CN106282748B - 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法 - Google Patents

硅钢光谱标准样品用钢的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106282748B
CN106282748B CN201610758948.2A CN201610758948A CN106282748B CN 106282748 B CN106282748 B CN 106282748B CN 201610758948 A CN201610758948 A CN 201610758948A CN 106282748 B CN106282748 B CN 106282748B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
standard sample
molten steel
production method
spectral standard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610758948.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106282748A (zh
Inventor
李博斌
高宇
张福利
李程
窦磊
李瑞杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Hebei Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Iron and Steel Co Ltd filed Critical Hebei Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201610758948.2A priority Critical patent/CN106282748B/zh
Publication of CN106282748A publication Critical patent/CN106282748A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106282748B publication Critical patent/CN106282748B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0006—Adding metallic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硅钢光谱标准样品用钢的生产方法，其方法工艺为：（1）将冶炼所需的碳粉铺撒在真空感应炉的坩埚底部；再将钢铁料装入坩埚内，然后抽真空至10Pa及以下，开始供电加热；（2）钢铁料全部熔清后，升温至1600℃～1650℃后保温，并进行底吹氩搅拌30～60min；（3）吹氩搅拌结束后向钢液中加入稀土进行脱氧操作，然后进行合金化；最后浇注成铸锭。本发明利用真空碳脱氧和稀土脱氧的方法避免了合金化过程中生成的夹杂物在钢液凝固过程中的聚集降低铸锭的均匀性；稀土处理后钢液中形成的高熔点稀土化合物在铸锭凝固过程中具有细化凝固组织作用，降低偏析。本方法铸锭均匀性明显提高，不经热处理直接热锻即可达到光谱标准样品的均匀性要求。

