高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法，其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸和电渣重熔工序；所述铁水预处理工序：铁水经三脱后，终点成分要求：Si≤0.015wt％、P≤0.010wt％、S≤0.010wt％，温度为1300℃。采用本方法生产的Cr≥4.9wt％、Mo≥1.20wt％、V≥0.90wt％的热作模具用电渣钢钢锭在不增加投资的前提条件下，使用Ti含量较高的合金，并利用现有的铁水预处理装备、转炉、LF、RH以及气氛保护抽锭是电渣炉等装备探索出生产T[O]≤10ppm、P≤70ppm、Ti≤30ppm的超低氧、低磷、低钛热作模具钢的新工艺，该工艺质量稳定性好、达到同类产品的领先水平，具有广泛的推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电渣钢的生产方法，尤其是一种高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法。
技术介绍
热作模具钢（以H13为例）中夹杂物、碳化物以及P、Ti含量是降低热压铸模、挤压模和热锻模寿命的最主要的因素。因此，最大限度的去除钢中夹杂物、减轻碳化物、并降低P、Ti含量是提高热作模具寿命的有效途径。而钢中的氧含量和Ti能直接反映氧化物夹杂和Ti类夹杂的多少，同时夹杂物又是促进碳化物形成的条件之一，另外P是正偏析元素，在凝固过程中容易在晶界析出，降低晶界强度，所以必须将钢中的氧含量、Ti和P控制在很低的水平。目前国内一般采用“废钢+电炉/中频炉+LF+VD+模铸+非气氛保护电渣炉”生产的热作模具钢H13中的氧含量一般控制在15ppm左右、P≥0.010％、Ti≥50ppm，相应锻制产品的冲击功等指标较低，难以满足高端用户需求，以至国内大量高端模具钢依赖进口材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种低氧、低磷、低钛的高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸和电渣重熔工序；所述铁水预处理工序：铁水经三脱后，终点成分要求：Si≤0.015wt％、P≤0.010wt％、S≤0.010wt％，温度为1260～1320℃；所述转炉冶炼工序：加入石灰、萤石、镁球再添加硅石造R＝3.5～4.5的脱磷渣，在1380～1420℃时进行扒渣处理；P达到0.0050％及以下；二次造R=3.5～4.5的高碱度渣，并采用高拉补吹操作，终点C≤0.04wt％、P≤0.0020wt％；所述LF精炼工序：先升温、配加合金调整成分同时按碱度为1.2～1.8造精炼渣，过程中使用硅铁粉、碳化钙和铝粒进行造白渣操作；当成分调整到符合要求、Ti≤25ppm时，进行扒渣操作，要求3/4以上钢液面裸露；二次造渣，碱度按照3.0～4.0控制，进行造白渣操作，并保证（FeO）+（MnO）不大于0.5wt％；所述RH真空脱气工序：真空度不大于120Pa，溶解氧不大于5ppm；所述连铸工序：将增氮量控制在5ppm及以内；中包温度为1503～1530℃，拉速0.53～0.56m/min；所述电渣重熔工序：采用的渣系主要成分的重量配比为：CaF253～58%、Al2O318～23％、CaO13～17%、SiO2≤5%；烘烤温度≥800℃条件下保温时间不小于10h；保护罩内氧含量不大于100ppm；熔速为400～430kg/h。本专利技术所述转炉冶炼工序中，加入石灰40～50kg/t钢水、萤石6～9kg/t钢水、镁球4～6kg/t钢水和硅石7～9kg/t钢水造脱磷渣。本专利技术所述转炉冶炼工序中，出钢时采用双挡出钢、剩钢操作，并快速抬炉。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术利用常规炼钢装备生产出质量稳定的低氧、低磷、低钛的连铸电极坯料，并采用气氛保护抽锭式电渣炉生产出质量稳定、纯净速高的电渣钢锭，为下游用户提供优质的电渣锭，解决技术背景中存在的大批高端模具材料依靠进口的问题。采用本专利技术生产的Cr≥4.9wt％、Mo≥1.20wt％、V≥0.90wt％的热作模具用电渣钢钢锭在不增加投资的前提条件下，使用Ti含量较高的合金，并利用现有的铁水预处理装备、转炉、LF、RH以及气氛保护抽锭是电渣炉等装备探索出生产T[O]≤10ppm、P≤70ppm、Ti≤30ppm的超低氧、低磷、低钛热作模具钢的新工艺，该工艺质量稳定性好、达到同类产品的领先水平，具有广泛的推广前景。具体实施方式本高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸和电渣重熔工序；各工序的工艺过程为：（1）铁水预处理工序：铁水三脱后，铁水终点成分达到（wt）：Si≤0.015％、P≤0.010％、S≤0.010％，温度为1260～1320℃℃。（2）转炉冶炼工序：A、在三脱铁水的基础上通过加入石灰、萤石、镁球再添加硅石；其中石灰40～50kg/t钢水、萤石6～9kg/t钢水、镁球4～6kg/t钢水和硅石7～9kg/t钢水，造大渣量、高碱度的脱磷渣，R＝3.5～4.5，在1380～1420℃进行扒渣处理；以使铁水中P达到0.0050wt％及以下。B、二次造高碱度渣，R=3.5～4.5，并采用高拉补吹操作，终点C≤0.04wt％、P≤0.0020wt％。C、采用双挡出钢、剩钢操作、快速抬炉以避免下渣回磷。（3）LF精炼工序：A、先升温、配加合金调整成分同时按碱度为1.2～1.8造精炼渣，过程中使用硅铁粉、碳化钙和铝粒进行造白渣操作，要求炉渣呈浅色玻璃状。