[发明专利]用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材的冶炼方法，属于钢铁冶金领域。所述适用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材的冶炼方法包括：电炉炼钢、LF炉精炼、VD真空脱气、保护浇注等步骤；本发明的方法通过调整LF渣的组成，调整合适的VD氩气软吹制度，保护浇注等方式可有效降低钢水中的夹杂物含量，提高电极棒母材的洁净度。采用本发明的方法制备的电极棒母材氧含量、夹杂物含量低，洁净度高，可有效解决现有用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材洁净度较低的问题。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及保护气氛电渣重熔H13钢，具体涉及一种用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材的冶炼方法。

背景技术

模具是工业生产的基础，被称为“工业之母”，模具钢生产水平的高低，已经成为了衡量一个国家制造业水平高低的重要指标，依托于模具钢生产的各类模具决定着产品质量及其经济效益。现阶段我国主要应用的热作模具钢为国标H13(4Cr5MoSiV1)，在实际生产中，由于H13合金元素较多，各元素在生产过程中容易发生氧化烧损，脱氧过程产生氧化夹杂物，会降低产品质量，因此其冶炼过程必须严格控制其氧含量。

电渣重熔作为二次精炼工艺的一种，可以有效地降低钢中有害元素的含量。目前国内主要采用电炉熔炼、LF炉外精炼、VD真空脱气、模铸和有保护气氛的电渣重熔工艺路线制备H13热作模具钢。要想进一步提高经电渣重熔后，H13热作模具钢的洁净度，必须提供低氧含量的电极棒母材。然而H13热作模具钢电渣重熔用电极棒母材冶炼仍存在一定的技术难题。目前，在工业传统的冶炼工艺中，存在着LF精炼脱氧效果不好、钢水含氧量高，脱氧成本高，VD真空脱气阶段夹杂物上浮不彻底、钢液中氧化系夹杂物较多，浇注阶段钢液被空气污染发生氧化等一系列的问题。

因此，针对现有的生产工艺的不足，需要找到一种用于保护气氛电渣重熔H13钢的氧含量低，洁净度高的电极棒母材的生产工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材洁净度较低，氧含量较高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材的冶炼方法，包括如下步骤：

a.电炉炼钢：取废钢、铁合金、结构件、增碳剂和生铁进行配料；将炉底垫石灰后装料，送电熔化；炉料全熔后吹氧，控制[C]含量为0.05-0.07％，[S]含量为0.04-0.07％，得到钢水；

b.LF炉精炼：加入直径为9-10mm的Al线100-110m/t炉；按照电极棒母材化学成分质量百分比：C 0.37-0.43％，Si 0.90-1.20％，Mn 0.30-0.50％，P≤0.020％，S≤0.005％，Cr4.95-5.50％，Mo 1.20-1.75％，V 0.90-1.1％，余量为Fe及不可避免杂质，微调合金成分，送电升温；加入Si-Ca合金粒20-30kg/炉，控制LF炉冶炼终点炉渣组成成分按质量百分比为：CaO45-55％，Al₂O₃20-22.5％，SiO₂8-12％，MgO 6-9％；控制钢水中[Al]含量为0.02-0.04％，吊包；

c.VD真空脱气：氩气软吹总时间为25-40min；先控制真空度≤67Pa，氩气流量为180-200L/min，保持10-20min；再控制真空度≤1000Pa，氩气流量为130-170L/min，保持15-20min；破空前1-2min，控制氩气流量为20-50L/min，破空后吊包；

d.浇注：在电极棒专用模具内进行保护浇注，浇注完成后自然冷却，得到用于保护气氛电渣重熔H13钢的电极棒母材。

上述步骤d中，所述保护浇注采用狭缝式氩气保护装置，并在保护装置的中注管上添加石棉保护套。

进一步的是，所述狭缝式氩气保护装置连接压力表，控制浇注过程中氩气压力为0.30-0.50MPa。