一種h13鋼的冶煉工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋼材冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種H13鋼的冶煉工藝，依次經(jīng)過電路冶煉、中頻感應(yīng)爐冶煉、氬氧精煉爐冶煉、鋼包精煉爐冶煉、VD型鋼包精煉爐、以及連鑄和鑄模，冶煉設(shè)備優(yōu)化分工，各工序緊密銜接，冶煉時間都控制在1小時以內(nèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了冶煉電耗噸鋼280-320KWh/t，有利于連鑄的生產(chǎn)組織；（2）電弧爐只熔化廢鋼和生鐵，不配入返回合金鋼，降低了合金燒損；（3）利用氬氧精煉爐去碳保鉻的特點，使用高碳Cr鐵代替低碳Cr鐵降低了原材料成本；（4）鋼包精煉爐僅用于成分微調(diào)和精煉，時間短、電耗低，提高了鋼包內(nèi)襯壽命1倍以上；（5）采用中頻爐熔化合金和返回合金鋼，不僅提高合金回收率，也減輕了鋼包精煉的負擔(dān)。
【專利說明】—種H13鋼的冶煉工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼材冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種H13鋼的冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]H13鋼是從美國引進的中碳合金熱作模具鋼，該材料因服役條件十分惡劣，要求具有高的淬透性、韌性、耐磨性和耐冷熱疲勞性等性能。目前國內(nèi)主要采用電弧爐冶煉、LF真空精煉精煉、模鑄、電渣重熔或相關(guān)冶煉工藝路線生產(chǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的冶煉工藝存在如下問題:(1)普通功率電爐、鋼包精煉冶煉周期長、電耗高，嚴重影響電爐爐襯和鋼包內(nèi)襯的使用壽命、用電成本、鋼液夾雜物含量控制及連鑄生產(chǎn)組織；(2)采用電爐配入返回合金鋼，Cr、Mn等合金燒損量大，返回合金鋼鋼合金元素的回收率低；(3)由于鋼包精煉沒有脫碳的功能，鋼包精煉配入Cr鐵時只能選用低碳、中碳Cr鐵，原材料成本升高；(4)生產(chǎn)過程中不可控制因素多，致使?fàn)t與爐之間化學(xué)成分波動較大。
[0004]以上問題的存在致使H13鋼冶煉工藝已不能適應(yīng)低成本、快節(jié)奏的冶煉生產(chǎn)實際的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種生產(chǎn)效率高，有效縮短H13鋼冶煉流程、降低 生產(chǎn)成本的H13鋼的冶煉工藝。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種H13鋼的冶煉工藝，具體步驟如下:
步驟1:電爐冶煉:選擇的爐料是由二級及二級以上廢鋼、生鐵或者鐵水、海綿鐵組成，開始氧化時候，C重量含量≥0.80%,氧化溫度≥15500C，脫碳重量≥0.40%,出鋼時候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%，溫度≥1630°C，出鋼1/3重量時候，按順序加入鋁鐵、預(yù)熔渣；
步驟2:中頻感應(yīng)爐冶煉:選擇的爐料由返回鋼、高碳鉻鐵和鑰鐵等組成，C重量含量為
0.50~0.8%，爐料全熔后，鋼液溫度為1560°C~1580°C，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和螢石造新渣，然后取樣，分析樣回來后，在溫度為1600~1630°C出鋼；
步驟3:氬氧精煉爐冶煉:鋼包先接電爐鋼水后到精煉爐接合金水，然后到氬氧爐兌鋼，以氧和氮在3: 1條件下，也就是氧氣流量500-520m3/h，氮氣流量140~160m3/h進行吹煉，在此期間補加定量的石灰以及定量的返回鋼以控制溫度，在C重量含量在
0.30-0.35%時，停止吹氧進入還原期，還原4-6分鐘取樣分析，在≥1630°C條件下，出鋼；步驟4:鋼包精煉爐冶煉:精煉包到位,吹IS喂招線1.5~2.5m/t脫氧,加入石灰、精煉渣改制劑等造渣材料進行化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘，鋼包精煉期加入釩鐵，脫氣前將成份調(diào)整進限，根據(jù)殘鋁含量決定喂鋁絲量；步驟5:VD型鋼包精煉爐:在溫度≥1600°C條件下進入真空罐脫氣，在< 0.5乇下保持時間> 12分鐘,脫氣后在線定氫、氧,控制HS 1.2ppm, O ^ IOppm,出鋼前吹気弱攪拌時間^ 10分鐘，氬氣攪拌強度以渣面微動即可，出鋼溫度控制在1570-1580°C ；