Description

硅钢光谱标准样品用钢的生产方法
技术领域
本发明涉及一种炼钢方法，尤其是一种硅钢光谱标准样品用钢的生产方法。
背景技术
硅钢是含硅量1%～4%的硅铁合金，具有最高的饱和磁感应强度，目前是电力、电子和军工不可缺少的软磁合金，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。硅钢作为一种高附加值的金属功能材料，工业生产中对化学成分的要求也越来越高。而精确严格的化学成分控制需要强大先进理化检测作为保障。
火花直读光谱仪以高速度、高精度、低检出限、高度自动化和智能化、少干扰的特点，成为现代冶金分析的基本手段，可实现炉前在线检测，对钢铁生产中的成分控制起着举足轻重的作用。直读光谱分析必须使用标准样品制作校准曲线或工作曲线，以确定分析样品的含量。标准样品的三大基本特性包括均匀性、稳定性、可溯源性，而均匀性作为标准样品的最关键指标，是标准样品特性值再现的基本保证，均匀性的好坏直接影响光谱分析结果的准确性。
硅钢光谱标准样品是硅钢生产过程中成分控制和实物检验的标准物质，其特性量值和均匀性直接影响硅钢产品的质量控制。钢的洁净度和铸锭偏析程度是影响标样用钢均匀性的两大主要因素。由于是硅钢标样中含有较高的Si、Al等易烧损元素，这就要求钢液具有很高的洁净度，以避免钢液中生成的SiO2、Al2O3等夹杂物在钢液凝固过程中聚集，影响钢的成分均匀性。目前硅钢光谱标准样品用钢生产由于钢液洁净度较低、铸锭偏析等原因造成钢中元素的均匀性较差，从而降低了硅钢标样的均匀性，难以满足高端硅钢产品生产及检验的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效地提高均匀性的硅钢光谱标准样品用钢的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的方法工艺为：（1）将冶炼所需的碳粉铺撒在真空感应炉的坩埚底部；再将钢铁料装入坩埚内，然后抽真空至10Pa及以下，开始供电加热；
（2）钢铁料全部熔清后，升温至1600℃～1650℃后保温，并进行底吹氩搅拌30min～60min；
（3）吹氩搅拌结束后向钢液中加入稀土进行脱氧操作，然后进行合金化；最后浇注成铸锭。
本发明所述步骤（2）中，底吹氩搅拌强度为吨钢5～10NL/min。
本发明所述步骤（3）中，采用铈进行脱氧操作。所述铈的加入量，以处理后钢液中Ce含量为0.005wt%～0.020wt%进行计算。
本发明所述步骤（3）中，浇注温度控制在钢液液相线以上40℃～60℃。所述步骤（3）中，浇注采用直径100mm～200mm的铸铁模。
本发明的设计思路：本方法在真空炉装料前在坩埚底部铺撒碳粉，真空熔炼时促进钢液真空脱氧，钢液熔化后底吹氩搅拌增强真空脱氧的动力学条件，真空脱氧结束后进行稀土处理进一步降低钢液中的氧含量，最大程度的提高钢液洁净度，避免钢液中生成SiO2、Al2O3等易氧化元素的夹杂物对钢的均匀性的影响；利用稀土化合物细化凝固组织作用，配合浇铸时采用直径小、冷速大的铸铁模、低过热度浇铸，最大程度的降低铸锭偏析，提高钢的均匀性。本方法从钢液结晶度和铸锭偏析两方面进行控制，能有效地提高硅钢光谱标准样品用钢的均匀性。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明首先利用真空碳脱氧和稀土脱氧的方法使钢液中的氧含量极低，避免了合金化过程中生成的SiO2、Al2O3夹杂物在钢液凝固过程中的聚集降低铸锭的均匀性；其次，稀土处理后钢液中形成的高熔点稀土化合物在铸锭凝固过程中具有细化凝固组织作用，降低偏析；第三，进一步的采用直径小、冷速大的铸铁模，配合较低的过热度，有效的控制了铸锭的成分偏析。采用本发明生产硅钢光谱标准样品用钢，铸锭均匀性明显提高，铸锭不经热处理直接热锻即可达到光谱标准样品的均匀性要求。
本发明采用真空配碳粉脱氧、稀土处理、浇铸工艺优化，提高了钢材洁净度，并有效控制了铸锭偏析，极大的提高了标样钢的成分均匀性，为高质量的硅钢光谱标准样品研制奠定了坚实的基础，对我国高品质硅钢的生产和研发具有重要的意义；而且本发明无需新增设备投资，工艺方法容易实现和推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本硅钢光谱标准样品用钢的生产方法采用下述具体工艺。
设备采用500kg真空炉，锭模（铸铁模）规格为φ200mm×550mm，材质为铸铁，冶炼硅钢光谱标准用钢成分见表1。根据钢种成分要求计算碳粉配量，在真空炉坩埚底部铺撒0.07kg碳粉，装料480kg，抽真空后至10Pa，供电加热熔化；钢铁料熔清后加热至1650℃底吹氩气30min，吹氩流量为5.0NL/min（吨钢10NL/min）；吹氩结束后加入金属铈进行稀土处理，稀土铈的加入量以钢液中[Ce]=0.02wt%计算；进行合金化将钢液成分调整至目标范围内，钢液温度达到1570℃（过热度为60℃）进行浇铸，钢锭冷却后脱模，即可得到铸锭。从铸锭取成品样进行均匀性检测，标准偏差（SD）和相对标准偏差（SD%）结果见表1。
表1：实施例1的成分要求、成品值及均匀性检测结果
元素 C Si Mn P S Cr Ni Cu
成分要求 0.01～0.02 3.0～3.4 0.1～0.2 0.014～0.016 0.002～0.004 0.05～0.06 ≤0.10 ≤0.02
成品值 0.015 3.2 0.15 0.015 0.003 0.055 0.02 0.01
SD 0.00013 0.0067 0.00027 0.00018 0.00005 0.00016 0.00008 0.00005
SD% 0.87 0.21 0.18 1.2 1.67 0.29 0.4 0.5
元素 Mo V Ti Als Alt Sb Nb W
成分要求 ≤0.10 0.01～0.012 ≤0.002 1.2～1.4 1.2～1.4 ≤0.005 ≤0.006 ≤0.01
成品值 0.015 0.011 0.0016 1.3 1.3 0.0041 0.0054 0.0032
SD 0.00007 0.0002 0.00003 0.0028 0.0029 0.00011 0.00013 0.00009
SD% 0.47 1.82 1.88 0.22 0.22 2.68 2.40 2.81
元素 Sn As Ca Pb Zr B N Bi
成分要求 0.010～0.013 0.004～0.006 0.0030～0.0050 ≤0.003 0.03～0.04 0.0010～0.0015 0.003～0.005 ≤0.003
成品值 0.012 0.005 0.0040 0.0009 0.035 0.0012 0.0045 0.0025
SD 0.00015 0.00009 0.00005 0.00003 0.0005 0.00002 0.00005 0.00006
SD% 1.25 1.80 1.25 3.33 1.43 1.67 1.11 2.40
表1中，成分的余量为铁和不可避免的杂质。
实施例2：本硅钢光谱标准样品用钢的生产方法采用下述具体工艺。
设备采用200kg真空炉，锭模规格为φ160mm×500mm，材质为铸铁，冶炼硅钢光谱标准用钢成分见表2。根据钢种成分要求计算碳粉配量，在真空炉坩埚底部铺撒0.06kg碳粉，装料180kg，抽真空后至5Pa，供电加热熔化；钢铁料熔清后加热至1600℃底吹氩气60min，吹氩流量为1NL/min（吨钢5NL/min）；吹氩结束后加入金属铈进行稀土处理，稀土铈的加入量以钢液中[Ce]=0.005wt%计算；进行合金化将钢液成分调整至目标范围内，钢液温度达到1540℃（过热度为40℃）进行浇铸，钢锭冷却后脱模，即可得到铸锭。从铸锭取成品样进行均匀性检测，结果见表2。
表2：实施例2的成分要求、成品值及均匀性检测结果
表2中，成分的余量为铁和不可避免的杂质。
实施例3：本硅钢光谱标准样品用钢的生产方法采用下述具体工艺。
设备采用50kg真空炉，锭模规格为φ100mm×400mm，材质为铸铁，冶炼硅钢光谱标准用钢成分见表3。根据钢种成分要求计算碳粉配量，在真空炉坩埚底部铺撒0.035kg碳粉，装料48kg，抽真空后至8Pa，供电加热熔化；钢铁料熔清后加热至1620℃底吹氩气45min，吹氩强度为0.4NL/min（吨钢8NL/min）；吹氩结束后加入金属铈进行稀土处理，稀土铈的加入量以钢液中[Ce]=0.01wt%计算；进行合金化将钢液成分调整至目标范围内，钢液温度达到1560℃（过热度为50℃）进行浇铸，钢锭冷却后脱模，即可得到铸锭。从铸锭取成品样进行均匀性检测，结果见表3。
表3：实施例3的成分要求、成品值及均匀性检测结果
元素 C Si Mn P S Cr Ni Cu
成分要求 0.06～0.07 2.2～2.4 0.2～0.3 0.025～0.028 0.014～0.016 0.05～0.06 0.2～0.4 0.5～0.6
成品值 0.065 2.3 0.25 0.027 0.015 0.052 0.3 0.55
SD 0.0003 0.0067 0.0012 0.0003 0.00018 0.00024 0.00075 0.0019
SD% 0.46 0.29 0.48 1.1 1.2 0.46 0.25 0.35
元素 Mo V Ti Als Alt Sb Nb W
成分要求 0.003～0.005 0.01～0.02 0.010～0.015 0.7～0.8 0.7～0.8 0.0050～0.0060 0.004～0.006 0.008～0.010
成品值 0.004 0.015 0.012 0.75 0.75 0.0055 0.005 0.009
SD 0.00007 0.00017 0.00018 0.0022 0.0022 0.00018 0.00008 0.00012
SD% 1.75 1.13 1.5 0.29 0.29 0.33 1.6 1.3
元素 Sn As Ca Pb Zr B N Bi
成分要求 0.10～0.13 0.004～0.006 0.0030～0.0050 ≤0.003 0.05～0.07 0.0020～0.0030 / /
成品值 0. 12 0.005 0.0045 0.001 0.06 0.0025 / /
SD 0.0018 0.0006 0.00006 0.00003 0.0006 0.00003 / /
SD% 1.5 0.5 1.33 3 1.0 1.2 / /
表3中，成分的余量为铁和不可避免的杂质。

