冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法技术

本发明专利技术公开的是钢铁冶炼技术领域的一种冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法，电渣重熔渣系主要包括以下质量百分比的化学成分：CaF2：60％～65％，Al2O3：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶炼过程包括以下步骤：首先按照配比称取渣料，并对混好的渣料经过烘干处理，然后按照渣的质量分数为0.375％～0.450％的比例向渣中混入铝粒，最后填充渣料并起弧冶炼，冶炼过程中，每隔一段时间加入铝粒硅钙粉进行脱氧。本发明专利技术通过添加适量的CaO和MgO，提高了渣系的碱度，加强了渣系的脱硫能力，混渣时加入适量的铝粒和每隔一定时间加入定量的铝粒可以在重熔过程中，生产稳定氧化物Al2O3，有效脱除氧元素，提高了热作模具钢电渣重熔成品的洁净度，同时还降低了生产成本。同时还降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶炼
，尤其涉及一种冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法。

技术介绍

[0002]现阶段我国主要应用的热作模具钢为国标H13(4Cr5MoSiV1)，H13系列钢种是C
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Cr
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Mo
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Si
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V马氏体热作模具钢，广泛应用于制造热挤压模具、压铸模具、热切边模具、热锻模和热冲压模具等。在其使用过程种承受着磨损、热疲劳、冲蚀、应力腐蚀、表面热焊合等物理和化学作用，因此对其洁净度和质量控制有着较高要求。目前，在工业传统的冶炼工艺中，为了进一步获得高洁净度和组织均匀致密的钢锭，采用电渣重熔工艺来降低钢中有害元素和夹杂物。但是电渣重熔过程中一般采用“三七渣”即质量分数为30％的Al2O3和70％的CaF2，其缺点是难以有效降低钢液中氧、硫含量，去除夹杂物，同时由于渣中氟化钙含量较多，在冶炼生产中容易挥发，污染大气，同时使得渣成分发生变化，降低其稳定性。

