本发明专利技术公开了一种高纯净锰13高锰钢的制备方法，包括以下步骤：(1)打结坩埚；(2)设计制造气体扩散器；(3)连接吹氩气系统；(4)准备材料；(5)加料熔炼；(6)调整化学成分；(7)炉内镇静；(8)控温出钢。本发明专利技术通过进一步优化工艺，在加料熔炼中进行吹氩气，以及采用炉熔渣剂除杂，均可有效降低氢、氧含量，提高了锰13高锰钢的屈服强度，其中本发明专利技术方法制得的锰13高锰钢的氧含量为8.6ppm，氢含量为3.5ppm，屈服强度为426.4MPa，由于屈服强度较高，因此能满足多方面的应用要求。方面的应用要求。方面的应用要求。
【技术实现步骤摘要】
一种高纯净锰13高锰钢的制备方法
[0001]本专利技术属于精炼净化
，具体涉及一种高纯净锰13高锰钢的制备方法。
技术介绍
[0002]高锰钢是传统的耐磨材料。经过一百多年的发展，形成了锰13、锰18和锰25三个系列。高锰钢广泛用于冶金、矿山、建材、水泥、铁路、电力、石油化工、军工等行业的机械装备构件中。高锰钢铸件的抗磨性能和使用寿命与冶金质量有着十分重要的关系。提高高锰钢铸件的抗磨性，延长使用寿命，对持续生产、减少经济损失、增加经济效益，以及创造耐磨铸件精品和品牌，参与国际市场竞争，具有重大意义。
[0003]高锰钢液纯净程度直接影响铸件质量，高锰钢液中氧化物、夹杂物、氢、氧等气体含量的多少直接影响材质性能。
[0004]制备高锰钢过程中可以使用吹气除杂，也可以在熔炼过程中向高锰钢水表面覆盖炉熔渣剂除杂，从而降低氧、氢等有害气体，但是现有技术制备高锰钢除杂效果稍差，需进一步优化工艺，以便制备高纯净高锰钢，以提高材质性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种高纯净锰13高锰钢的制备方法，以解决现有技术制备高锰钢除杂效果稍差的问题。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种高纯净锰13高锰钢的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)打结坩埚：将透气砖按要求安装在中频炉底部，然后使用炉衬材料和模具打结坩埚，干燥烧结；
[0009](2)根据中频炉容积大小设计制造气体扩散器；
[0010](3)将气体扩散器安装在中频炉底部中心，连接吹氩气系统；
[0011](4)准备材料：按高锰钢水的化学成分要求，称量好熔炼高锰钢水的各种材料，备用；
[0012](5)加料熔炼：将准备好的原材料逐步投入中频炉中熔炼，当炉料熔化形成熔池时，开始打开流量调节器吹注氩气，氩气经过透气砖参与高锰钢水熔炼过程，熔炼过程中向高锰钢水表面覆盖炉熔渣剂，直至炉料熔清，取样分析炉内成分；
[0013](6)调整化学成分：根据取样分析结果，计算和加入调整材料至全部熔化；
[0014](7)炉内镇静：中频炉内高锰钢水达到要求温度后停电镇静，继续吹氩气，使高锰钢水均温均质，杂质、气体充分上浮，与液面炉熔渣剂结合；
[0015](8)控温出钢：控制温度，出钢浇注，制得高纯净锰13高锰钢，采用光谱分析，所述的高纯净锰13高锰钢，按质量百分含量计，包括以下成分：0.92
‑
1.24％的C、0.52
‑
0.76％的Si、11.15
‑
12.92％的Mn、0.23
‑
1.26％的Cr、0.21
‑
0.72％的Cu、0.23
‑
0.36％的Al、0.34
‑
0.78％的Mo、0.01
‑
0.15％的Ni、0.03
‑
0.1％的W、O元素含量≤8.6ppm、H元素含量≤3.5ppm，
其它微量元素含量≤0.78％，余量为Fe。
[0016]优选地，步骤(1)中所述的中频炉包括炉盖、炉衬、炉壁层、气体扩散器、透气砖、接头，所述炉盖设置于中频炉的顶部，所述炉衬外表面设置有炉壁层，所述中频炉的底部设置有气体扩散器、透气砖、接头，所述透气砖裹着气体扩散器，所述接头设置于气体扩散器的下方。
[0017]优选地，步骤(3)中所述的吹氩系统包括进气管、氩气瓶、减压阀和流量调节器，所述进气管与气体扩散器连接，所述接头与进气管衔接并固定于中频炉的底部，所述进气管连接流量调节器，所述流量调节器连接减压阀，所述减压阀连接氩气瓶。
[0018]优选地，步骤(5)中当炉料熔化形成熔池时，即高锰钢水覆过炉底28.8cm以上时，开始打开流量调节器吹注氩气。
[0019]优选地，步骤(5)中氩气经过透气砖参与高锰钢水熔炼过程，过程如下：前7
‑
12min，控制氩气流量为0.96
‑
1.05Nm3/h；第13
‑
18min，控制氩气流量为1.12
‑
1.27Nm3/h；第19
‑
28min，控制氩气流量为1.25
‑
1.49Nm3/h；第29
‑
50min，控制氩气流量为1.28
‑
1.35Nm3/h。
[0020]优选地，步骤(5)中在熔炼过程中第29min开始时，向高锰钢水表面覆盖炉熔渣剂，添加量为0.62
‑
0.65kg/吨钢。
[0021]优选地，步骤(8)中所述的高纯净锰13高锰钢，按质量百分含量计，包括以下成分：1.08％的C、0.63％的Si、12.08％的Mn、1.15％的Cr、0.58％的Cu、0.28％的Al、0.67％的Mo、0.08％的Ni、0.06％的W、O元素含量为8.6ppm、H元素含量为3.5ppm，其它微量元素含量为0.78％，余量为Fe。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术通过进一步优化工艺，在加料熔炼中进行吹氩气，以及采用炉熔渣剂除杂，均可有效降低氢、氧含量，提高了锰13高锰钢的屈服强度，其中本专利技术方法制得的锰13高锰钢的氧含量为8.6ppm，氢含量为3.5ppm，屈服强度为426.4MPa，由于屈服强度较高，因此能满足多方面的应用要求。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中频炉及吹氩系统结构示意图。
