[發明專利]冶煉高潔凈度熱作模具鋼的電渣重熔方法

在審

• 申請號: 202210417705.8
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114672657A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 蔣琪;吳鋮川;王洪利;唐佳麗
• 申請（專利權）人: 成都先進金屬材料產業技術研究院股份有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅明理

本發明公開的是鋼鐵冶煉技術領域的一種冶煉高潔凈度熱作模具鋼的電渣重熔方法，電渣重熔渣系主要包括以下質量百分比的化學成分：CaF₂：60％～65％，Al₂O₃：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶煉過程包括以下步驟：首先按照配比稱取渣料，并對混好的渣料經過烘干處理，然后按照渣的質量分數為0.375％～0.450％的比例向渣中混入鋁粒，最后填充渣料并起弧冶煉，冶煉過程中，每隔一段時間加入鋁粒硅鈣粉進行脫氧。本發明通過添加適量的CaO和MgO，提高了渣系的堿度，加強了渣系的脫硫能力，混渣時加入適量的鋁粒和每隔一定時間加入定量的鋁粒可以在重熔過程中，生產穩定氧化物Al₂O₃，有效脫除氧元素，提高了熱作模具鋼電渣重熔成品的潔凈度，同時還降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種冶煉高潔凈度熱作模具鋼的電渣重熔方法。

背景技術

現階段我國主要應用的熱作模具鋼為國標H13(4Cr5MoSiV1)，H13系列鋼種是C-Cr-Mo-Si-V馬氏體熱作模具鋼，廣泛應用于制造熱擠壓模具、壓鑄模具、熱切邊模具、熱鍛模和熱沖壓模具等。在其使用過程種承受著磨損、熱疲勞、沖蝕、應力腐蝕、表面熱焊合等物理和化學作用，因此對其潔凈度和質量控制有著較高要求。目前，在工業傳統的冶煉工藝中，為了進一步獲得高潔凈度和組織均勻致密的鋼錠，采用電渣重熔工藝來降低鋼中有害元素和夾雜物。但是電渣重熔過程中一般采用“三七渣”即質量分數為30％的Al₂O₃和70％的CaF₂，其缺點是難以有效降低鋼液中氧、硫含量，去除夾雜物，同時由于渣中氟化鈣含量較多，在冶煉生產中容易揮發，污染大氣，同時使得渣成分發生變化，降低其穩定性。

發明內容

為克服現有熱作模具鋼電渣重熔存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種更加環保、高效的冶煉高潔凈度熱作模具鋼的電渣重熔方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

冶煉高潔凈度熱作模具鋼的電渣重熔方法，其特征是：冶煉用的電渣重熔渣系主要包括以下質量百分比的化學成分：CaF₂：60％～65％，Al₂O₃：20％～25％，CaO：5～10％，MgO：1～5％，冶煉過程包括以下步驟：

步驟一、冶煉前按照配比稱取渣料，并對混好的渣料經過烘干處理；

步驟二、烘烤后的渣系，按照渣的質量分數為0.375％～0.450％的比例向渣中混入鋁粒；

步驟三、填充渣料并起弧冶煉，將電渣重熔爐的電流控制在7500～12000A之間，保持電流的穩定，電流最大波動不超過700A，電壓控制在50～60V之間，電壓最大波動不超過10V；

步驟四、在電渣重熔過程中，每隔4～6分鐘加入質量分數為0.042％～0.052％的鋁粒和質量分數為0.021％～0.026％的硅鈣粉進行脫氧，熔速控制在4.5～6.0kg/min，冶煉時結晶器水溫控制在40～60攝氏度之間，冶煉完成后，進行退火取樣，得到低氧、低硫含量的熱作模具鋼電渣重熔成品。

進一步的是，冶煉用的電極棒母材主要包括以下質量百分比的化學成分：C：0.37％～0.43％，Si：0.90％～1.20％，Mn：0.30％～0.50％，P：≤0.020％，S：≤0.005％，Cr：4.95％～5.50％，Mo：1.20％～1.75％，V：0.90％～1.10％，余量的Fe和雜質。

進一步的是，在冶煉前需對電極棒進行滾磨處理，除去電極棒表面氧化鐵皮。

進一步的是，在步驟一中稱取渣料時，渣的質量為電渣重熔電極棒質量的9.5％～10％。