B、当成分调整到符合要求、Ti≤25ppm时，进行扒渣操作，要求3/4以上钢液面裸露。C、二次造渣，碱度按照3.0～4.0控制，进行造白渣操作，并保证（FeO）+（MnO）不大于0.5wt％，以保证脱氧去夹杂效果。（4）RH真空脱气工序：保证真空度不大于120Pa，且纯脱气时间不小于10min，溶解氧不大于5ppm。（5）连铸工序：A、中间包氩气置换时间不小于5min，将增氮量控制在5ppm及以内。B、中包温度为1503～1530℃，拉速0.53～0.56m/min。（6）电渣重熔工序：A、采用的渣系主要成分（重量）：CaF253～58%、Al2O318～23％、CaO13～17%、SiO2≤5%。B、自耗电极进行抛丸处理，表面无氧化皮，呈现银灰色金属光泽。C、烘烤温度≥800℃条件下保温时间不小于10h。D、保护罩内氧含量不大于100ppm。E、恒熔速全自动操作，设定熔速为400～430kg/h。实施例1：本高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法如下所述。（1）铁水预处理工序：铁水经三脱后，终点成分：Si0.012wt％、P0.006wt％、S0.010wt％，温度为1280℃。（2）转炉冶炼工序：加入石灰45kg/t钢水、萤石9kg/t钢水、镁球4kg/t钢水和硅石8kg/t钢水造脱磷渣R＝3.9，在1403℃时进行扒渣处理，P含量0.0034％；二次造高碱度渣R=4.2，并采用高拉补吹操作，终点C0.04wt％、P0.0011wt％；出钢时采用双挡出钢、剩钢操作，并快速抬炉。（3）LF精炼工序：先升温、配加合金调整成分同时按碱度为1.5造精炼渣，过程中使用硅铁粉、碳化钙和铝粒进行造白渣操作；当成分调整到符合要求、Ti=18ppm时，进行扒渣操作，要求3/4以上钢液面裸露；二次造渣，碱度按照3.5控制，进行造白渣操作，（FeO）+（MnO）=0.3wt％。（4）RH真空脱气工序：真空度110Pa、纯脱气时间14min，溶解氧5ppm。（5）连铸工序：中间包氩气置换时间7min，增氮量控制在4ppm；中包温度为1522℃，拉速0.53m/min。（6）电渣重熔工序：采用的渣系主要成分的重量配比为：CaF253%、Al2O320％、CaO17%、SiO24%；烘烤温度820℃保温时间12h；保护罩内氧含量80ppm；熔速为420kg/h。本实施例生产的模具钢H13电渣锭再后续通过在1230～1300℃之间保温时间不小于12h，然后进行等向锻造成Φ220mm锻制圆钢，主要指标如下：T[O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法，其特征在于：其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸和电渣重熔工序；所述铁水预处理工序：铁水经三脱后，终点成分要求：Si≤0.015wt％、P≤0.010wt％、S≤0.010wt％，温度为1260～1320℃；所述转炉冶炼工序：加入石灰、萤石、镁球再添加硅石造R＝3.5～4.5的脱磷渣，在1380～1420℃时进行扒渣处理；P达到0.0050％及以下；二次造R=3.5～4.5的高碱度渣，并采用高拉补吹操作，终点C≤0.04wt％、P≤0.0020wt％；所述LF精炼工序：先升温、配加合金调整成分同时按碱度为1.2～1.8造精炼渣，过程中使用硅铁粉、碳化钙和铝粒进行造白渣操作；当成分调整到符合要求、Ti≤25ppm时，进行扒渣操作，要求3/4以上钢液面裸露；二次造渣，碱度按照3.0～4.0控制，进行造白渣操作，并保证（FeO）+（MnO）不大于0.5wt％；所述RH真空脱气工序：真空度不大于120Pa，溶解氧不大于5ppm；所述连铸工序：将增氮量控制在5ppm及以内；中包温度为1503～1530℃，拉速0.53～0.56m/min；所述电渣重熔工序：采用的渣系主要成分的重量配比为：CaF2 53～58%、Al2O3 18～23％、CaO 13～17%、SiO2≤5%；烘烤温度≥800℃条件下保温时间不小于10h；保护罩内氧含量不大于100ppm；熔速为400～430kg/h。...

【技术特征摘要】
1.一种高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法，其特征在于：其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸和电渣重熔工序；所述铁水预处理工序：铁水经三脱后，终点成分要求：Si≤0.015wt％、P≤0.010wt％、S≤0.010wt％，温度为1260～1320℃；所述转炉冶炼工序：加入石灰、萤石、镁球再添加硅石造R＝3.5～4.5的脱磷渣，在1380～1420℃时进行扒渣处理；P达到0.0050％及以下；二次造R=3.5～4.5的高碱度渣，并采用高拉补吹操作，终点C≤0.04wt％、P≤0.0020wt％；所述LF精炼工序：先升温、配加合金调整成分同时按碱度为1.2～1.8造精炼渣，过程中使用硅铁粉、碳化钙和铝粒进行造白渣操作；当成分调整到符合要求、Ti≤25ppm时，进行扒渣操作，要求3/4以上钢液面裸露；二次造渣，碱度按照3.0～4.0控制，进行造白渣操作，并保证（FeO）+...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛正学，姜方，赵虎，郭保善，赵雷，赵彦岭，李富伟，贾育华，何鑫，于彬，陈旭，李晨哲，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13