CN104862446B

CN104862446B - 中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法

Info

Publication number: CN104862446B
Application number: CN201510338099.0A
Authority: CN
Inventors: 门娟; 董泽明
Original assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: CN104862446A

Abstract

本发明涉及中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法。采用的技术方案是：测定熔炼用预制锭和回炉料的化学成分；按ZG35CrMnSi的化学成分计算预制锭和回炉料的用量；装料；给中频感应电炉通电，当炉料开始出现液态金属时，立即撒入造渣剂覆盖液面，从炉料开始出现液态金属至出炉，金属液面必须始终覆有造渣剂；取液态金属进行化学分析；精炼；调整成分；脱氧出钢。本发明通过对炉料的控制，各种辅助材料的选择和配制，在熔炼操作过程中控制工艺，使钢液的质量大幅度提高，提高铸钢件的冶金质量和力学性能，减少铸钢件气孔、夹渣、砂眼.裂纹等缺陷的产生。

Description

中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法

技术领域

本发明属于钢水冶炼领域，具体地涉及一种中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法。

背景技术

中频感应电炉是利用金属炉中产生的感应电流加热炉料而熔化的一种装置，是一种先进的熔炼设备，因其熔化速度快、金属溶液温度高、化学成份均匀，操作维护简便等优点，在现代铸造企业中的应用非常广泛，并逐步向大型化发展，各种铸铁，铸钢及有色合金的熔炼都可以使用。

熔炼的主要任务就是把某种配比的金属炉料在熔炼炉中加热、熔化和经一定的处理，得到合乎要求的钢水。在熔炼过程中，金属将发生许多物理及化学变化，主要是由于熔炼中金属炉料的钢水受到氧化损失造成的，钢水中各元素变化有所不同，这要根据高温熔炼时钢水的炉气、炉渣及炉衬之间发生冶金化学反应的条件来决定。不同的熔炼工艺方法，就会得到不同质量的钢水，会直接影响铸钢件的力学性能、热处理性能和工艺性能。

ZG35CrMnSi是淬透性较好的材质，经过适当热处理后可得到强度、硬度、韧性和疲劳强度较好的综合力学性能，常用于军工产品中制造中速、重载、高强度的零件。也可用于制造耐磨、工作温度不高的零件。在制造中小截面零件时，可以部分代替相应的铬镍钼合金钢使用，应用非常广泛。现有的熔炼方法复杂，质量不稳定。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法。通过对炉料的控制，各种辅助材料的选择和配制，在熔炼操作过程中控制工艺，使钢水的质量大幅度提高，提高铸钢件的冶金质量和力学性能，减少铸钢件气孔、夹渣、砂眼.裂纹等缺陷的产生。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，包括如下步骤：

1)测定熔炼用预制锭和回炉料的化学成分；测定预制锭和回炉料中C、Si、Mn、Cr、Mo、S和P的含量。

2)炉料配比：按ZG35CrMnSi的化学成分计算预制锭和回炉料的用量，将预制锭和回炉料吹砂，保持表面洁净无锈；回炉料的添加量不能超过炉料总重量的70％。

3)装料：先把小块，形状规整的炉料装在炉底，若炉料一次装不完时，可随炉料的熔化逐渐加入，但后加的炉料需干燥并于炉口预热；

4)熔化：给中频感应电炉通电，当炉料开始出现液态金属时，立即撒入造渣剂覆盖液面，从炉料开始出现液态金属至出炉，金属液面必须始终覆有造渣剂；

优选的，所述的造渣剂的加入量为炉料重量的1-3％。

所述的造渣剂按重量百分比组成为：生石灰粉79-85％、电熔镁砂14-20％、萤石0.5-1.5％。优选的，所述的造渣剂按重量百分比组成为：生石灰粉80％、电熔镁砂19％、萤石1％。。

所述的生石灰粉中CaO≥75％、电熔镁砂中MgO≥90％、萤石中CaF₂≥55％。

5)炉前取样检测：炉料全部熔化后，取液态金属进行化学分析；检测液态金属中C、Si、Mn、Cr、Mo、S和P的含量。

6)精炼：取样后，进行精炼，于温度1610-1640℃下精炼25-30分钟；

7)调整成分：根据炉前取样检测的结果，计算不同合金的添加量，调整液态金属中各化学成分的含量；加入合金时，将造渣剂扒开，把合金加在露出来的金属液面上，全部合金应在5分钟内加完。调整成分时，合金的加入顺序是，先加入生铁、再加入锰铁、后加入硅铁。

8)脱氧出钢：测温，当液态金属温度达到1590-1640℃时，除净熔渣，脱氧，出钢。脱氧出钢时，向液态金属中，加入脱氧剂，加入量为炉料重量的0.05-0.1％，优选的，加入量为炉料重量的0.08％。

