[發(fā)明專(zhuān)利]一種特殊鋼的冶煉方法及特殊鋼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910237553.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109762959B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅排先;劉宏偉;胡小強(qiáng);欒義坤;李殿中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C21C7/00
• 分類(lèi)號(hào): C21C7/00;C21C7/10;F27D27/00
• 代理公司: 北京煦潤(rùn)律師事務(wù)所 11522
• 代理人: 柴明英;梁永芳

本發(fā)明是關(guān)于一種特殊鋼的冶煉方法及特殊鋼，涉及鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域。主要采用的技術(shù)方案為：一種特殊鋼的冶煉方法包括熔煉金屬爐料、凝固金屬液、精煉、加入稀土、澆注的步驟。其中，熔煉金屬爐料：對(duì)金屬爐料進(jìn)行真空熔煉，使所述金屬爐料完全熔化成金屬液、并使所述金屬液沸騰第一設(shè)定時(shí)間。凝固金屬液：真空狀態(tài)下，使金屬液表面凝固第二設(shè)定時(shí)間。精煉：向金屬液中加入合金，進(jìn)行精煉。加入稀土：向所述精煉鋼液中加入稀土原料，保持沸騰第三設(shè)定時(shí)間。澆注：對(duì)加入稀土原料后的精煉鋼液進(jìn)行澆注處理。一種特殊鋼由上述的特殊鋼冶煉方法冶煉而成。本發(fā)明主要用于解決現(xiàn)有特殊鋼中的夾雜物尺寸較大、數(shù)量較多、以及純凈度不高的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種特殊鋼的冶煉方法及特殊鋼。

背景技術(shù)

中國(guó)是世界稀土資源大國(guó)，稀土儲(chǔ)量和產(chǎn)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它國(guó)家，如何在鋼中更好地利用稀土成為研究熱點(diǎn)。稀土具有較好的凈化鋼液、減少夾雜、細(xì)化晶粒的作用，從而能夠大大提高鋼水的純凈度。稀土在鋼中變質(zhì)夾雜物，以及對(duì)其形態(tài)、數(shù)量和尺寸大小的控制上具有較強(qiáng)的作用。此外，稀土在鋼中尚有微合金化、與低熔點(diǎn)有害夾雜反應(yīng)、捕氫及彌散強(qiáng)化等作用；同時(shí)具有改善鑄態(tài)組織、抑制晶粒長(zhǎng)大、影響組織轉(zhuǎn)變、改善材料熱塑性和熱強(qiáng)性、提高抗氫致脆性以及提高抗氧化性等功能。

特殊鋼是指具有特殊的化學(xué)成分(合金化)、采用特殊的工藝生產(chǎn)、具備特殊的組織和性能，能夠滿足特殊需要的鋼類(lèi)。與普通鋼相比，特殊鋼具有更高的強(qiáng)度和韌性、物理性能、化學(xué)相容性和工藝性能。常見(jiàn)的特殊鋼由軸承鋼、模具鋼、高強(qiáng)鋼、不銹鋼以及高溫合金等。近年來(lái)，隨著我國(guó)電力工業(yè)，核工業(yè)和石油化工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)特殊鋼的需求量越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)特殊鋼的純凈度要求越來(lái)越高。鋼錠或鑄坯是特殊鋼的先期產(chǎn)品，對(duì)提高特殊鋼的質(zhì)量尤為重要。

目前，特殊鋼主要存在兩類(lèi)關(guān)鍵問(wèn)題：偏析和夾雜。偏析主要表現(xiàn)為組織不均勻、元素分布不均勻，控制不當(dāng)將導(dǎo)致鍛件探傷不合格，甚至報(bào)廢。夾雜會(huì)促進(jìn)偏析的形成，同時(shí)大尺寸的夾雜會(huì)嚴(yán)重影響材料的性能。因此，對(duì)于特殊鋼而言，夾雜物控制(控制夾雜物形態(tài)、尺寸、分布)和低氧控制是本領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供一種特殊鋼的冶煉方法及特殊鋼，主要目的在于解決目前特殊鋼中的夾雜物尺寸較大、數(shù)量較多、以及純凈度不高的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種特殊鋼的冶煉方法，包括以下步驟：

熔煉金屬爐料：對(duì)金屬爐料進(jìn)行真空熔煉，使所述金屬爐料完全熔化成金屬液、并使所述金屬液沸騰第一設(shè)定時(shí)間；

凝固金屬液：真空狀態(tài)下，使金屬液表面凝固第二設(shè)定時(shí)間；

精煉：金屬液中加入合金，進(jìn)行精煉，得到精煉鋼液；

加入稀土：向所述精煉鋼液中加入稀土原料，保持沸騰第三設(shè)定時(shí)間；

澆注：對(duì)加入稀土原料后的精煉鋼液進(jìn)行澆注處理。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，在所述凝固金屬液的步驟之后、所述精煉的步驟之前，還包括二次熔化：將表面凝固的金屬液加熱熔化。

優(yōu)選的，所述熔煉金屬爐料、凝固金屬液、精煉、加入稀土的步驟均在真空熔煉爐中進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述真空熔煉爐為真空感應(yīng)爐或真空電爐。

優(yōu)選的，在所述金屬爐料的熔化過(guò)程中：真空度控制為0.01-600Pa；當(dāng)金屬液飛濺劇烈時(shí)，將真空度控制為150-600Pa；和/或

所述金屬爐料的熔化時(shí)間大于20min。