炉 |
| 2.3.2 90tLF炉 |
| 2.3.3 VD炉 |
| 2.3.4 150方连铸机 |
| 2.3.5 轧制 |
| 2.4 制样表征 |
| 3 GCr15 轴承钢的试生产及其性能分析 |
| 3.1 冶炼结果分析 |
| 3.1.1 原料 |
| 3.1.2 转炉 |
| 3.1.3 LF炉脱氧、炉渣状况 |
| 3.1.4 VD炉操作状况 |
| 3.2 成品化学成分 |
| 3.3 连铸 |
| 3.3.1 实际操作情况 |
| 3.3.2 保护渣试用情况 |
| 3.3.3 铸坯热酸检验 |
| 3.3.4 铸坯表面质量状况 |
| 3.3.5 中心碳偏析 |
| 3.3.6 气体检验 |
| 3.4 轧钢生产结果与讨论 |
| 3.4.1 轧制情况 |
| 3.4.2 热力模拟实验 |
| 3.4.3 金相检验 |
| 3.4.4 GCr15 线材表面问题 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 GCr15 工艺的改进设计及性能分析 |
| 4.1 改进试验方案 |
| 4.1.1 GCr15 线材试验方案设计 |
| 4.1.2 GCr15 线材工艺改进方案 |
| 4.2 结果分析与讨论 |
| 4.2.1 试生产实际情况 |
| 4.2.2 冶炼 |
| 4.2.3 连铸 |
| 4.2.4 轧制 |
| 4.2.4.1 化学成分控制 |
| 4.2.4.2 低倍检验 |
| 4.2.4.3 中心碳偏析 |
| 4.2.4.4 金相检验 |
| 4.3 目前存在问题及优化整改 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 硕士期间成果 |
| 致谢 |
（9）北满特钢连铸轴承钢的冶金生产工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 轴承钢的适用工作环境与冶金特性需求 |
| 1.3 轴承钢的分类与标准 |
| 1.4 国内外轴承钢质量水平对比与发展趋势 |
| 1.5 轴承钢冶金工艺流程 |
| 1.5.1 轴承钢电炉生产工艺 |
| 1.5.2 轴承钢转炉生产工艺 |
| 1.5.3 轴承钢炉外精炼技术 |
| 1.5.4 国内主要生产工艺情况 |
| 1.6 轴承钢氧含量的影响与脱氧工艺 |
| 1.6.1 氧对轴承钢的影响 |
| 1.6.2 轴承钢脱氧工艺 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 第2章 轴承钢中氧含量及其工艺因素影响分析 |
| 2.1 北满特钢轴承钢生产现状 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 各工序气体含量变化趋势 |
| 2.3.1 各工序氮含量分析 |
| 2.3.2 各工序氧含量分析 |
| 2.4 出钢参数对氧含量的影响 |
| 2.4.1 出钢碳含量与出钢温度对氧含量的影响 |
| 2.4.2 复合渣对氧含量的影响 |
| 2.5 精炼工艺对氧含量的影响 |
| 2.5.1 精炼渣系对氧、硫、夹杂物含量的影响 |
| 2.5.2 吹氩制度对夹杂物的影响 |
| 2.5.3 精炼时间长短对氧含量的影响 |
| 2.6 真空条件下的脱氧能力 |
| 2.6.1 真空条件下碳的脱氧能力 |
| 2.6.2 真空度和真空保持时间对氧含量的影响 |
| 2.6.3 VD与RH对脱氧能力的影响 |
| 2.6.4 RH处理时间对氧含量的影响 |
| 2.7 钢中[Al]对氧含量的影响 |
| 2.7.1 LF精炼过程中Al含量的控制 |
| 2.7.2 真空过程Al含量的控制研究 |
| 2.8 连铸工艺对氧含量的影响 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 氧含量控制工艺改进及超纯净轴承钢的生产工艺探索 |
| 3.1 真空条件下碳脱氧的理论依据 |
| 3.2 转炉生产工艺改进 |
| 3.2.1 提高出钢碳,降低出钢氧含量 |
| 3.2.2 控制合理的出钢温度 |
| 3.2.3 其他改进措施 |
| 3.3 LF生产工艺改进 |
| 3.3.1 控制到位铝含量 |
| 3.3.2 精炼渣系的改进 |
| 3.3.3 精炼时间的优化 |
| 3.3.4 控制各阶段吹氩制度 |
| 3.4 真空精炼的工艺改进 |
| 3.5 连铸生产工艺改进 |
| 3.5.1 完善保护浇铸系统,防止连铸过程的二次氧化 |
| 3.5.2 合理的大包留钢量 |
| 3.5.3 优化浸入式水口插入深度 |
| 3.5.4 电磁搅拌工艺的改进 |
| 3.6 应用成果 |
| 3.7 超纯净轴承钢的生产工艺探索 |
| 3.7.1 转炉/电炉工艺 |
| 3.7.2 RH精炼工艺 |
| 3.7.3 LF精炼工艺 |
