CN102010930B - 一种镜面塑料模具钢的冶炼方法 - Google Patents

一种镜面塑料模具钢的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镜面塑料模具钢的冶炼方法，它是采用EBT电炉+LF炉+VD冶炼镜面塑料模具钢，其特征是：EBT电炉冶炼出钢后，在LF冶炼过程中，采用铝粉与铝丸脱氧、造渣，LF炉优先调整Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素，并且冶炼过程中采用大氩搅拌操作，待Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素均调整完毕并且保证均匀的基础上，最后进行喂Al线，调整Al含量，铝含量调整完毕，减弱氩气搅拌；在VD炉钢水真空处理过程中，为了避免Al的分层问题，仍然采用小氩气搅拌，待温度达到要求后，开出VD工位进行浇注。本方法冶炼的NAK80镜面塑料模具钢合格率不低于95％。

Description

一种镜面塑料模具钢的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种镜面塑料模具钢的冶炼方法，具体讲是一种EBT电炉+LF炉+VD炉冶炼NAK80(企业标准)镜面塑料模具钢方法。
背景技术：
NAK80镜面塑料模具钢是广泛用是汽车、家用电器、电脑等塑料制品模具的钢种，其成分的质量百分配比为：
C 0.06～0.16； Si≤0.4； Mn 1.40～1.70； P≤0.030；  S≤0.030；
Ni 2.90～3.40；Cr≤0.30；Mo 0.20～0.40； Al 0.7～1.3；
Cu 0.80～1.00；
其余为Fe及其不可避免的杂质。
说明：Si、Cr在实践控制当中越低越好，可为零。但由于废钢和铁水原料中含有Si和Cr，因此钢水一定含有Si和Cr，对它们的控制越低越好。
i、由于该钢种碳含量要求较低，LF炉合金加入较多，EBT电炉必须低碳出钢，因此EBT电炉冶炼后的钢水氧含量较高，而NAK80钢种铝含量不仅要求较高，并且范围较窄，如果EBT电炉钢水中的氧含量较高，就会导致LF炉在冶炼过程中Al含量损失、波动，控制难度极大；
ii、该钢种含铜，表面易于发生铜富积现象，易于开裂。在冶炼过程中如果搅拌不充分，铜元素就会出现分布不均匀现象，但是如果搅拌过强，就会导致Al的分层现象。
长期以来在冶炼过程中由于无法解决Cu的富集与Al的分层问题，废品率高达70％以上，我国一直依靠进口。
发明内容
为了克服现有镜面塑料模具钢NAK80冶炼方法的上述不足，本发明提供一种镜面塑料模具钢NAK80的冶炼方法，本方法冶炼的NAK80镜面塑料模具钢合格率不低于95％。
本发明的构思是采用EBT电炉+LF炉+VD炉+模铸冶炼NAK80镜面塑料模具钢时，为了避免Cu的富积、Al的分层问题，EBT电炉冶炼出钢后，在LF冶炼过程中，采用铝粉与铝丸脱氧、造渣，LF炉优先调整Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素，并且冶炼过程中采用大氩搅拌操作，氩气流量不小于35m3/h，待Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素均调整完毕并且保证均匀的基础上，最后进行喂Al线，调整Al含量，铝含量调整完毕，减弱氩气搅拌，氩气流量不大于20m3/h。在VD炉钢水真空处理过程中，为了避免Al的分层问题，仍然采用小氩气搅拌，氩气流量不大于10m3/h。VD炉真空处理后，在软搅拌过程中，氩气流量不大于8m3/h，并且软搅拌时间不大于15分钟。待温度达到要求后，开出VD工位进行浇注。
进一步讲，本镜面塑料模具钢NAK80的冶炼方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ  EBT电炉冶炼
将原料加到EBT电炉中冶炼，钢水中含C与P的质量百分比和温度达下述要求后，出钢后在LF炉中进行精炼处理：
(1)成分：C≤0.05％，P≤0.008％，
(2)温度：1660～1700℃。
Ⅱ  LF炉冶炼
石灰(CaO)、萤石(CaF2)、Mn、Ni、Mo合金均按(常规方法)要求在EBT电炉出钢前加入LF炉精炼钢包(石灰加入量为：5～12Kg/t钢，萤石加入量为：2～5Kg/t钢，Mn、Ni、Mo合金根据NAK80的成分要求按常规理论计算加入)。
Cu合金在EBT电炉出钢后根据NAK80钢的成分要求按理论计算加到LF炉的钢包。
LF炉送电冶炼过程中，采用铝粉与铝丸代替含碳脱氧剂电石(CaC2)、碳粉(C)等进行脱氧、造渣，铝粉、铝丸各按：2～3Kg/t钢加入，加入铝粉、铝丸脱氧，不仅可杜绝采用含碳脱氧剂对钢水的增碳问题，而且钢中喂Al线，调整钢中Al含量时，也避免了氧对钢中Al的氧化，保证了钢水中Al含量的稳定。
为了避免Cu的富积、Al的分层问题，在LF冶炼过程中，优先调整钢水中Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素，并且冶炼过程中采用大氩搅拌操作，氩气流量控制在35～40m3/h，压强控制在0.5～0.6Mpa之间(冶炼其它品种，流量一般为：25～30m3/h，压强一般为0.4～0.5Mpa)。钢水中的Cu以及C、Mn、Mo、Ni、S元素均调整完毕，钢水中的Cu、C、Mn、Ni、S与Mo质量百分比达到下述要求并且保证Cu元素已均匀后进行喂Al线调整Al含量；
Cu 0.80～1.00；C 0.06～0.16；Mn 1.40～1.70；S≤0.030；
Ni 2.90～3.40；Mo 0.20～0.40。
Al的含量达0.7％～1.3％，成分调整完毕，减弱氩气搅拌，氩气流量控制在：15～20m3/h，压强控制在：0.2～0.3Mpa，待LF炉中钢水的温度达到1660℃～1670℃要求后，LF精炼钢包开出工位，进行VD炉真空处理。
说明：铜合金，实际上就是铜，因为作为合金加入钢水中，所以叫铜合金。
尽量不要在电炉出钢前随渣料以及其它合金加入LF炉精炼钢包，尽量在电炉出钢后加入到LF炉精炼钢包，然后样既避免了铜合金因熔点低粘附包底问题，又促进了铜的充分熔化，分布均匀。
Ⅲ  VD炉钢水真空处理
在VD真空处理过程中，为了避免Al的分层问题，仍然采用小氩气搅拌，氩气流量控制在：8～10m3/h，压强控制在：0.2～0.3Mpa(冶炼其它品种，流量一般为：15～20m3/h，压强一般为0.2～0.3Mpa)。真空处理后，在软搅过程中，氩气流量控制在：6～8m3/h，压强控制在：0.2～0.3Mpa(冶炼其它品种，流量一般为：8～10m3/h，压强一般为0.2～0.3Mpa)。
软搅拌时间同其它品种相比，也相应缩短，控制在：10～15分钟，超过15分钟关闭氩气，温度达1580-1585℃后，开始出VD工位进行浇注。
采用本镜面塑料模具钢NAK80的冶炼方法不仅使Al含量能够精确控制在要求范围之内，并且有效解决Cu了富集，Al的分层问题。成品合格率不低于95％。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细说明本镜面塑料模具钢NAK80的冶炼方法的具体实施方式，但本镜面塑料模具钢的冶炼方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例
本实施例中EBT电炉、LF炉、VD炉公称容量各为50吨。
Ⅰ  EBT电炉冶炼
将40t铁水和20吨废钢原料加入到EBT电炉中，EBT电炉按常规方法冶炼。钢水成分C达到：0.04％，P达到：0.005％，钢水温度达到1665℃后，出钢加到LF炉中。
Ⅱ  LF炉冶炼
EBT电炉出钢，钢水加到LF钢包前，按常规工艺方法及要求在LF炉钢包内加入石灰(CaO)：500Kg、萤石(CaF2)：200Kg。锰合金：800Kg，镍合金：1500Kg，钼合金：220Kg。
EBT电炉出钢后，根据NAK80钢的成分要求，按常规理论计算方法，在LF炉钢包中加入Cu合金480Kg。
LF炉冶炼过程中，加入Al粉、Al丸各150Kg进行造渣脱氧。Ar气流量控制在：40m3/h，压强控制在：0.5Mpa，待钢水中的Cu、C、Mn、Ni、S、Mo质量百分比达到下述要求并且保证Cu元素已均匀后进行喂Al线调整Al含量。
Cu 0.9；C 0.12；Mn 1.5；Ni 3.10；Mo 0.30；S 0.010。
钢包内进行喂Al线调整Al含量。Al达1.02％含量调整完毕，减弱氩气搅拌，氩气流量控制在：16m3/h，压强控制在：0.3Mpa，当钢水的温度达1660-1670℃后，LF精炼钢包开出LF工位进行VD炉真空处理。
Ⅲ  VD炉钢水真空处理
在真空处理过程中，氩气流量控制在：9m3/h，压强控制在：0.2～0.3Mpa。VD真空处理完毕，在软搅拌过程中，氩气流量控制在：0.7m3/h，压强控制在：0.2～0.3Mpa。搅拌13分钟以后，关闭氩气。待钢水温度达到1582℃，钢包吊出VD工位进行浇注
Ⅳ  模铸
钢包吊出VD工位进行浇注成外形尺寸长：2.5米，断面：800×600的矩型钢锭。本炉钢锭轧制后，经检验合格率达到：96.2％。

