一种H13钢的冶炼工艺制造技术

本发明专利技术属于钢材冶炼技术领域，具体涉及一种H13钢的冶炼工艺，依次经过电路冶炼、中频感应炉冶炼、氩氧精炼炉冶炼、钢包精炼炉冶炼、VD型钢包精炼炉、以及连铸和铸模，冶炼设备优化分工，各工序紧密衔接，冶炼时间都控制在1小时以内，提高了生产效率，降低了冶炼电耗吨钢280-320KWh/t，有利于连铸的生产组织；（2）电弧炉只熔化废钢和生铁，不配入返回合金钢，降低了合金烧损；（3）利用氩氧精炼炉去碳保铬的特点，使用高碳Cr铁代替低碳Cr铁降低了原材料成本；（4）钢包精炼炉仅用于成分微调和精炼，时间短、电耗低，提高了钢包内衬寿命1倍以上；（5）采用中频炉熔化合金和返回合金钢，不仅提高合金回收率，也减轻了钢包精炼的负担。

【技术实现步骤摘要】
—种H13钢的冶炼工艺
本专利技术属于钢材冶炼
，具体涉及一种H13钢的冶炼工艺。
技术介绍
H13钢是从美国引进的中碳合金热作模具钢，该材料因服役条件十分恶劣，要求具有高的淬透性、韧性、耐磨性和耐冷热疲劳性等性能。目前国内主要采用电弧炉冶炼、LF真空精炼精炼、模铸、电渣重熔或相关冶炼工艺路线生产。传统的冶炼工艺存在如下问题:(1)普通功率电炉、钢包精炼冶炼周期长、电耗高，严重影响电炉炉衬和钢包内衬的使用寿命、用电成本、钢液夹杂物含量控制及连铸生产组织；(2)采用电炉配入返回合金钢，Cr、Mn等合金烧损量大，返回合金钢钢合金元素的回收率低；(3)由于钢包精炼没有脱碳的功能，钢包精炼配入Cr铁时只能选用低碳、中碳Cr铁，原材料成本升高；(4)生产过程中不可控制因素多，致使炉与炉之间化学成分波动较大。以上问题的存在致使H13钢冶炼工艺已不能适应低成本、快节奏的冶炼生产实际的需要。
技术实现思路
本专利技术的的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种生产效率高，有效缩短H13钢冶炼流程、降低 生产成本的H13钢的冶炼工艺。本专利技术的目的是这样实现的: 一种H13钢的冶炼工艺，具体步骤如下: 步骤1:电炉冶炼:选择的炉料是由二级及二级以上废钢、生铁或者铁水、海绵铁组成，开始氧化时候，C重量含量≥0.80%,氧化温度≥15500C，脱碳重量≥0.40%,出钢时候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%，温度≥1630°C，出钢1/3重量时候，按顺序加入铝铁、预熔渣；步骤2:中频感应炉冶炼:选择的炉料由返回钢、高碳铬铁和钥铁等组成，C重量含量为0.50~0.8%，炉料全熔后，钢液温度为1560°C~1580°C，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和萤石造新渣，然后取样，分析样回来后，在温度为1600~1630°C出钢； 步骤3:氩氧精炼炉冶炼:钢包先接电炉钢水后到精炼炉接合金水，然后到氩氧炉兑钢，以氧和氮在3: 1条件下，也就是氧气流量500-520m3/h，氮气流量140~160m3/h进行吹炼，在此期间补加定量的石灰以及定量的返回钢以控制温度，在C重量含量在0.30-0.35%时，停止吹氧进入还原期，还原4-6分钟取样分析，在≥1630°C条件下，出钢；步骤4:钢包精炼炉冶炼:精炼包到位,吹IS喂招线1.5~2.5m/t脱氧,加入石灰、精炼渣改制剂等造渣材料进行化渣，渣化开后用碳粉、硅铁粉3~5 kg /t进行脱氧，渣白后分批加入碳粉进一步脱氧，总用量2~4kg/t，白渣保持时间不少于15分钟，钢包精炼期加入钒铁，脱气前将成份调整进限，根据残铝含量决定喂铝丝量；步骤5:VD型钢包精炼炉:在温度≥1600°C条件下进入真空罐脱气，在< 0.5乇下保持时间> 12分钟,脱气后在线定氢、氧,控制HS 1.2ppm, O ^ IOppm,出钢前吹気弱搅拌时间^ 10分钟，氩气搅拌强度以渣面微动即可，出钢温度控制在1570-1580°C ； 步骤6:先连铸:大包第一炉温度1600-1610°C、连浇1570-1590°C，使用干式料中间包时，大包前两炉温度上调20°C，要求大包清洁，保证红包出钢；中间包温度1550°C~1560°C、拉速0.45~0.55m/min，中间包液面保持> 400mm净钢水量，严格执行全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中高碳钢用保护渣； 然后模铸:镇静时间> 5分钟，检测记录实际浇注温度，采用全程氩气保护浇注，保护渣使用中高碳钢用保护渣。