Claims (3)

1.一种硅钢光谱标准样品用钢的生产方法，其特征在于，其方法工艺为：（1）将冶炼所需的碳粉铺撒在真空感应炉的坩埚底部；再将钢铁料装入坩埚内，然后抽真空至10Pa及以下，开始供电加热；
（2）钢铁料全部熔清后，升温至1600℃～1650℃后保温，并进行底吹氩搅拌30min～60min；
（3）吹氩搅拌结束后向钢液中加入稀土铈进行脱氧操作，然后进行合金化，所述铈的加入量，以处理后钢液中Ce含量为0.005wt%～0.020wt%进行计算；最后浇注成铸锭，浇注温度控制在钢液液相线以上40℃～60℃。
2.根据权利要求1所述的硅钢光谱标准样品用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中，底吹氩搅拌强度为吨钢5～10NL/min。
3.根据权利要求1或2所述的硅钢光谱标准样品用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中，浇注采用直径100mm～200mm的铸铁模。
CN201610758948.2A 2016-08-30 2016-08-30 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法 Active CN106282748B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610758948.2A CN106282748B (zh) 2016-08-30 2016-08-30 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610758948.2A CN106282748B (zh) 2016-08-30 2016-08-30 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106282748A CN106282748A (zh) 2017-01-04
CN106282748B true CN106282748B (zh) 2018-02-23