技术实现思路

[0003]为克服现有热作模具钢电渣重熔存在的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种更加环保、高效的冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法，其特征是：冶炼用的电渣重熔渣系主要包括以下质量百分比的化学成分：CaF2：60％～65％，Al2O3：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶炼过程包括以下步骤：
[0006]步骤一、冶炼前按照配比称取渣料，并对混好的渣料经过烘干处理；
[0007]步骤二、烘烤后的渣系，按照渣的质量分数为0.375％～0.450％的比例向渣中混入铝粒；
[0008]步骤三、填充渣料并起弧冶炼，将电渣重熔炉的电流控制在7500～12000A之间，保持电流的稳定，电流最大波动不超过700A，电压控制在50～60V之间，电压最大波动不超过10V；
[0009]步骤四、在电渣重熔过程中，每隔4～6分钟加入质量分数为0.042％～0.052％的铝粒和质量分数为0.021％～0.026％的硅钙粉进行脱氧，熔速控制在4.5～6.0kg/min，冶炼时结晶器水温控制在40～60摄氏度之间，冶炼完成后，进行退火取样，得到低氧、低硫含量的热作模具钢电渣重熔成品。
[0010]进一步的是，冶炼用的电极棒母材主要包括以下质量百分比的化学成分：C：0.37％～0.43％，Si：0.90％～1.20％，Mn：0.30％～0.50％，P：≤0.020％，S：≤0.005％，Cr：4.95％～5.50％，Mo：1.20％～1.75％，V：0.90％～1.10％，余量的Fe和杂质。
[0011]进一步的是，在冶炼前需对电极棒进行滚磨处理，除去电极棒表面氧化铁皮。
[0012]进一步的是，在步骤一中称取渣料时，渣的质量为电渣重熔电极棒质量的9.5％～
10％。
[0013]进一步的是，在对渣料进行烘干处理时，烘烤温度为700～800℃，烘烤时间不少于7小时。
[0014]进一步的是，在步骤三中填充渣料时，填充时间控制在30～50分钟。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、通过提供合适的渣系成分和稳定的电压电流，增强了电渣重熔过程中，渣的高温稳定性，使其不容易发生分解而向钢液中传氧；
[0017]2、添加适量的CaO和MgO，提高了渣系的碱度，促进了硫化夹杂物的转性，加强了渣系的脱硫能力；
[0018]3、混渣时加入适量的铝粒和每隔一定时间加入定量的铝粒可以在重熔过程中，生产稳定氧化物Al2O3，有效脱除氧元素；
[0019]4、通过有效去除钢锭中的氧元素和硫元素，提高了热作模具钢电渣重熔成品的洁净度，使得钢材有害元素和气体元素以及非金属夹杂物含量低，同时还降低了生产成本。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0021]冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法，其中，冶炼用的电渣重熔渣系主要包括以下质量百分比的化学成分：CaF2：60％～65％，Al2O3：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶炼过程包括以下步骤：
[0022]步骤一、冶炼前按照配比称取渣料，并对混好的渣料经过烘干处理；
[0023]步骤二、烘烤后的渣系，按照渣的质量分数为0.375％～0.450％的比例向渣中混入铝粒；
[0024]步骤三、填充渣料并起弧冶炼，将电渣重熔炉的电流控制在7500～12000A之间，保持电流的稳定，电流最大波动不超过700A，电压控制在50～60V之间，电压最大波动不超过10V；
[0025]步骤四、在电渣重熔过程中，每隔4～6分钟加入质量分数为0.042％～0.052％的铝粒和质量分数为0.021％～0.026％的硅钙粉进行脱氧，熔速控制在4.5～6.0kg/min，冶炼时结晶器水温控制在40～60摄氏度之间，冶炼完成后，进行退火取样，得到低氧、低硫含量的热作模具钢电渣重熔成品。
[0026]相比现有的“三七渣”电渣重熔工艺，本申请通过降低CaF2和Al2O3的含量，同时添加适量的CaO和MgO来改善渣系成分，可提高渣系的碱度，促进硫化夹杂物的转性，从而加强渣系的脱硫能力；此外，混渣时加入适量的铝粒，以及后续冶炼中每隔一定时间再加入定量的铝粒，可以在重熔过程中生产稳定氧化物Al2O3，有效脱除氧元素；最后再配合稳定的电压和电流，增强电渣重熔过程中，渣的高温稳定性，使其不容易发生分解而向钢液中传氧。本申请通过上述多项工艺的结合，可以有效的去除钢锭中的氧元素和硫元素，提高热作模具钢电渣重熔成品的洁净度，使得钢材有害元素和气体元素以及非金属夹杂物含量低，同时控制生产成本。
[0027]对于电渣重熔工艺中电极棒母材，本申请采用传统的电极棒母材，主要包括以下质量百分比的化学成分：C：0.37％～0.43％，Si：0.90％～1.20％，Mn：0.30％～0.50％，P：
≤0.020％，S：≤0.005％，Cr：4.95％～5.50％，Mo：1.20％～1.75％，V：0.90％～1.10％，余量的Fe和杂质。为避免带入氧元素，在冶炼前需对电极棒进行滚磨处理，除去电极棒表面氧化铁皮。
[0028]在冶炼之前，还包括以下一些优选方案：
[0029]在步骤一中称取渣料时，渣的质量最好为电渣重熔电极棒质量的9.5％～10％，便于控制冶炼效率和生产成本。为保证渣料的烘干效果，在对渣料进行烘干处理时，烘烤温度最好为700～800℃，烘烤时间不少于7小时。在步骤三中填充渣料时，填充时间控制在30～50分钟，避免时间过长吸入过多空气中的杂质。
[0030]下面通过具体实施例对本专利技术进一步说明。
[0031]实施例1：
[0032]采用电渣重熔对高端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.冶炼高洁净度热作模具钢的电渣重熔方法，其特征是：冶炼用的电渣重熔渣系主要包括以下质量百分比的化学成分：CaF2：60％～65％，Al2O3：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶炼过程包括以下步骤：步骤一、冶炼前按照配比称取渣料，并对混好的渣料经过烘干处理；步骤二、烘烤后的渣系，按照渣的质量分数为0.375％～0.450％的比例向渣中混入铝粒；步骤三、填充渣料并起弧冶炼，将电渣重熔炉的电流控制在7500～12000A之间，保持电流的稳定，电流最大波动不超过700A，电压控制在50～60V之间，电压最大波动不超过10V；步骤四、在电渣重熔过程中，每隔4～6分钟加入质量分数为0.042％～0.052％的铝粒和质量分数为0.021％～0.026％的硅钙粉进行脱氧，熔速控制在4.5～6.0kg/min，冶炼时结晶器水温控制在40～60摄氏度之间，冶炼完成后，进行退火取样，得到低氧、低硫含量的热作模具钢电渣重熔成品。2.如权利要求1所述的冶炼高洁...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋琪，吴铖川，王洪利，唐佳丽，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：