所述的电路冶炼过程中，熔清五害元素控制范围为:熔清五害元素控制范围为:As ( 0.018%，Sn≤ 0.009%、Pb ( 0.006%、Sb ( 0.008%、Bi ( 0.006% 本专利技术解决了原冶炼工艺如下问题:(1)冶炼设备优化分工，各工序紧密衔接，冶炼时间都控制在I小时以内，提高了生产效率，降低了冶炼电耗吨钢280-320KWh/t，有利于连铸的生产组织；(2)电弧炉只熔化废钢和生铁，不配入返回合金钢，降低了合金烧损；(3)利用氩氧精炼炉去碳保铬的特点，使用高碳Cr铁代替低碳Cr铁降低了原材料成本；(4)钢包精炼炉仅用于成分微调和精炼，时间短、电耗低，提高了钢包内衬寿命I倍以上；(5)采用中频炉熔化合金和返回合金钢，不仅提高合金回收率，也减轻了钢包精炼的负担。【具体实施方式】实施例1: 一种H13钢的冶炼工艺，具体步骤如下: 步骤1:电炉冶炼:选择的炉料是由二级及二级以上废钢、生铁(或铁水)、海绵铁组成，熔清五害元素重量百分比控制范围为-As ( 0.018%，Sn ( 0.009%、Pb ( 0.006%、Sb ( 0.008%、Bi ( 0.006%，减少有害元素对产品后续性能的影响。开始氧化时候，C重量含量> 0.80%，氧化温度> 1550°C，脱碳量重量> 0.40%，保证有足够的脱碳量，有利于夹杂物的去除和物化反应升温。出钢条件时候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%,为精炼留足增碳和增磷空间，温度> 1630°C出钢，考虑到出钢过程中伴随有温降，出钢1/3重量时候，按顺序加入铝铁、预熔渣进行预脱氧，电炉功能简单化，只负责去碳脱磷；电炉冶炼时间缩短到I小时以内，降低炉衬消耗和冶炼电耗；避免电弧炉熔化返回合金钢，减轻合金烧损； 步骤2:中频感应炉冶炼:炉料由返回钢、高碳铬铁和钥铁等组成，使用高碳铬铁代替低碳铬铁降低原材料成本；利用AOD精炼炉脱碳保铬的特性，提高合金回收率，避免电炉冶炼中合金烧损大、精炼炉融化时间延长及采用高碳铬铁代替低碳铬铁降低生产成本，C重量含量在< 3.3%，在配料过程中考虑控制P的情况下尽量使用高碳合金(此种方法在传统工艺技术中不能采用)，炉料全熔后，钢液温度为1560°C~1580°C，开始观察炉内情况，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和萤石造新渣，然后取样，分析样回来后，在温度为1600~1630°C出钢，在此温度下合金液流动性较佳，中频炉熔化绝大部分铁合金，有效降低LF炉合金化过程中合金加入频次，提高工作效率，适应连铸生产需要，同时提高铁合金和返回料头中的合金元素的回收率；步骤3:氩氧精炼炉冶炼:钢包先接电炉钢水后到精炼炉接合金水，然后到氩氧炉兑钢，以氧和氮在3: I条件下，也就是氧气流量大约500~520m3 /h,氮气流量大约140~160m3 /h进行吹炼，在此期间补加石灰(300~400kg)及补加约150~250kg返回钢料头以控制温度，在C含量在0.30-0.35%使碳成分接近下限时，停止吹氧进入还原期，还原4-6分钟取样分析温度> 1630°C出钢，考虑到出钢过程温降，利用AOD精炼炉脱碳保铬的特性，提高合金回收率。； 步骤4:钢包精炼炉冶炼:精炼包到位，吹氩喂铝线1.5~2.5m/t，加入石灰、精炼渣改制剂等造渣材料进行化渣，渣化开后用碳粉、硅铁粉3~5 kg /t进行脱氧，渣白后分批加入碳粉进一步脱氧，总用量2~4kg/t，白渣保持时间不少于15分钟，钢包精炼期加入钒铁，脱气前将成份调整进限，根据残铝含量决定喂铝丝量保证脱氧的同时，有效控制铝含量，钢包精炼炉精确调整成分和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种H13钢的冶炼工艺，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：电炉冶炼：选择的炉料是由二级及二级以上废钢、生铁或者铁水、海绵铁组成，开始氧化时候，C重量含量≥0.80%，氧化温度≥1550℃，脱碳重量≥0.40%，出钢时候，C重量含量≥0.06%，?P重量含量≤0.005%，温度≥1630℃，出钢1/3重量时候，按顺序加入铝铁、预熔渣；步骤2：中频感应炉冶炼：选择的炉料由返回钢、高碳铬铁和钼铁等组成，C重量含量为0.50～0.8%，?