步驟6:先連鑄:大包第一爐溫度1600-1610°C、連澆1570-1590°C，使用干式料中間包時，大包前兩爐溫度上調(diào)20°C，要求大包清潔，保證紅包出鋼；中間包溫度1550°C~1560°C、拉速0.45~0.55m/min，中間包液面保持> 400mm凈鋼水量，嚴格執(zhí)行全過程保護澆鑄，結(jié)晶器保護渣使用中高碳鋼用保護渣；
然后模鑄:鎮(zhèn)靜時間> 5分鐘，檢測記錄實際澆注溫度，采用全程氬氣保護澆注，保護渣使用中高碳鋼用保護渣。
[0007]所述的電路冶煉過程中，熔清五害元素控制范圍為:熔清五害元素控制范圍為:As ( 0.018%，Sn≤ 0.009%、Pb ( 0.006%、Sb ( 0.008%、Bi ( 0.006%
本發(fā)明解決了原冶煉工藝如下問題:(1)冶煉設(shè)備優(yōu)化分工，各工序緊密銜接，冶煉時間都控制在I小時以內(nèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了冶煉電耗噸鋼280-320KWh/t，有利于連鑄的生產(chǎn)組織；(2)電弧爐只熔化廢鋼和生鐵，不配入返回合金鋼，降低了合金燒損；(3)利用氬氧精煉爐去碳保鉻的特點，使用高碳Cr鐵代替低碳Cr鐵降低了原材料成本；(4)鋼包精煉爐僅用于成分微調(diào)和精煉，時間短、電耗低，提高了鋼包內(nèi)襯壽命I倍以上；(5)采用中頻爐熔化合金和返回合金鋼，不僅提高合金回收率，也減輕了鋼包精煉的負擔(dān)。
【具體實施方式】
[0008]實施例1:
一種H13鋼的冶煉工藝，具體步驟如下:
步驟1:電爐冶煉:選擇的爐料是由二級及二級以上廢鋼、生鐵(或鐵水)、海綿鐵組成，熔清五害元素重量百分比控制范圍為-As ( 0.018%，Sn ( 0.009%、Pb ( 0.006%、Sb ( 0.008%、Bi ( 0.006%，減少有害元素對產(chǎn)品后續(xù)性能的影響。開始氧化時候，C重量含量> 0.80%，氧化溫度> 1550°C，脫碳量重量> 0.40%，保證有足夠的脫碳量，有利于夾雜物的去除和物化反應(yīng)升溫。出鋼條件時候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%,為精煉留足增碳和增磷空間，溫度> 1630°C出鋼，考慮到出鋼過程中伴隨有溫降，出鋼1/3重量時候，按順序加入鋁鐵、預(yù)熔渣進行預(yù)脫氧，電爐功能簡單化，只負責(zé)去碳脫磷；電爐冶煉時間縮短到I小時以內(nèi)，降低爐襯消耗和冶煉電耗；避免電弧爐熔化返回合金鋼，減輕合金燒損；
步驟2:中頻感應(yīng)爐冶煉:爐料由返回鋼、高碳鉻鐵和鑰鐵等組成，使用高碳鉻鐵代替低碳鉻鐵降低原材料成本；利用AOD精煉爐脫碳保鉻的特性，提高合金回收率，避免電爐冶煉中合金燒損大、精煉爐融化時間延長及采用高碳鉻鐵代替低碳鉻鐵降低生產(chǎn)成本，C重量含量在< 3.3%，在配料過程中考慮控制P的情況下盡量使用高碳合金(此種方法在傳統(tǒng)工藝技術(shù)中不能采用)，爐料全熔后，鋼液溫度為1560°C~1580°C，開始觀察爐內(nèi)情況，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和螢石造新渣，然后取樣，分析樣回來后，在溫度為1600~1630°C出鋼，在此溫度下合金液流動性較佳，中頻爐熔化絕大部分鐵合金，有效降低LF爐合金化過程中合金加入頻次，提高工作效率，適應(yīng)連鑄生產(chǎn)需要，同時提高鐵合金和返回料頭中的合金元素的回收率；步驟3:氬氧精煉爐冶煉:鋼包先接電爐鋼水后到精煉爐接合金水，然后到氬氧爐兌鋼，以氧和氮在3: I條件下，也就是氧氣流量大約500~520m3 /h,氮氣流量大約140~160m3 /h進行吹煉，在此期間補加石灰(300~400kg)及補加約150~250kg返回鋼料頭以控制溫度，在C含量在0.30-0.35%使碳成分接近下限時，停止吹氧進入還原期，還原4-6分鐘取樣分析溫度> 1630°C出鋼，考慮到出鋼過程溫降，利用AOD精煉爐脫碳保鉻的特性，提高合金回收率。；
