[发明专利]一种生产低碳碳素钢标样用铸锭及其冶炼铸造方法

说明书

本发明公开一种生产低碳碳素钢标样用铸锭及其冶炼铸造方法，其中提供的生产低碳碳素钢标样用铸锭的冶炼铸造方法以经转炉+VD炉外精炼+连铸工艺生产的化学成分含量为以下的低碳碳素钢连铸圆坯为冶炼原料：碳0.17％～0.23％，硅0.15％～0.40％，锰0.60％～1.00％，硫≤0.010％，磷≤0.025％，[O]≤25ppm，[N]≤60ppm，余量为铁和不可避免的杂质，并对冶炼炉料进行两次抛丸处理、控制100kg真空中频感应炉内的真空度小于20Pa，以及待炉料完全熔化后加入稀土进行深脱氧、深脱硫，能够获得一种用于生产优质的低碳碳素钢标样的铸锭。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域中钢铁产品中试实验标样的冶炼技术领域，具体涉及一种生产低碳碳素钢标样用铸锭及其冶炼铸造方法。

背景技术

标准样品含义为参照物，实际上就是利用这种物质提供一个或多个测量值作为其他测量值是否准确的“标准值”，这种物质称为提供标准值的样品-标准样品(本文中简称标样)。碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢为碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。低碳碳素钢标样在实际生产中可以此作为钢铁产品化学成分检测分析的参考基准值，有了基准值才能准确分析钢铁产品化学成分含量，而低碳碳素钢标样用铸锭是用于生产(例如将铸锭经历热处理工艺)低碳碳素钢标样的基础。

本申请人已经利用真空中频感应炉冶炼铸造一种高碳钢标样(申请号为202211017483.7，以下称文献1)，其中采用100真空中频感应炉冶炼铸造获得一种用于生产高碳钢标样的铸锭，然而由于低碳钢和高碳钢在钢种、碳含量、氧含量、纯净度等方面存在差异，该文献1提供的用于冶炼铸造高碳钢标样(SWRH82B高碳钢标样)的方法并不适合用于冶炼铸造低碳碳素钢铸锭标样。因此，需要开发一种生产低碳碳素钢标样用铸锭的冶炼铸造方法。

发明内容

针对现有技术中存在的一个或多个问题，本发明一个方面提供一种生产低碳碳素钢标样用铸锭的冶炼铸造方法，其包括以下步骤：

(1)选取经转炉+VD炉外精炼+连铸工艺生产的低碳碳素钢连铸圆坯为冶炼原料，要求气体含量[O]≤25ppm，[N]≤60ppm；其中所述低碳碳素钢连铸圆坯的化学成分按照质量百分比计为：碳0.17％～0.23％，硅0.15％～0.40％，锰0.60％～1.00％，硫≤0.010％，磷≤0.025％，[O]≤25ppm，[N]≤60ppm，余量为铁和不可避免的杂质；

(2)将低碳碳素钢连铸圆坯轧制成钢板，并切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料；

(3)对冶炼炉料进行两次抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮，确保炉料表面光洁；

(4)将炉料装入100kg真空中频感应炉内，摆放好锭模、冒口，合上炉盖；

(5)对炉室进行抽真空至真空度小于20Pa；

(6)充入惰性氩气，充入氩气至0.05-0.07MPa时关闭充氩阀门；

(7)给电加热，功率控制在190-200kwh，待炉料完全熔化，加入稀土，进行深脱氧、深脱硫，待稀土元素充分熔化后，转功率为140-160kwh加热50-70min，促进温度、成份均匀，当钢水温度为1600℃±20℃时将钢水注入钢锭模铸成钢锭；和

(8)浇注结束后，保压50-70min后，破空充入空气，熔炼结束，取出钢锭，得到生产低碳碳素钢标样用铸锭。

在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述转炉+VD炉外精炼+连铸工艺包括：控制铁水温度1250℃以上，铁水0.4％≤Si≤0.8％，铁水P≤0.130％，氧枪为低-高-低三段式控制，出钢温度≥1600℃；VD深真空时间≥13min，软吹≥10min；全程保护浇注，拉速范围1.6m/min-1.8m/min，过热度控制≤30℃。