[發明專利]一種合金鋼真空感應熔煉脫硫工藝

在審

• 申請號: 202210006687.4
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114317891A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 任超群
• 申請（專利權）人: 任超群
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C7/10
• 代理公司: 無錫智麥知識產權代理事務所(普通合伙) 32492
• 代理人: 宋春榮

本發明公開了一種合金鋼真空感應熔煉脫硫工藝，該工藝的步驟包括備料?裝料?熔化?精煉?脫氧?脫硫，其特點在于：脫硫步驟的操作過程包括：將鋼液溫度降至1540～1560℃，并向爐內充入氬氣至壓力達到60～80KPa后，加入脫硫合金和預熔渣，熔融后攪拌脫硫。與現技術相比，本發明的脫硫工藝可以采用常規原料及氧化鎂坩堝生產硫含量低于10ppm的高強鋼、高純凈不銹鋼、高純凈模具鋼，無需挑選使用低硫的原料、氧化鈣坩堝，具有成本低、操作簡單的特點。

技術領域

本發明屬于合金鋼脫硫領域，具體一種合金鋼真空感應熔煉脫硫工藝。

背景技術

硫元素對于大部分鋼種，均視為雜質元素，鋼種硫元素含量高、硫化物夾雜增多，會降低材料的沖擊韌性和耐腐蝕性。所以在生產此類型鋼時，要求對硫元素的控制，越低越好。

根據市場需求，目前高強鋼、高純凈不銹鋼、高純凈模具鋼均采用真空感應熔煉+真空自耗重熔的熔煉工藝進行生產。由于真空自耗重熔不能像電渣重熔一樣具有脫硫能力，真空感應熔煉脫硫效果差，行業內按照雙真空的熔煉工藝生產此類材料時，均采用挑選低硫原料的手段進行控制成品硫含量。但是低硫原料價格昂貴，導致該方法生產的材料成本高。所以如何在真空感應熔煉時進行脫硫是一個主要研究方向。

公布號為CN112626313A的專利申請公開了一種不銹鋼焊材熔煉脫硫的方法，熔煉過程中采用預制的氧化鈣坩堝，精選冶煉原材料，包括純鐵、金川鎳、高純金屬鉻、金屬硅、電解錳，純鐵表面酸洗除銹，原材料烘干加入到坩堝中，鋼錠模和保溫冒及澆杯高溫烘干放入爐膛中，該不銹鋼鑄錠含稀土鑭按質量分數計≤0.03％。采用ZG-0.025型真空感應熔煉爐熔煉308L不銹鋼鑄錠，其工藝參數為：抽真空至0.01Pa，18kW：20min；28kW直到熔化；真空度0.05Pa，精煉15min，電磁攪拌；利用原材料中的碳進行預脫氧；真空下降低功率至5kW冷凍放氣，3min：冷凍放氣，再升高功率至20kW，反復3次；依次關閉擴散泵、羅茨泵和機械泵，真空下充入高純氬氣至真空度1.5×10³Pa，15kW，加入脫氧元素稀土鑭和硅及易揮發元素錳，電磁攪拌；降低功率至10kW，澆注，冷卻取出鑄錠，切除冒口。該方法需要經過反復冷凍放氣處理，操作較為復雜，且氧化鈣坩堝存在易水化、易開裂的缺點。

公布號為CN102534122A的專利申請公開了一種低合金高強度鋼的超純凈熔煉方法，真空感應熔煉的具體過程為：(1)熔煉的坩堝50kgCaO成型坩堝，CaO純度≥98.5wt％；(2)合金原料：按照成分的要求，工業純Fe、多晶硅、金屬錳和金屬鉻等鋼的組成元素以及脫氧、脫硫劑。此步驟中，脫氧、脫硫劑為Si-Ca中間合金：Si：25wt％，Ca75wt％。(3)合金裝爐：將主原料Fe、Cr、Si裝入坩堝，Mn及脫氧、脫硫劑裝入合金加料斗不同格中；(4)合金熔化：合爐抽真空至小于1Pa開始送電，先在40KW保溫5分鐘，后60KW至化清；(5)合金精煉：合金化清后，在45KW下5分鐘升溫至1710℃，20KW保溫20分鐘精煉；(6)合金冷凝：精煉完停電冷凝至合金熔點以下(鋼液表面凝固，翻動坩堝無鋼液流動)；(7)合金終脫氧、脫硫：關閉真空閥門，通入氬氣保護，將冷凝的鋼液送電50KW至化清，降功率至20KW加脫氧、脫硫劑，40KW攪拌1分鐘，繼續20KW保溫，同時抽真空(真空度小于1Pa)10分鐘，以去處多余的脫氧、脫硫劑(鋼液表面氧化膜完全沖開，達到無膜狀態)。此步驟中，脫氧、脫硫劑為Si-Ca中間合金：Si：25wt％，Ca：75wt％。(8)合金澆注：停電降溫，待鋼液停止流動時送電50KW，調整溫度澆注，S含量可降至24～30ppm。該方法需要采用高純度氧化鈣坩堝，脫硫時需要高真空度(小于1Pa)。