Cr5支承辊是随着冷、热轧机对支承辊日益增加的使用性能要求而研制的,因其有良好的淬透性和耐磨性、硬化层深度深、耐事故性好等特点而具有非常广阔的应用前景。支承辊要满足以上性能需求,不仅与合适的热处理工艺有关,而且与钢锭的质量息息相关,这对支承辊的母材—钢锭质量提出了严格的要求。为了提高钢水纯净度,必须要控制好各类夹杂物的形态、分布,本文以鞍钢铸钢公司生产的Cr5钢锭(锻件)为研究对象,通过一系列检测手段分析钢锭及锻件夹杂物类型及产生原因,并且从冶炼及浇注方面统计了钢中内生及外来夹杂物数量、尺寸及类型变化规律,与钢锭(锻件)中夹杂物进行对比,调整脱氧工艺及优化浇注工艺,从而为提高大型钢锭洁净度打下坚实基础。本文的主要研究内容及取得的结果有:(1)对由于探伤不合而造成报废的Cr5支承辊锻件进行解剖分析,通过对锻件非金属夹杂物检验分析确定夹杂物组分,根据夹杂物分析结果,确定夹杂物产生的主要来源,找出原脱氧工艺存在的问题,并研究解决措施减少钢中的夹杂物。(2)由于原脱氧工艺主要采用铝脱氧,在脱氧的同时会产生新的A1203夹杂物,如果处理不好,不但不能提高脱氧效果,并且钢水中A1越高,二次氧化影响越严重,反而会造成钢水的再次污染。通过探讨真空碳脱氧这种工艺方案,最后采用“LVCD+VCD”双真空碳脱氧工艺路线。对双真空碳脱氧工艺生产的Cr5支承辊质量进行了评价,与原工艺生产的钢锭质量进行对比,结果表明:采用双真空碳脱氧工艺,由于在冶炼过程中不使用铝脱氧,因而在钢中不生成A1203夹杂及其盐类,可以有效提高钢水纯净度。(3)由于传统真空浇注钢锭采用中间包方式,不可避免存在倒包过程中钢水二次氧化现象,因此提出采用精炼包代替中间包的方案,可以有效避免钢水在浇注过程中的氧化情况。并且,通过Fluent模拟钢包流场,计算最低钢包钢水注余量从而避免钢包下渣,进一步优化得到了精炼包直接浇注钢锭的工艺方案。通过对比研究发现,钢中的夹杂物尺寸和数量都有较大幅度下降。(4)为了解决大型真空浇注钢锭冒口补缩不好,造成钢锭内部出现缩孔或夹杂等情况,通过对钢锭冒口保温措施进行了优化,提高了冒口保温效果。通过ProCAST模拟计算,分析了冒口优化对改善钢锭内部质量的影响,结果发现在保证冒口补缩效果的同时,还可以在一定程度上降低钢水用量,并且保温冒保温性能不好会造成冒口结晶速度过快,凝固收缩应力加大,表面收缩应力达到一定程度时会将包裹保护渣的凝固壳拉裂,然后坠入钢锭底部,形成沉积锥处大型夹杂物。改进冒口保温后,可有效地解决冒口“凝壳”现象并且冒口收缩更加平缓,缩孔深度变浅,从而有效避免沉积锥处产生大型非金属氧化物夹杂。