宋良平

通过降低氧含量，减少钢中夹杂物的数量，提高轴承钢纯净度。由于脱氧的目的在于降低钢液中的溶解氧，并排除其脱氧产物，以保证获得细晶粒结构的钢锭表面及钢的各项性能。通过采用铝进行沉淀脱氧，（尽可能前期将铝加够）结合氩气搅拌及真空下碳脱氧能力排除主要产物Al2O3；发挥偏心底无渣出钢的优势，提高精炼设备能力，改善精炼炉渣的成分及性质。降低氧含量就是降低氧化物夹杂的数量，改善夹杂物的性质和形态也是获得高可靠性、长寿命轴承钢必不可少的条件。

用铝脱氧是降低轴承钢氧含量的关键

1　Z大限度地降低溶解在钢液中的氧，并将其脱氧产物排出，是确定脱氧制度的基本前提。

偏心底出钢，由于绝大部分氧化渣被留在炉中，所以采用出钢时包中加入足够量的铝进行钢液的沉淀脱氧，效果较好。“铝是一种强脱氧元素，生成云团状脱氧产物，其整体尺寸可达500um”上浮速度很快，可使钢液中氧含量迅速降低。即使是少部分残存的Al2O3夹杂也能在随后的LF炉精炼中通过氩气搅拌过程上浮排除。

2　铝脱氧后还要有补充脱氧方式--扩散脱氧。

扩散脱氧是根据分配定律，溶解于钢液中的氧通过C-O平衡原理白渣中转移，而与渣中脱氧元素C、Si等进行脱氧反应。优点在于脱氧反应是在钢--渣界面或渣的下层进行，反应产物不会成为非金属夹杂物沾污钢液；缺点在于由于钢--渣接触面积受大包直径的限制，还有氩气搅拌存在的相对死角，致使反应速度慢，冶炼时间长，对于LF炉精炼速度有约束。

精炼渣对氧含量的降低是重要的组成部分

1　先辈炼钢常说的一句很说明问题：“炼钢就是炼渣”。这话到今也是非常适用的。

精炼渣是影响轴承钢液脱氧程度的重要因素，具有良好的物理化学性质。如碱度较高，粘度不大，流动性良好，较少沾污钢液，以达到脱氧去除夹杂物的目的。现在造渣比率按照石灰：萤石3:1。LF炉为了进一步对钢液进行脱氧加入扩散脱氧剂碳粉、铝豆等造弱电石渣。但这种弱电石渣在短时间内能否形成白渣一般不好掌握，受渣系的制约较大。

2　弱电石渣的脱氧能力比白渣强。

但是渣中（CaC2）含量增加，降低了钢渣界面张力不利于脱氧产物上浮，通过很多实验也证明：弱电石渣（强电石渣）对轴承钢氧含量的作用并不明显。因为铝的消耗停止说明铝对钢液中的氧滞缓了化合作用。渣的流动性差精炼对钢液的脱氧能力减少了。所以采用白渣操作是正确的。白渣的成分非常的稳定，界面张力大流动性好，极易创造好的脱氧条件，当然，解决弱电渣与白渣转变过程的方式方法一直存在争议。

３　渣的碱度对氧含量的影响。

查阅文献可知：日本各种轴承钢生产厂家，大都采用高碱度渣精炼。从取得的效果看：氧含量降到5.4ppm甚至3-4ppm，“山阳工艺”由于氧含量降低到了很低的程度，B类夹杂几乎找不到。当然有利有弊：D类夹杂物的含量却很高。山阳精炼渣的化学成分：CaO57.8%，SiO213.3%，Al2O315.8%，MgO4.3%，低碱度渣在同样吹氩条件下，在较宽的范围内，经过大量的实验炉号测定：碱度在1.0-2.5范围内，氧含量较低，少量氧化物夹杂的含量Z低，也不含C类、D类夹杂物。石灰、萤石、复合渣组成的低碱度渣系流动性好，乳化程度高，具有较好的综合脱气效果，尤其是脱氧效果Z为显著。

真空状态下的脱氧及氩气搅拌

1　真空状态下对降低氧含量现在仍存在争议，认为真空对去氢效果明显。

按正常看：轴承钢为高碳钢，通过碳脱氧的反应式：C+O=CO在常压下碳的脱氧能力不强，从动力学的角度看，限制C-O反应速度是钢液中碳和氧向气-液界面的传质速度。碳在钢液中的扩散速度比氧大，因为碳含量比氧含量高。因此，氧含量高低似乎取决于碳氧反应速度，真空下碳的脱氧能力很强，通过实验看：轴承钢真空效果好的炉号较之真空效果差的氧含量普遍较低。

2　在常压下氩气搅拌程度对钢液中的氧含量高低也是至关重要的。

由于Ar气是惰性气体，钢液封闭状态下的氩气搅拌使精炼钢液上面的自由?间充满氩气，便可防止钢液裸露引起的二次氧化和吸气，脱氧效果是非常显著的。从渣色看，不管是未?完全脱氧或完全脱氧的钢液，吹氩搅拌都将使钢中氧含量降?很低的程度。当然控制搅拌强度大小，对质量的影响非常大。由于透气砖原因造成的搅拌强度小，相对出现的氧含量和夹杂物不合的概率就高。反之，搅拌强度不分阶段的大，造成钢液吸气、二次氧化的机会就多，而且大氩气搅拌对包衬的侵蚀也很严重，人为产生外来夹杂。

（来源：东特股份炼钢厂）