[发明专利]一种铸钢件用钢水生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料精炼技术领域，具体是一种铸钢件用钢水生产方法。

背景技术

铸造是制造业的基础，也是国民经济的基础产业，从汽车、机床，到航空、航天、国防以及人们的日常生活，如建筑五金、家用电器等都需要铸件；我国铸件总产量到2013年底已连续10年居世界首位；从2004年到2013年的10年间，我国铸件产量以平均每年10.9％的速度增加，我国2013年铸件总产量已达5000万吨。我国目前每年铸件出口总量约占铸件总产量的10%左右，此数字仅是单纯的铸件出口，而未包括经加工组装在整机中的铸件量；加入WTO以来，我国汽车零部件（包括铸件）的出口增长势头极佳，年均增长率约70%，铸件的进口数量，约占我国铸件出口量的不足1.5％，只有极少数高端铸件需要进口，如飞机发动机高温叶片、核电设备中的关键铸件。原来一些需要进口的铸件，如大型水电设备的转轮铸件、汽轮机缸体铸件、汽车发动机铸件等，现在我国可以制造，不需要进口。

随着铸钢件出口数量增加，其引起的质量问题也是层出不穷，尤其是铸件质量不稳定，废品率较高，给铸件的成本及交货期造成不良影响。炼钢技术飞速发展，但是因为铸钢件用钢水冶炼生产规模相比钢铁产量比较来讲，产量比重较小，很多先进的炼钢工艺控制技术并未应用到铸钢件用钢水生产上来，或者应用较少，造成钢水质量不稳定，极易给铸件造成质量问题，有必要对铸钢件用钢水生产做一系统的质量控制；现有的铸钢件用钢水生产，只对某一方面提出了要求，如原材料、残余元素的的控制等，对于详细的控制范围及控制原则没有做详细的说明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铸钢件用钢水生产方法。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种铸钢件用钢水生产方法，包括以下步骤：

1）初炼钢生水生产

向电弧炉中加入金属料，组成的重量百分比为：铁水70-90%，其余为废钢，且将钢水中的砷、铅、锡、锑和铋五元素的总重量百分比控制在0.05%以内，将钢水中的铬、镍和铜三元素的总重量百分比控制在0.1%以内，电弧炉产生的电弧热温度为3000℃以上；采用偏心炉底出钢技术进行出钢，通过偏心炉底出钢技术进行出钢可保证无渣出钢，有效减少渣中磷及各类氧化物夹渣进入钢水，提高钢水质量；在出钢过程中加入铝和精炼渣，便于去除氧化物夹杂，提高钢水纯净度，控制渣中磷的重量百分比小于0.010%；

2）炉外精炼

采用交流电弧加热钢水，依次完成钢水脱氧、钢水脱硫、微调钢水成分和降低钢水中夹杂物四部钢水冶炼工序，在钢水脱氧工序中需控制氧的重量百分比小于0.003%，在钢水脱硫工序中需控制硫的重量百分比小于0.005%，在微调钢水成分工序中加入少量合金，在降低钢水中夹杂物工序中加入硅钙合金，加入硅钙合金可改变夹杂物形态；

3）真空脱气精炼

采用机械真空泵和水环泵真空系统工作方式对步骤（2）中的钢水进行真空脱气精炼，采用机械真空泵和水环泵真空系统工作方式，具有能耗低、启动速度快、工作稳定、真空度高等优点；将步骤（2）中的钢水放置在真空环境中，且真空气压控制在67Pa以内，放置时间不低于15min，同时输入氩气，当钢水中氢的重量百分比小于0.0002%时停止氩气的输入，输入氩气有利于钢水脱氮、脱氢和脱氧；进行真空脱气精炼，进一步吹氧脱碳、脱氢和去除夹杂，可精确微调钢水成份，提高钢水纯净度，以满足高质量钢水的要求。

本发明的有益效果：一种铸钢件用钢水生产方法通过原材料质量控制、生产工艺改进、成分优化、脱氧方式的改进及夹杂物控制技术让钢水质量大为提高，有效提高铸钢件的质量，降低废品率，从而降低铸件的生产成本。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

一种铸钢件用钢水生产方法，包括以下步骤：

1）初炼钢生水生产

向电弧炉中加入金属料，组成的重量百分比为：铁水70-90%，其余为废钢，且将钢水中的砷、铅、锡、锑和铋五元素的总重量百分比控制在0.05%以内，将钢水中的铬、镍和铜三元素的总重量百分比控制在0.1%以内，电弧炉产生的电弧热温度为3000℃以上；采用偏心炉底出钢技术进行出钢，通过偏心炉底出钢技术进行出钢可保证无渣出钢，有效减少渣中磷及各类氧化物夹渣进入钢水，提高钢水质量；在出钢过程中加入铝和精炼渣，便于去除氧化物夹杂，提高钢水纯净度，控制渣中磷的重量百分比小于0.010%；

2）炉外精炼