炉料全熔后，钢液温度为1560℃～1580℃，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和萤石造新渣，然后取样，分析样回来后，在温度为1600～1630℃出钢；步骤3：氩氧精炼炉冶炼：钢包先接电炉钢水后到精炼炉接合金水，然后到氩氧炉兑钢，以氧和氮在3∶1条件下，也就是氧气流量500?520m3/h，氮气流量140～160m3/h进行吹炼，在此期间补加定量的石灰以及定量的返回钢以控制温度，在C重量含量在?0.30?0.35%时，停止吹氧进入还原期，还原4?6分钟取样分析，在≥1630℃条件下，出钢；步骤4：钢包精炼炉冶炼：精炼包到位，吹氩喂铝线1.5～2.5m/t脱氧，加入石灰、精炼渣改制剂等造渣材料进行化渣，渣化开后用碳粉、硅铁粉3～5㎏/t进行脱氧，渣白后分批加入碳粉进一步脱氧，总用量2～4kg/t，白渣保持时间不少于15分钟，钢包精炼期加入钒铁，脱气前将成份调整进限，根据残铝含量决定喂铝丝量；步骤5：VD型钢包精炼炉：在温度≥1600℃条件下进入真空罐脱气，在≤0.5乇下保持时间≥12分钟，脱气后在线定氢、氧，控制H≤1.2ppm，?O≤10ppm，出钢前吹氩弱搅拌时间≥10分钟，氩气搅拌强度以渣面微动即可，出钢温度控制在1570?1580℃；步骤6：先连铸：大包第一炉温度1600?1610℃、连浇1570?1590℃，使用干式料中间包时，大包前两炉温度上调20℃，要求大包清洁，保证红包出钢；中间包温度1550℃～1560℃、拉速0.45～0.55m/min，中间包液面保持≥400mm净钢水量，严格执行全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中高碳钢用保护渣；然后模铸：镇静时间≥5分钟，检测记录实际浇注温度，采用全程氩气保护浇注，保护渣使用中高碳钢用保护渣。...

【技术特征摘要】
1.一种H13钢的冶炼工艺，其特征在于:具体步骤如下: 步骤1:电炉冶炼:选择的炉料是由二级及二级以上废钢、生铁或者铁水、海绵铁组成，开始氧化时候，C重量含量≥0.80%,氧化温度≥15500C，脱碳重量≥0.40%,出钢时候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%，温度≤1630°C，出钢1/3重量时候，按顺序加入铝铁、预熔渣； 步骤2:中频感应炉冶炼:选择的炉料由返回钢、高碳铬铁和钥铁等组成，C重量含量为0.50~0.8%，炉料全熔后，钢液温度为1560°C~1580°C，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和萤石造新渣，然后取样，分析样回来后，在温度为1600~1630°C出钢； 步骤3:氩氧精炼炉冶炼:钢包先接电炉钢水后到精炼炉接合金水，然后到氩氧炉兑钢，以氧和氮在3: I条件下，也就是氧气流量500-520m3/h，氮气流量140~160m3/h进行吹炼，在此期间补加定量的石灰以及定量的返回钢以控制温度，在C重量含量在0.30-0.35%时，停止吹氧进入还原期，还原4-6分钟取样分析，在≥1630°C条件下，出钢；步骤4:钢包精炼炉冶炼:精炼包到位,吹IS喂招线1.5~2.5m/t脱氧,加入石灰、精炼渣改制剂等造渣材料进行化渣，渣化开后用碳粉、硅铁粉3~5 kg /t进行脱氧，渣白后分...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁跃峰，李荣昌，李开明，郭孟朝，赵东，商长明，
申请(专利权)人：中原特钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：