Claims (1)

1.一种镜面塑料模具钢的冶炼方法，它是采用EBT电炉+LF炉+VD冶炼镜面塑料模具钢，其特征是：
I  EBT电炉冶炼
EBT电炉冶炼，钢水中含C与P的质量百分比和温度达下述要求后，出钢后在LF炉中进行精炼处理；
C≤0.05％；P≤0.008％；温度：1660～1700℃；
II  LF炉冶炼
LF炉送电冶炼过程中，采用铝粉与铝丸脱氧、造渣，铝粉、铝丸各按2～3kg/t钢加入；优先调整钢水中Cu以及C、Mn、Mo、Ni元素，采用强氩搅拌操作，氩气流量控制在35～40m3/h，压强控制在0.5～0.6MPa，钢水中的Cu以及C、Mn、Mo、Ni、S元素均调整完毕后进行喂Al线调整Al含量，Al的含量达0.7％～1.3％，减弱氩气搅拌，氩气流量控制在15～20m3/h，压强控制在：0.2～0.3MPa，LF炉中钢水的温度达到1660℃～1670℃要求后，进行VD炉真空处理；
III  VD炉钢水真空处理
在VD真空处理过程中，氩气流量控制在8～10m3/h，压强控制在0.2～0.3MPa，VD真空处理完毕，在软搅拌过程中，氩气流量控制在6～8m3/h，压强控制在0.2～0.3MPa，软搅拌时间控制在10～15分钟。 
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