Family

ID=57675136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610758948.2A Active CN106282748B (zh) 2016-08-30 2016-08-30 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106282748B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107937663A (zh) * 2017-12-19 2018-04-20 天津基纳科技发展有限公司 一种带有脱氧效果的金属组合物及其应用
SE544345C2 (en) * 2019-03-22 2022-04-12 Ovako Sweden Ab A method for manufacturing a steel ingot
CN112725682A (zh) * 2020-12-02 2021-04-30 河钢股份有限公司 一种直读光谱标准用耐候钢的冶炼方法
CN113218934A (zh) * 2021-04-08 2021-08-06 江西理工大学 一种利用全谱火花直读光谱法快速测定钢中钇含量的检测方法
CN113814360B (zh) * 2021-09-18 2023-08-11 江西理工大学 一种稀土钢光谱标样及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102373382A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 宝山钢铁股份有限公司 一种杨氏模量性能检测的标准样品及其制备方法
CN102560270A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 鞍钢股份有限公司 一种纯净钢光谱标准样品及其制备方法
CN103924030A (zh) * 2014-04-09 2014-07-16 中国科学院金属研究所 一种超低氧纯净钢的冶炼方法
CN104384460A (zh) * 2014-11-11 2015-03-04 武汉钢铁(集团)公司 光谱标样用钢生产工艺及其浇注装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102373382A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 宝山钢铁股份有限公司 一种杨氏模量性能检测的标准样品及其制备方法
CN102560270A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 鞍钢股份有限公司 一种纯净钢光谱标准样品及其制备方法
CN103924030A (zh) * 2014-04-09 2014-07-16 中国科学院金属研究所 一种超低氧纯净钢的冶炼方法
CN104384460A (zh) * 2014-11-11 2015-03-04 武汉钢铁(集团)公司 光谱标样用钢生产工艺及其浇注装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106282748A (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106282748B (zh) 硅钢光谱标准样品用钢的生产方法
CN108660294A (zh) 一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法
CN112981128B (zh) 用于非保护气氛电渣重熔h13钢的电极棒母材的冶炼方法
CN101328522A (zh) 一种聚变堆用低活化马氏体钢的冶炼生产方法
CN104406893B (zh) 一种固态夹杂物在熔渣中溶解速率的测定方法
CN110093534A (zh) 高导电率耐热铝合金，其制备方法以及架空导线用合金铝杆
CN106048139B (zh) 18CrNiMo7-6钢的吹氮合金化方法
CN107350445A (zh) 渗碳轴承钢G20Cr2Ni4连铸圆坯的生产方法
CN106906410A (zh) 一种具有高导电率的超低碳盘条及其生产方法
CN107815603A (zh) 含V、Nb、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法
CN104164606A (zh) 一种冶炼铁铬铝合金加铝的方法
CN104862447A (zh) 一种高氮钢的制备方法
CN105950829B (zh) 一种rh精炼所用锑线及其加入方法
CN108531815A (zh) 高温螺栓用钢BG25Cr2MoVA及其制备方法
CN114182118B (zh) 一种锆铌中间合金材料及其制备方法
CN104084770A (zh) 一种42CrMo轴承套圈毛坯的铸辗复合工艺
CN107747046A (zh) 含V、Ti微合金建筑钢棒材及其生产方法
CN103071772B (zh) 一种连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法
CN107955905A (zh) 含v微合金建筑钢棒材及其lf炉生产方法
CN112981249B (zh) 用于保护气氛电渣重熔h13钢的电极棒母材的冶炼方法
CN102277532A (zh) 一种冷作模具钢Cr8及其生产方法
Peng et al. Design of ESR slag for remelting 9CrMoCoB steel through experiments and thermodynamic calculations
CN103160648B (zh) Lf炉冶炼超低碳钢的方法
CN108456819A (zh) 一种超精细切割丝用钢中夹杂物塑性化的控制方法
CN108060284A (zh) 一种蠕墨铸铁蠕化处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant