CN106011671A - 一种h13连铸方坯的生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种H13连铸方坯的生产方法：采用喷吹镁粉结合扒渣的方法对高炉铁水进行脱硫预处理；转炉复合吹炼；吹氩处理；LF精炼处理；RH真空处理；采用全程保护浇铸；铸坯置入缓冷坑进行缓冷。本发明可大幅降低电弧炉产生的巨大能耗；钢水洁净度高；能减少模铸工艺造成的切头切尾量，且在满足用户需要的前提下，大幅度降低生产成本达6.5%。

Description

一种H13连铸方坯的生产方法
技术领域
本发明涉及一种模具钢的生产方法，具体地属于一种H13连铸方坯的生产方法。
背景技术
H13模具钢属于空冷淬硬钢，是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种。该钢具有良好的淬透性、高韧性、高耐磨性、优良的抗热裂能力以及热处理变形小的优点，通常用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模、铝、铜及其合金压铸模。但由于该钢种的合金含量高、铸坯内部易产生偏析、疏松等问题，因而大都采用电弧炉、电渣重熔和锻压工艺进行生产。其工艺及产品质量虽较为成熟，但电耗大，导致生产成本较高。
经检索，中国专利号为ZL200310108199.1的专利文献，其公开了一种《.转炉生产刀模具钢板的制造方法》，其包括以下生产步骤：1）转炉冶炼，顶底复吹模式，控制停吹时钢水中的C≥0.04%，O≤800ppm，停吹温度1620±10℃，钢包温度1562±5℃，钢包[O]550ppm～650ppm；2）RH精练，处理时间≥24分钟，真空度小于67Pa，保持时间≥18分钟，终止温度1520±10℃；3）钙化处理，对钢包钢水进行喂钙；4）浇铸，本体浇铸4～5吨/分钟，补注1～1.5吨/分钟，生产出铸板坯。其虽然也采用转炉生产，但其没有LF精炼，对钢水洁净度的控制不足。专利号为CN 103993144A的文献公开了一种连铸大方坯生产H13模具钢的方法，其包括：电炉冶炼-炉外精炼-连铸-铸坯加热-轧制-退火。该发明所述的连铸大方坯生产H13模具钢的方法采用了铸坯浇铸+以轧代锻相配合的工艺方式以获得合金元素含量配比合理的模具用钢，其具有较高的硬度、强度和耐磨性，优异的韧性和塑性及良好的冷热疲劳性能。其特征在于控制浇铸温度为1515～1525℃，控制二冷水比为0.23～0.26L/Kg，连铸机以0.55～0.7m/min的拉速浇铸，压下量为9～12mm，加热炉出钢温度为1215～1225℃，初轧温度≥1040℃，连轧温度≥950℃，轧制结束后在12小时内进行退火热处理，控制退火温度为830～850℃，保温5小时左右，然后冷却至320～350℃出炉。但其电弧炉冶炼能耗较大，不利于低成本化生产。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的在合金加入后造成的钢水大幅温降、LF快速造渣升温、钢水纯净度较低、连铸大方坯的内部质量和表面质量存在缺陷的不足，并能大幅度降低生产成本达6.5%，又能满足用户需要的H13连铸方坯的生产方法。
实现上述目的的措施：
一种H13连铸方坯的生产方法，其步骤：
1)采用喷吹镁粉结合扒渣的方法对高炉铁水进行脱硫预处理，喷吹的镁粉量为0.7～0.8Kg/t铁水，以满足铁水硫重量百分比含量在S≤0.015%为原则；
2）进行转炉复合吹炼，控制终渣碱度在3.0～4.0，吹炼终点C在0.06%~0.12%，终点P≤0.015%，出钢温度在1670~1700℃；出钢采用滑板挡渣；
在出钢到1/4时，开始加入增碳剂及经预热的合金；当出钢到4/5时全部加完；在出钢结束前的1分钟内，加入活性石灰作为顶渣，其量按照3～3.5Kg/吨钢水加入；出钢过程采用全程底吹氩气；
3）进行吹氩处理，控制吹氩时间不低于6min，氩气压力在0.5～0.7MPa，氩气流量在50～70 Nm3/h；
4）进行LF精炼处理，并加入活性石灰、萤石予以调整熔渣，以使炉渣碱度在2.0~3.0；并控制离站温度在1585～1600℃，S≤0.012%；
5）进行RH真空处理，并在真空度≤100Pa下进行，并控制纯真空处理时间不低于15min；真空处理结束后，钢水中H≤2ppm，钢水温度在1540～1555℃；
6）采用全程保护浇铸，结晶器保护渣采用高铬钢专用保护渣，并控制中间包钢水温度在1505～1520℃；当铸坯断面为280×380 mm时，控制拉坯速度在0.4～0.6m/min；当铸坯断面为320×420 mm时，控制拉坯速度在0.3～0.6m/min；
7）将铸坯置入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间在24~72小时。
其在于：所述的制造方法适用于模具钢H13 即牌号为4Cr5MoSiV1钢种的生产，其钢种的组分及重量百分比含量为：化学成分应满足：C：0.32%～0.45%，Si：0.80%～1.20%，Mn：0.20%～0.50%，P≤0.030%，S≤0.030%，Cr：4.75%～5.50%，Mo：1.10%～1.75%，V：0.80%～1.20%，其余为Fe及不可避免的杂质。
其在于：在转炉复合吹炼步骤2）中，预热合金的预热温度不低于600℃。
本发明中主要工艺的作用及机理
本发明之所以在采取对加入的合金进行预热，在于由于本钢种由于加入合金量较大，会导致钢水的温降很大，不利于顺行，故而为之。
本发明之所用结晶器保护渣采用高铬钢专用保护渣，是由于该类保护渣能更好地起到保温、隔绝空气、传热润滑及吸附夹杂物的作用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：1）采用转炉冶炼，可大幅降低电弧炉产生的巨大能耗；2）使用LF精炼，可快速提高钢水温度，并通过造渣去除钢中夹杂物，提高钢水洁净度；3）采用RH精炼可进一步去除钢中夹杂物以及钢中有害气体；4）采用大方坯连铸技术可提高铸坯的收得率，减少模铸工艺造成的切头切尾量；5）采用全程保护浇铸，针对不同断面的铸坯采用不同的拉坯速度，可保证连铸大方坯的内部质量和表面质量。综合以上技术应用，在满足用户需要的前提下，可大幅度降低生产成本达6.5%。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺取值列表；
表3为本发明各实施例及对比例的检测结果列表。
本发明各实施例均按照以下步骤生产：
1)采用喷吹镁粉结合扒渣的方法对高炉铁水进行脱硫预处理，喷吹的镁粉量为0.7～0.8Kg/t铁水，以满足铁水硫重量百分比含量在S≤0.015%为原则；
2）进行转炉复合吹炼，控制终渣碱度在3.0～4.0，吹炼终点C在0.06%~0.12%，终点P≤0.015%，出钢温度在1670~1700℃；出钢采用滑板挡渣；
在出钢到1/4时，开始加入增碳剂及经预热的合金，当出钢到4/5时全部加完；在出钢结束前的1分钟内，加入活性石灰作为顶渣，其量按照3～3.5Kg/吨钢水加入；出钢过程采用全程底吹氩气；
3）进行吹氩处理，控制吹氩时间不低于6min，氩气压力在0.5～0.7MPa，氩气流量在50～70 Nm3/h；
4）进行LF精炼处理，并加入活性石灰、萤石予以调整熔渣，以使炉渣碱度在2.0~3.0；并控制离站温度在1585～1600℃，S≤0.012%；
5）进行RH真空处理，并在真空度≤100Pa下进行，并控制纯真空处理时间不低于15min；真空处理结束后，钢水中H≤2ppm，钢水温度在1540～1555℃；
6）采用全程保护浇铸，结晶器保护渣采用高铬钢专用保护渣，并控制中间包钢水温度在1505～1520℃；当铸坯断面为280×380 mm时，控制拉坯速度在0.4～0.6m/min；当铸坯断面为320×420 mm时，控制拉坯速度在0.3～0.6m/min；
7）将铸坯置入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间在24~72小时。
表1 本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表（wt%）
表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺取值列表
续表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺取值列表
表3 本发明各实施例及对比例的检测结果列表
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (3)

1.一种H13连铸方坯的生产方法，其步骤：
1)采用喷吹镁粉结合扒渣的方法对高炉铁水进行脱硫预处理，喷吹的镁粉量为0.7～0.8Kg/t铁水，以满足加入转炉铁水硫重量百分比含量在S≤0.015%为原则；
2）进行转炉复合吹炼，控制终渣碱度在3.0～4.0，吹炼终点C在0.06%~0.12%，终点P≤0.015%，出钢温度在1670~1700℃；出钢采用滑板挡渣；
在出钢到1/4时，开始加入增碳剂及经预热的合金；当出钢到4/5时全部加完；在出钢结束前的1分钟内，加入活性石灰作为顶渣，其量按照3～3.5Kg/吨钢水加入；出钢过程采用全程底吹氩气；
3）进行吹氩处理，控制吹氩时间不低于6min，氩气压力在0.5～0.7MPa，氩气流量在50～70 Nm3/h；
4）进行LF精炼处理，并加入活性石灰、萤石予以调整熔渣，以使炉渣碱度在2.0~3.0；并控制离站温度在1585～1600℃，S≤0.012%；
5）进行RH真空处理，并在真空度≤100Pa下进行，控制纯真空处理时间不低于15min；真空处理结束后，钢水中H≤2ppm，钢水温度在1540～1555℃；
6）采用全程保护浇铸，结晶器保护渣采用高铬钢专用保护渣，并控制中间包钢水温度在1505～1520℃；当铸坯断面为280×380 mm时，控制拉坯速度在0.4～0.6m/min；当铸坯断面为320×420 mm时，控制拉坯速度在0.3～0.6m/min；
7）将铸坯置入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间在24~72小时。
2.如权利要求1所述的一种H13连铸方坯的生产方法，其特征在于：所述的制造方法适用于模具钢H13 即牌号为4Cr5MoSiV1钢种的生产，其钢种的组分及重量百分比含量为：化学成分应满足：C：0.32%～0.45%，Si：0.80%～1.20%，Mn：0.20%～0.50%，P≤0.030%，S≤0.030%，Cr：4.75%～5.50%，Mo：1.10%～1.75%，V：0.80%～1.20%，其余为Fe及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种H13连铸方坯的生产方法，其特征在于：在转炉复合吹炼步骤2）中，预热合金的预热温度不低于600℃。
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