六盘水师范学院本科生毕业设计
高碳铬轴承钢
碳素钢 合金结构钢 冷镦钢 碳素工具钢
GCr9 Q235 30Mn2 ML15 T7
39 13 6.5 3.25 3.25
60 20 10 5 5
2.1.2 制定产品大纲的依据
近年来，随着我国轴承市场的快速发展，机械、汽车等行业的快速发展，为轴承行业的发展提供了市场空间，扩大了轴承钢的市场空间，给轴承钢的发展带来了机遇和前景。
所以在现阶段，除了保证轴承钢的生产外，还应大力提高冶炼、优质轴承钢的生产水平，为今后国内航空航天、汽车、船舶、计算机等行业的发展提供保障。 2.1.3 钢种的特性以及用途
(1) 高碳铬轴承钢GCr9。
表2.3 GCr9的化学成分
元素 含量(％)
C 1.00~ 1.10
Si 0.15~ 0.35
Mn 0.25~ 0.45
Cr 0.90~ 1.20
P S N ≤80 ppm
H ≤1~2 ppm
O ≤12 ppm
Ti ≤15 ppm
≤0.025
1）特点：
淬透性和高耐磨性，冷变形和切削介质，可焊性较差，对白点形成热处理回火脆性敏感。gcr9已经成为最广泛的高碳铬轴承钢因其良好的性能和低合金含量。淬火和回火后，具有均匀的结构，良好的耐磨性，高硬度和高接触疲劳性能。 2）使用：
用于生产滚动体和轴承环。例如：生产汽车、火车、钻床、各种机械、环、钢球、滚子轴承。有时用来制造模具、工具等。 （2）碳钢Q235 1）特点：
中碳含量适中，塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能良好。强度好，易于加工。 2）使用：
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大量生产的钢板、钢筋、钢、桥梁、车辆等。质量好的含S、P低C、D级Q235，相当于优质碳素结构钢，适用于制造框架、连杆、轴、轴套环等的要求比较高，焊接工程机械结构件的韧性。 （3）碳素工具钢T7 1）特点：
亚共析钢，具有良好的韧性和强度。 2）使用：
用于制造承受冲击负荷的工具，如冲压、模具、钳工工具、钻头、用大铁锤，密封方面，相对于单纯的外科医疗器械等。 （4）ML15钢 1）特点：
良好的塑性和韧性，耐冷性的影响。 2）使用：
用于铆钉、销、弹簧螺栓、螺钉等。 （5）合金结构钢30Mn2 1）特点：
经过处理后，具有很好的强度、韧性和耐磨性。图、冷锻和热处理工艺在小尺寸零件制造、机械加工和焊接中表现较好，一般不作为焊接件。 2）使用：
汽车、拖拉机车架、传动齿轮、轴、淬火和回火零件的大截面都是用于制造，起重机的后桥和其他高强度的心脏也可用于生产碳。
2.2 工艺方案与工艺流程的选择
2.2.1 炉容量与座数的确定
大电炉技术经济指标较好，热损失和电耗较小，因此一般力求选用较大容量的电炉。车间的生产规模，冶炼周期，作业率等因素对电弧炉的炉容量影响较大。每次的出钢量q由此可以估算出：
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q?G??? (2.1)
8760???y式中G?——车间产品方案中确定的年产量，t； τ —— 冶炼周期，取51分钟即0.85h； η —— 作业率，??年作业天数?100%，取88%；
年日历天数y —— 良坯收得率，连铸一般 95%~96%；
求得q = 58 t 。
留钢量设计为炉子公称容量的21.1%，由此确定电弧炉的公称容量为74 t 。 现代电弧炉炼钢车间一般配置1座电弧炉——1套炉外精炼装置——1台连铸机——1套成品连轧机的“四位一体”一对一的生产作业线。这种配置方式具有生产管理方便，技术经济指标先进，相对投资省的优点。 2.2.2 工艺方法与工艺流程的选择与论证
现代电炉的生产过程是以电炉生产的现代化和高效化为基础的。在生产高碳铬轴承钢江阴兴澄特种钢铁有限公司中居世界第一，世界先进水平。生产各种产品的主要工艺过程，包括棒线材：
较大的棒材生产工艺：
高炉铁水10优质废钢、100t电炉超高功率偏心底出钢电弧炉、100t钢包精炼炉、100t VD真空脱气炉、12M，5机5 300mm×300mm大方坯连铸、热送热装、加热、轧制、抛丸、矫直（，，涡流检测，超声波检测）。