步驟4:鋼包精煉爐冶煉:精煉包到位，吹氬喂鋁線1.5~2.5m/t，加入石灰、精煉渣改制劑等造渣材料進行化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘，鋼包精煉期加入釩鐵，脫氣前將成份調(diào)整進限，根據(jù)殘鋁含量決定喂鋁絲量保證脫氧的同時，有效控制鋁含量，鋼包精煉爐精確調(diào)整成分和出鋼溫度，縮短鋼包精煉爐冶煉時間，提高鋼包精煉爐內(nèi)襯使用壽命;
步驟5:VD型鋼包精煉爐:在溫度> 1600°C條件下進入真空罐脫氣，考慮到抽氣過程中有一定的溫降，<0.5乇條件下，保持時間> 12分鐘。保證脫氣時間，脫氣后在線定氫、氧，控制H≤1.2ppm, 0 ≤ IOppm,出鋼前吹氬弱攪拌時間> 10分鐘，氬氣攪拌強度以渣面微動即可，出鋼溫度控制在1570-1580°C在此溫度下，可以保證連鑄正常進行；
步驟6:先連鑄:考慮到大包第一爐中間包未處于熱穩(wěn)定狀態(tài)，大包第一爐溫度1600-1610°C (相應(yīng)的鋼包進入VD型鋼包精煉爐溫度也要升高)、熱穩(wěn)定后連澆1570-1590°C，使用干式料中間包時，考慮到中間包未熱穩(wěn)定，大包前兩爐溫度上調(diào)20°C，要求大包清潔，保證紅包出鋼；中間包溫度1550°C~1560°C防止鋼水降溫、拉速0.45~
0.55m/min保證連鑄的連續(xù)性和質(zhì)量穩(wěn)定，中間包液面保持> 400mm凈鋼水量防止卷渣，嚴格執(zhí)行全過程保護澆鑄，結(jié)晶器保護渣使用中高碳鋼用保護渣，防止鋼液吸氣；
然后模鑄:鎮(zhèn)靜時間> 5分鐘，夾雜物充分上浮檢，測記錄實際澆注溫度，防止溫度過高和過低；采用全程氬氣保護澆注，保護渣使用中高碳鋼用保護渣防止鋼液吸氣。
【權(quán)利要求】
1.一種H13鋼的冶煉工藝，其特征在于:具體步驟如下: 步驟1:電爐冶煉:選擇的爐料是由二級及二級以上廢鋼、生鐵或者鐵水、海綿鐵組成，開始氧化時候，C重量含量≥0.80%,氧化溫度≥15500C，脫碳重量≥0.40%,出鋼時候，C重量含量≥0.06%, P重量含量≤0.005%，溫度≤1630°C，出鋼1/3重量時候，按順序加入鋁鐵、預(yù)熔渣； 步驟2:中頻感應(yīng)爐冶煉:選擇的爐料由返回鋼、高碳鉻鐵和鑰鐵等組成，C重量含量為0.50~0.8%，爐料全熔后，鋼液溫度為1560°C~1580°C，若渣量大，扒出部分渣，加入石灰和螢石造新渣，然后取樣，分析樣回來后，在溫度為1600~1630°C出鋼； 步驟3:氬氧精煉爐冶煉:鋼包先接電爐鋼水后到精煉爐接合金水，然后到氬氧爐兌鋼，以氧和氮在3: I條件下，也就是氧氣流量500-520m3/h，氮氣流量140~160m3/h進行吹煉，在此期間補加定量的石灰以及定量的返回鋼以控制溫度，在C重量含量在0.30-0.35%時，停止吹氧進入還原期，還原4-6分鐘取樣分析，在≥1630°C條件下，出鋼；步驟4:鋼包精煉爐冶煉:精煉包到位,吹IS喂招線1.5~2.5m/t脫氧,加入石灰、精煉渣改制劑等造渣材料進行化渣，渣化開后用碳粉、硅鐵粉3~5 kg /t進行脫氧，渣白后分批加入碳粉進一步脫氧，總用量2~4kg/t，白渣保持時間不少于15分鐘，鋼包精煉期加入釩鐵，脫氣前將成份調(diào)整進限，根據(jù)殘鋁含量決定喂鋁絲量； 步驟5:VD型鋼包精煉爐:在溫度≥1600°C條件下進入真空罐脫氣，在< 0.5乇下保持時間> 12分鐘,脫氣后在線定氫、氧,控制HS 1.2ppm, O ^ IOppm,出鋼前吹気弱攪拌時間^ 10分鐘，氬氣攪拌強度以渣面微動即可，出鋼溫度控制在1570-1580°C ； 步驟6:先連鑄:大包第一爐溫度1600-1610°C、連澆1570-1590°C，使用干式料中間包時，大包前兩爐溫度上調(diào)20°C，要求大包清潔，保證紅包出鋼；中間包溫度1550°C~1560°C、拉速0.45~0.55m/min，中間包液面保持> 400mm凈鋼水量，嚴格執(zhí)行全過程保護澆鑄，結(jié)晶器保護渣使用中高碳鋼用保護渣； 然后模鑄:鎮(zhèn)靜時間> 5分鐘，檢測記錄實際澆注溫度，采用全程氬氣保護澆注，保護渣使用中高碳鋼用保護渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H13鋼的冶煉工藝，其特征在于:所述的電路冶煉過程中，熔清五害元素控制范圍為:熔清五害元素控制范圍為:As ( 0.018%，Sn≤0.009%、Pb ( 0.006%、Sb ( 0.008%、Bi ( 0.006%。
【文檔編號】C21C7/06GK103642976SQ201310592940
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】祁躍峰, 李榮昌, 李開明, 郭孟朝, 趙東, 商長明 申請人:中原特鋼股份有限公司