[发明专利]一种高碳低铝低氧切割钢丝用钢及其真空感应熔炼方法

说明书

本发明公开一种高碳低铝低氧切割钢丝用钢及其真空感应熔炼方法，化学成分按照质量百分比计包括：C0.9～0.94％，Si0.12～0.3％，Mn0.3～0.65％，Cr0.1～0.3％，Al≤0.004％，O≤0.003％，N≤0.0025％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。通过控制碳加入的顺序和时机、不同熔炼阶段的腔室气压、1540±5℃低温精炼，来达到使用真空感应炉氧化铝材质坩埚熔炼高碳低铝低氧的切割钢丝用钢的目的。

技术领域

本发明属于真空感应冶炼领域，特别涉及一种高碳低铝低氧切割钢丝用钢及其真空感应熔炼方法。

背景技术

切割钢丝又名切割钢线，是一种特制的硬脆材料，用于分割的线材，也是表面镀有锌铜的特种钢丝，隶属光伏耗材，用途广泛，可用于切割各种高精度硬脆产品，可充当多线锯的磨料载体。切割钢丝是特种钢丝，它集极好的稳定性、均匀性、高精度、高强度等众多特点于一身。

一些规格的切割钢丝在现代工业产品生产环节中起着不可替代的作用。如市场上的硅片切割线一般直径为60-120微米，为降低硅块耗损量，需要细规格高强度的耗材充当切割辅料。因此，超精细规格高强度的切割钢丝是硅片生产的必需品，在太阳能硅片切割生产中起到十分关键的作用。受全球新能源趋势影响，国内大型光伏电站基地的建设，硅片切割市场需求量供不应求，长远考虑，未来行业前景不可估量。

但是，用于生产切割钢丝的切割钢丝用钢，其核心生产技术都掌握在外国企业手中，而硅片切割的产能大部分集中于中国国内，从而使得切割钢丝用钢成为在国内销售的垄断型产品，造成国内切割线及硅片企业的生产成本增加。

为获得高强度等特性的同时，也需保证在拉拔工序的稳定，切割钢丝用钢一般都具有高碳低铝的特点，此外还要求很低的氧氮气体含量。而现阶段国内真空感应冶炼厂家通常采用氧化铝材质坩埚，若使用正常冶炼工艺进行切割钢丝用钢的熔炼时，则极易出现钢液中的碳与耐材中的氧化铝起置换反应，造成钢液增铝，甚至成分超标和报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高碳低铝低氧切割钢丝用钢及其真空感应熔炼方法，通过控制碳加入的顺序和时机、不同熔炼阶段的腔室气压、1540±5℃低温精炼，来达到使用真空感应炉氧化铝材质坩埚熔炼高碳低铝低氧的切割钢丝用钢的目的。

一种高碳低铝低氧切割钢丝用钢，化学成分按照质量百分比计包括：C0.9～0.94％，Si 0.12～0.3％，Mn 0.3～0.65％，Cr 0.1～0.3％，Al≤0.004％，O≤0.003％，N≤0.0025％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

上述高碳低铝低氧切割钢丝用钢的真空感应熔炼方法中，切割钢丝用钢采用真空感应炉氧化铝材质坩埚熔炼，包括化料期、熔炼期、精炼期、出钢浇铸；其中：

(1)化料期：随炉装入纯铁、金属铬、硅及0.1％的碳；抽空至熔炼室真空度值≤10Pa后，开始送电，对炉料加热化料；

(2)熔炼期：到炉料全部熔清时，往熔炼室充氩至(0.8～1)×10⁴Pa，补加碳至0.9～0.94％，搅拌2～4min；调温至1540±5℃，进入一次精炼期；

(3)精炼期：一次精炼期内，每精炼10min后搅拌2～4min，精炼期时长25～40min；取样分析，补充氩气至(2.5～3)×10⁴Pa，加入电解锰，搅拌2～4min后，进入二次精炼，时长为15～25min；取样分析，微调成分，搅拌2～4min后，调温至1600±5℃出钢浇铸。