| 3.7.4 连铸工艺 |
| 3.7.5 检验结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）采用RH精炼工艺生产轴承钢的工业实践（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 轴承钢简介 |
| 1.1.2 国外发展现状 |
| 1.1.3 国内发展现状 |
| 1.2 轴承钢质量要求和冶炼工艺 |
| 1.2.1 质量要求 |
| 1.2.2 典型冶炼工艺 |
| 1.3 RH精炼原理 |
| 1.3.1 RH处理原理概述 |
| 1.3.2 钢水循环“气泡泵”原理 |
| 1.3.3 真空脱气原理 |
| 1.3.4 真空脱氧原理 |
| 1.3.5 真空脱碳原理 |
| 1.3.6 合金化原理 |
| 1.4 V D与RH真空精炼对比 |
| 1.4.1 原理对比 |
| 1.4.2 冶金效果和工艺设备对比 |
| 1.4.3 工艺条件对比 |
| 1.5 北满特钢RH设备参数 |
| 1.5.1 钢包运输系统 |
| 1.5.2 钢包升降系统 |
| 1.5.3 真空系统 |
| 1.5.4 真空槽预热系统 |
| 1.6 课题研究背景 |
| 1.7 课题主要研究内容 |
| 第2章 轴承钢RH精炼工艺设计与试验 |
| 2.1 精炼操作流程 |
| 2.2 GCr15钢RH生产工艺设计 |
| 2.2.1 GCr15钢成分 |
| 2.2.2 工艺方案及取样要求 |
| 2.3 工业试验 |
| 2.3.1 试验条件 |
| 2.3.2 试验过程 |
| 2.4 RH与VD工艺结果对比 |
| 2.4.1 RH和VD工艺温降对比 |
| 2.4.2 RH和VD工艺铝含量对比 |
| 2.4.3 RH和VD工艺氧含量对比 |
| 2.4.4 RH和VD工艺氮含量对比 |
| 2.4.5 RH和VD工艺处理周期对比 |
| 2.4.6 RH和VD工艺夹杂物对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 RH工艺优化及高档轴承钢应用 |
| 3.1 试验过程分析 |
| 3.1.1 中包温度低分析 |
| 3.1.2 生产节奏不稳定与连浇罐数少分析 |
| 3.1.3 结晶器液面波动大与套眼絮流分析 |
| 3.2 工艺优化 |
| 3.2.1 温度优化 |
| 3.2.2 生产节奏优化 |
| 3.2.3 结晶器液面波动优化 |
| 3.3 优化措施在高档轴承钢SKF3S的应用 |
| 3.3.1 高档轴承钢生产过程数据 |
| 3.3.2 优化后RH与VD工艺结果对比 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 RH工艺生产轴承钢技术集成与应用 |
| 4.1 技术集成概述 |
| 4.1.1 条件准备 |
| 4.1.2 转炉工序技术 |
| 4.1.3 LF工序技术 |
| 4.1.4 RH工序技术 |
| 4.1.5 连铸工序技术 |
| 4.2 技术集成应用 |
| 4.2.1 数据统计 |
| 4.2.2 检验合格率 |
| 4.2.3 夹杂物水平 |
| 4.2.4 客户使用反馈 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、低成本冶炼高质量轴承钢工艺探讨（论文参考文献）
- [1]国内轴承钢的生产控制技术[J]. 徐曦,刘祥,秦桂伟,安绘竹,任玉辉,尹一. 鞍钢技术, 2021(05)
- [2]单嘴精炼炉冶炼不锈钢冶金机理及工艺[D]. 代卫星. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]高端装备用轴承钢冶金质量性能现状及未来发展方向[J]. 曹文全,俞峰,王存宇,徐海峰,许达,刘正东. 特殊钢, 2021(01)
- [4]稀土对高碳铬轴承钢夹杂物-组织-性能的影响机理研究[D]. 杨超云. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]高铁用轴承钢冶金过程的关键技术研究[D]. 邓爱军. 安徽工业大学, 2019(06)
- [6]基于氢气直接还原铁冶炼高纯铁和高纯轴承钢的基础研究[D]. 李彬. 北京科技大学, 2020(06)
- [7]高品质轴承钢疲劳寿命预测模型及夹杂物影响规律研究[D]. 顾超. 北京科技大学, 2019(07)
- [8]GCr15钢的工艺优化及性能稳定性控制[D]. 王智峰. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [9]北满特钢连铸轴承钢的冶金生产工艺优化[D]. 王莉. 东北大学, 2018(02)
- [10]采用RH精炼工艺生产轴承钢的工业实践[D]. 李贺. 东北大学, 2019(02)