规模较小的酒吧生产过程：
高炉铁水10优质废钢、100t电炉超高功率偏心底出钢电弧炉、精炼炉真空脱气100tlf，100tvd，12M 5 5流300mm×300mm大方坯连铸热送热装>，，加热、轧坯机、中间坯加热、轧制（、抛丸、矫直直、倒角、涡流探伤、超声波探伤）。
线材的生产工艺：
高炉铁水10优质废钢、100t电炉超高功率偏心底出钢电弧炉、精炼炉真空脱气100tlf，100tvd，12M 5 300mm×300mm 5流小方坯连铸机。
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本设计考虑实际和先进的使用：烟道Consteel电弧炉（UHP-EAF，EBT）> 80t LF精炼炉、VD真空脱气炉80t，12M 3机3流小方坯连铸机300mm×300mm大方>热送、热负荷、加热、轧制（>抛丸、矫直，涡流探伤、超声波探伤）。（超高压超高功率电炉、偏心底出钢法）
（1）Consteel电弧炉
实现连续进料、预热废料、生铁、预还原铁矿石和其他金属材料，减少电弧炉炼钢技术的烟尘排放。它从废码或铁路货车到废装机，通过送料输送机自动，连续从1号和3号电极（见图2.1）侧的炉壳部分加入电弧炉，始终在炉内保持一定量的钢。同时，通过对炉内烟气的反向预热段进行预热预热。这样的电弧可以直接加热熔融钢，通过直接熔融的钢废料，平稳运行，对电力系统的预冲击，降低变压器容量，节约能源。铁路废料被运送到一个炉体材料领域，电磁挂在传送带上。全封闭式废钢预热段长度18 ~ 24m，内衬耐火材料和水密封装置的密封，以防止密封盖和预热段在泄漏的底部。预热段还可以安装天然气燃烧器。废料由加热气体和燃料500～700度组成。
图2.1 炼钢电弧炉炉盖简图
1—1号电极；2—2号电极；3—3号电极；4—转动炉盖机构
它的优势是：
占地面积小，节省投资。使用该计划，不会增加工厂的高度，减少生产规模和投资比例。大大降低运营成本。连续熔炼废屑预热，大大降低耐火材料的消耗，电极。废气由15%到10%减少，废气通过预热段以较低的速度传递，废气中大量的烟气和粉尘在预
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热段减少。
对原材料的适应性强。Consteel系统可以使用状态的废钢、生铁、冷或热的直接还原铁（DRI）和热球丸（HBI），铁和COREX海绵铁。热金属的加入量为20%～60%，而且加入炉。
废气处理方法简单。因为有一个较长的预热期，以确保在预热炉2 / 3长度的充分反应，预热炉废气，可以方便地实现废气的排放，在共同，氮氧化物等严格控制。（2）熔铁鱼雷车的供应：
工艺流程：高炉出铁在鱼雷车、铁路机车牵引到流坑边电炉厂电炉铁水的铁水罐在坑内，称重后对入炉。
（3）废料供应模式：
在废料的分离设置，乘火车或汽车到材料或青贮窖卸到厂外的废料，按照不同类型的分类堆放，起重机磁铁或夹具废钢料斗进入报废的热、电漏斗车运输到充电湾的应用；
（4）LF炉外精炼用，和VD脱气装置将配置LF炉后。 1）炉：
如果方法主要是通过电极埋弧加热，底吹氩搅拌钢和渣（合成渣）来实现精炼，完成主要任务的深、深脱硫和夹杂物去除。
钢包精炼炉内的电弧炉用钢液，钢包、炉盖、电极加热系统、搅拌系统。 炉有以下功能：
搅拌作用。LF炉的底吹氩搅拌钢渣吹，均匀钢水成分和温度加速钢的脱氧和脱硫反应之间的界面，促进夹杂物上浮，除气、净化钢液，提高钢的纯净度。
热效应。加热炉有加热的作用，从最初的冶炼炉中加入熔化的钢，在开口前的温度下降，并在精炼过程中进行合金微调；
还原气氛在炉盖中的作用。
钢液储存效果。可以在LF炉站储备1个2炉钢水，要由钢水冶炼而出的连铸工艺，从而保证连铸。
过程的优点是：
电弧加热效率高，温度上升幅度大，控制精度可达到5；
它具有搅拌和合金化功能，氩气搅拌容易实现控制的窄范围的组成，并提高了产品
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