通过本发明的方法，熔炼的ZG35CrMnSi的技术指标如表1所示。

表1

本发明的有益效果是：与现有技术相比，

1.提高金属液的充型能力。可以获得形状复杂完整、轮廓清晰的铸钢件。解决薄壁复杂铸钢件浇不足和冷隔缺陷。

2.细化晶粒。可以获得致密的组织结构，优化铸钢件的金相组织和力学性能。

3.降低钢液的含气量。严格控制合金中氧化性较强元素的含量，有效减少铸钢件的气孔缺陷。

4.在熔化过程中，金属液表面覆盖一层造渣剂，能与夹杂物形成密度更小的夹杂物，便于聚合上浮。可以减少铸钢件夹渣、砂眼等缺陷。

5.在熔化过程中容易控制硫、磷有害元素对合金的影响，降低了铸钢件的裂纹缺陷。

具体实施方式

实施例1 中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法

本实施例以用35CrMnSi预制锭和回炉料，在120公斤中频感应电炉中，熔化ZG35CrMnSi为例。

包括如下步骤：

1)测定熔炼ZG35CrMnSi用的预制锭和回炉料的化学成分，测定结果如表2和表3。

表2预制锭的化学成分

表3回炉料的化学成分

2)炉料配比：取50％的预制锭(60公斤)和50％的回炉料(60公斤)，将预制锭和回炉料吹砂，保持表面洁净无锈。破碎预制锭和回炉料，使原料块度不超过中频感应电炉坩埚直径的2/3。

3)装料：先把小块，形状规整，便于装紧实的预制锭和回炉料装在炉底，便于加快熔化速度。若炉料一次装不完时，可随炉料的熔化逐渐加入，但后加的炉料需干燥并于炉口预热。

4)熔化：给中频感应电炉通电，开始送电5-10分钟采用半功率，然后升至全功率进行熔化，当炉料开始出现液态金属时，立即撒入造渣剂覆盖液面，从炉料开始出现液态金属至出炉，金属液面必须始终覆有造渣剂，造渣剂的加入量为炉料重量的2％。所述的造渣剂按重量百分比组成如表4。

表4

材料	标准	比例(％)
			生石灰粉	CaO≥75％	80
电熔镁砂	MgO≥90％	19
			萤石		1

5)炉前取样检测液态金属：炉料全部熔化后，取液态金属试样进行化学分析；检测液态金属中C、Si、Mn、Cr、Mo、S和P的含量，炉前化学成分分析应在30分钟内完成。炉前化学成分检测如表5。

表5

7)调整成分：根据如表5所示的炉前取样检测的结果，需要补充C和Si含量，经计算应加入含C量为4％的生铁0.3公斤，加入含Si量为75％的硅铁0.16公斤。先加入生铁再加入硅铁，加入时，将造渣剂扒开，把生铁和硅铁加在露出来的金属液面上，应在5分钟内加完。

在实际操作时，根据炉前取样检测结果，判断需要补充的元素，先计算不同合金的添加量，调整液态金属中各化学成分的含量；加入合金时，将造渣剂扒开，把合金加在露出来的金属液面上，全部合金应在5分钟内加完。调整成分时，合金的加入顺序是，先加入生铁、再加入锰铁、后加入硅铁。

8)脱氧出钢：测温，当液态金属温度达到1610-1630℃时，除净熔渣，加入铝屑脱氧剂进行脱氧，加入量为炉料重量的0.08％。炉料从开始熔化到金属液浇注完的总时间热炉不超过100分钟，冷炉不超过140分钟。

通过上述方法，最终获得的ZG35CrMnSi合金铸钢的技术指标如表6。

表6

元素	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	S	P
									含量(％)	0.365	0.735	1.109	0.79	0.1	0.13	0.011	0.012

Claims

1.中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)测定熔炼用预制锭和回炉料的化学成分；

2)炉料配比：按ZG35CrMnSi的化学成分计算预制锭和回炉料的用量，将预制锭和回炉料吹砂，保持表面洁净无锈；回炉料的添加量不能超过炉料总重量的70％；

3)装料：先把小块，形状规整的预制锭和回炉料装在炉底，若一次装不完时，可随炉料的熔化逐渐加入，但后加的炉料需干燥并于炉口预热；

4)熔化：给中频感应电炉通电，当炉料开始出现液态金属时，立即撒入造渣剂覆盖液面，从炉料开始出现液态金属至出炉，金属液面必须始终覆有造渣剂；所述的造渣剂按重量百分比组成为：生石灰粉79-85％、电熔镁砂14-20％、萤石0.5-1.5％；所述的生石灰粉中CaO≥75％、电熔镁砂中MgO≥90％、萤石中CaF₂≥55％；

5)炉前取样检测：炉料全部熔化后，取液态金属进行化学分析；

6)精炼：进行精炼，于温度1610-1640℃下精炼25-30分钟；

7)调整成分：根据炉前取样检测的结果，计算不同合金的添加量，调整液态金属中各化学成分的含量；加入合金时，将造渣剂扒开，把合金加在露出来的金属液面上，全部合金应在5分钟内加完；

8)脱氧出钢：测温，当金属液温度达到1590-1640℃时，除净熔渣，脱氧，出钢。

2.根据权利要求1所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤1)中，测定预制锭和回炉料中C、Si、Mn、Cr、Mo、S和P的含量。

3.根据权利要求1所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤4)中，所述的造渣剂的加入量为炉料重量的1-3％。

4.根据权利要求1所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤5)中，取液态金属进行化学分析，分析液态金属中C、Si、Mn、Cr、Mo、S和P的含量。

5.根据权利要求1所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤7)中，调整成分时，合金的加入顺序是，先加入生铁、再加入锰铁、后加入硅铁。

6.根据权利要求1所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤8)中，脱氧出钢时，向液态金属中，加入脱氧剂，加入量为炉料重量的0.05-0.1％。

7.根据权利要求6所述的中频感应电炉熔炼ZG35CrMnSi的方法，其特征在于：步骤8)中，脱氧出钢时，向液态金属中，加入脱氧剂，加入量为炉料重量的0.08％。