具体实施方式
[0025]为便于更好地理解本专利技术，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。
[0026](一)设计中频炉及吹氩系统
[0027]如图1所示，一种中频炉包括炉盖1、炉衬2、炉壁层(坩埚)3、气体扩散器6、透气砖7、接头8，所述炉盖1设置于中频炉的顶部，所述炉衬2外表面设置有炉壁层3，所述中频炉的底部设置有气体扩散器6、透气砖7、接头8，所述透气砖7裹着气体扩散器6，所述接头8设置于气体扩散器6的下方。
[0028]吹氩系统包括进气管9、氩气瓶10、减压阀11和流量调节器12，所述进气管9与气体扩散器6连接，所述接头8与进气管9衔接并固定于中频炉的底部，所述进气管9连接流量调节器12，所述流量调节器12连接减压阀11，所述减压阀11连接氩气瓶10。
[0029]在中频炉的坩埚内有炉渣4、钢液5。
[0030]所述炉壁层3为耐高温的合成材料层。
[0031]所述耐高温的合成材料层由碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁材料制成。
[0032]所述耐高温的合成材料层厚度为0.8
‑
1.3cm。
[0033]所述进气管9为耐压橡胶管。
[0034]所述耐压橡胶管的内径为0.4
‑
0.6cm。
[0035]本专利技术设计的中频炉具有以下有益效果：
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高纯净锰13高锰钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)打结坩埚：将透气砖按要求安装在中频炉底部，然后使用炉衬材料和模具打结坩埚，干燥烧结；(2)根据中频炉容积大小设计制造气体扩散器；(3)将气体扩散器安装在中频炉底部中心，连接吹氩气系统；(4)准备材料：按高锰钢水的化学成分要求，称量好熔炼高锰钢水的各种材料，备用；(5)加料熔炼：将准备好的原材料逐步投入中频炉中熔炼，当炉料熔化形成熔池时，开始打开流量调节器吹注氩气，氩气经过透气砖参与高锰钢水熔炼过程，熔炼过程中向高锰钢水表面覆盖炉熔渣剂，直至炉料熔清，取样分析炉内成分；(6)调整化学成分：根据取样分析结果，计算和加入调整材料至全部熔化；(7)炉内镇静：中频炉内高锰钢水达到要求温度后停电镇静，继续吹氩气，使高锰钢水均温均质，杂质、气体充分上浮，与液面炉熔渣剂结合；(8)控温出钢：控制温度，出钢浇注，制得高纯净锰13高锰钢，采用光谱分析，所述的高纯净锰13高锰钢，按质量百分含量计，包括以下成分：0.92
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1.24％的C、0.52
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0.76％的Si、11.15
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12.92％的Mn、0.23
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1.26％的Cr、0.21
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0.72％的Cu、0.23
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0.36％的Al、0.34
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0.78％的Mo、0.01
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0.15％的Ni、0.03
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0.1％的W、O元素含量≤8.6ppm、H元素含量≤3.5ppm，其它微量元素含量≤0.78％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的高纯净锰13高锰钢的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的中频炉包括炉盖、炉衬、炉壁层、气体扩散器、透气砖、接头，所述炉盖设置于中频炉的顶部，所述炉衬外表面设置有炉壁层，所述中频炉的底部设置有气体扩散器、透气砖、接头，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周正，赵四勇，田辉，
申请(专利权)人：广西富川正辉机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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