[发明专利]一种镧铈稀土合金模具钢冶炼工艺

说明书

本发明涉及一种镧铈稀土合金模具钢冶炼工艺,采用复合稀土的重量比为镧：铈=35：65；复合稀土加入量为每吨模具钢加入0.12‑0.15kg的复合稀土；复合稀土加入方式为在VD真空度小于等于0.67mbr保持到第18分钟时通过中间真空密封料仓加入到钢液中；加入复合稀土的条件是初炼出钢的碳重量百分比含量不低于0.05%；按照重量百分比精炼渣组成为CaO：0.47‑58%，Al₂O₃=25‑32%，SiO₂=8‑10%；VD前溶解氧不大于5ppm，最优控制在3.5ppm以下；VD前喂铝，VD后不喂铝，按照重量百分比控制铝含量为0.015‑0.025%,能够得到低氧含量、更加细化且均匀分布的夹杂物控制水平，细化的组织控制水平，并可提高材料性能，使普通模具钢冲击韧性提高30%，达到高品质模具钢的要求。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼中模具钢的复合稀土合金化冶炼工艺设计技术领域，具体涉及一种能够得到低氧含量、更加细化且均匀分布的夹杂物控制水平，细化的组织控制水平，并可以提高材料的性能，尤其是冲击韧性提高30%以上的镧铈稀土合金模具钢冶炼工艺。

背景技术

依托国内丰富的稀土资源，许多冶金研究院所和钢铁厂都在持续研究稀土在钢铁冶金中的应用。根据目前研究结果显示，稀土在钢中的主要作用是降低氧化物含量、纯净钢液、细化夹杂物和组织，并促使其均匀分布，从而最终提高钢的性能。目前已研究出多种稀土合金在不同的钢种上得到开发和应用，但要继续提高材料的品质和性能，原有的工艺技术已难以继续取得突破，因此，进一步研究稀土改善钢的性能十分有益，其中H13模具钢在原来的工艺技术基础上，研究适合应用的稀土种类、加入使用条件和后制造工艺技术，可以取得明显效果，因此急需设计一套提高冲击功的稀土应用到H13模具钢中的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种与常规的模具钢冶炼工艺要求不同，除使用专用比例的镧-铈复合稀土外，为完成稀土合金化，要求对初炼出钢、精炼渣组分、钢中溶解氧、铝含量进行特殊控制的镧铈稀土合金模具钢冶炼工艺。

本发明的目的是这样实现的：

一种镧铈稀土合金模具钢冶炼工艺，具体工艺过程如下：

采用的复合稀土的重量比为镧：铈=35：65；复合稀土的加入量为每吨模具钢加入0.12-0.15kg的复合稀土；复合稀土加入方式为在VD真空度小于等于0.67mbr保持到第18分钟时通过中间真空密封料仓加入到钢液中；加入复合稀土的条件是初炼出钢的碳重量百分比含量不低于0.05%；按照重量百分比精炼渣组成为CaO：0.47-58%，Al₂O₃=25-32%，SiO₂=8-10%；VD前溶解氧不大于5ppm，最优控制在3.5ppm以下；VD前喂铝，VD后不喂铝，按照重量百分比控制铝含量为0.015-0.025%。

所述工艺适用于H11、H13、1.2343、1.2344、1.2083、1.2316、718、136、P15、P20之一的合金模具钢，不适用于铝含量大于等于0.5%的高铝或需要钙处理的钢种。

所述模具钢钢种通过电弧炉、转炉、LF精炼、VD真空脱气、模铸或连铸浇注方式生产。

所述模具钢钢种在冶炼时所使用的原材料是钢铁水或废钢，同时使用成分元素中对应的合金。

本发明具有如下积极效果：

本发明确定了稀土的使用种类，即镧：铈=35：65的复合稀土；为获得最优的收复率和使用效果，发明了稀土的加入时机和加入量，即VD真空度在小于等于0.67mbr下保持到18分钟时通过中间真空密封料仓加入；稀土加入量为：加入量每吨钢0.12-0.15kg；