[发明专利]低氧、氢含量高锰钢的生产方法

权利要求书

1.一种低氧、氢含量高锰钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)打结坩埚：将透气砖按要求安装在系统底部，然后使用炉衬材料和模具打结坩埚，干燥烧结；

所述透气砖，以重量份为单位，包括以下原料：颗粒半径为1.62-2.31mm的镁橄榄石砂30-42份、颗粒半径为1.08-1.62mm的镁橄榄石砂12-18份、颗粒半径为0.83-1.08mm的镁橄榄石砂18-26份、颗粒半径为1.34-1.98mm的电熔镁砂10-16份、颗粒半径为0.92-1.34mm的电熔镁砂5-9份、颗粒半径为0.75-0.92mm的电熔镁砂7-12份、颗粒半径为1.56-2.08mm的刚玉砂12-18份、颗粒半径为1.12-1.56mm的刚玉砂4-7份、硅酸镁水泥5-8份、颗粒半径为1.03-3.16nm的硅酸钠3-5份、高锰酸钠4-8份、防爆外加剂0.2-0.5份、聚羧酸分散减水剂0.4-0.9份、水10-15份；

所述三种不同颗粒半径的镁橄榄石砂MgO：≥43.46％；SiO₂：36.81-39.72％；

所述三种不同颗粒半径的电熔镁砂MgO：≥98.12％；

所述两种不同颗粒半径的刚玉砂Al₂O₃：≥97.43％；

所述防爆外加剂为防爆纤维，以聚丙烯为原材料，纤度为10-18旦尼尔，长度为3.21-6.02mm；

所述透气砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、配料：按前述组分及重量份数配制原料；

S2、预混：将步骤S1配制好的原料置入预混装置内，在转速为200-300r/min下搅拌20-25min，制得预混料；

S3、振动成型：将步骤S2制得的预混料移入模具中，利用液压机在100-120MPa下成型，制得透气砖生坯；

S4、带模养护：将步骤S3制得的透气砖生坯置于35-45℃下，带模具养护4-8h；

S5、脱模：待步骤S4带模具养护完成后，在常温下脱模，制得透气砖坯体；

S6、养护：将步骤S5制得的透气砖坯体置于30-32℃下养护20-30h；

S7、烘烤：将步骤S6养护完成后的透气砖坯体置于400-500℃下烘烤3-5天，烘烤完成后制得透气砖成品；

(2)根据感应电炉容积大小设计制造气体扩散器，气体扩散器由铬、镁质或刚玉质耐火材料以液压式高温烘烤成型，气体扩散器其粒度设计为能使气流最佳化并具有抗金属穿透性；

(3)将气体扩散器安装在感应炉底部中心，连接吹氩气系统，吹氩气系统由氩气瓶、减压阀、流量调节器、耐压橡胶管、活接头顺序连接组成；

(4)准备材料：按铸钢水的化学成分要求，称量好熔炼铸钢水的各种材料，备用；

(5)加料熔炼：将准备好的材料逐步投入炉中熔炼，当炉料熔化形成熔池时，即铸钢水覆过炉底30.6cm时，开始打开流量调节器吹注氩气，氩气经过透气砖参与铸钢水熔炼过程，随着熔炼继续，吹氩气的压力和流量随着铸钢水的增加而增加，具体控制过程如下：前8-13min，吹氩气压力控制在6.2-6.4kg，氩气流量控制在16-17L/min；第14-20min，吹氩气压力控制在6.5-6.7kg，氩气流量控制在17.1-17.3L/min；第21-30min，吹氩气压力控制在6.8-7kg，氩气流量控制在17.4-17.6L/min；在第31min开始时，向铸钢水表面覆盖造渣材料，所述造渣材料，以重量份为单位，包括以下原料：活性白土粉25-53份、滑石粉7-13份、坡缕石粉10-16份、蒙脱石粉4-6份、生石灰粉32-64份、氟石粉9-15份、矿棉5-8份、粘合剂1-2份；

所述活性白土粉原料的质量指标为：SiO₂：59.16-62.34％；Al₂O₃：17.24-18.36％；MgO：3.61-5.44％；CaO：1.65-2.09％；粒度为800-1000目；

所述滑石粉原料的质量指标为：SiO₂：58.34-62.01％；MgO：27.52-31.36％；粒度为1200-1300目；

所述坡缕石粉原料的质量指标为：SiO₂：52.68-56.96％；MgO：23.83-27.19％；粒度为1000-1100目；

所述蒙脱石粉原料的质量指标为：SiO₂：55.17-65.28％；Al₂O₃：12.31-25.43％；粒度为800-1000目；

所述生石灰粉原料的质量指标为：CaO：≥96.32％；粒度为600-800目；

所述氟石粉原料的质量指标为：CaF₂：≥72.36％；粒度为600-800目；

所述造渣材料添加量为0.91-0.98kg/t.s；第31-52min，吹氩气压力控制在6.3-6.5kg，氩气流量控制在17.2-17.4L/min；直至炉料熔清，取样分析炉内成分；

(6)调整化学成分：根据取样分析结果，计算和加入调整材料至全部熔化；

(7)炉内镇静：炉内铸钢液达到要求温度后停电镇静，继续吹氩气，使铸钢液均温均质，杂质、气体充分上浮，与液面造渣材料结合；

(8)控温出钢：控制温度，出钢浇注，制得低氧、氢含量高锰钢，采用光谱分析，所述的低氧、氢含量高锰钢，按质量百分含量计，包括以下成分：0.75-1.76％的C、22.0-30.0％的Mn、0.1-0.8％的Si、0.021-0.043％的P、0.016-0.035％的S、0.07-2.5％的Cr、0.52-2.3％的Mo、0.01-1.34％的Ni、0.03-1.5％的Cu、0.01-0.2％的Nb、0.032-0.083％的Al、0.0006-0.0010％的O、0.00014-0.00042％的H，其余微量元素含量≤0.82％，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的低氧、氢含量高锰钢的生产方法，其特征在于，步骤(6)中所述的低氧、氢含量高锰钢，按质量百分含量计，包括以下成分：1.46％的C、28.64％的Mn、0.72％的Si、0.036％的P、0.028％的S、2.19％的Cr、1.57％的Mo、0.91％的Ni、1.02％的Cu、0.12％的Nb、0.058％的Al、0.0006％的O、0.00026％的H，其余微量元素含量为0.61％，余量为Fe。