CN107245636A - 一种同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，整个工艺过程主要包括熔化阶段、精炼阶段、一锭合金化阶段、一锭带电浇注阶段、二锭合金化阶段、二锭带电浇注阶段。本发明解决了在产品开发阶段所炼钢种的部分元素成分要求不同，其他元素成分要求相同，不同炉次生产导致要求相同的成分相差较大，最终造成需要对比的差异成分引起的性能变化被误导问题，同时提高了生产效率和材料利用率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及到一种同炉双成分合金冶炼浇注方法。
背景技术
由于在真空条件下冶炼可以避免大气熔炼和浇注过程中产生的合金元素易氧化、烧损等问题，从而可实现精确地控制化学成分，冶炼制得的合金还具有低的气体含量、低的金属夹杂物、低的有害杂质含量等特点。因此，真空冶炼已成为精确控制化学成分、制备高纯净材料的重要手段。而小容量真空感应炉作为中试生产设备已被广泛应用。在产品开发阶段，往往会调整某一或某几种化学成分，分析这种成分变化对性能的影响，不同炉次生产的产品会导致要求相同的成分会有差距，最终造成需要对比的差异成分的性能被误导。
专利CN106086301A公开了不同钢种同炉、同包冶炼浇注方法，通过不同材质的钢种在同一个炉子和同一个中间包中进行冶炼的方法解决了大容量炉子不能生产小重量需求的铸件或钢锭的问题，但是还存在每次浇注后钢包内剩余钢水量无法精确控制，进而导致所生产钢种化学成分不能精确控制的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同炉双成分合金冶炼浇注方法，通过模具定量化及控制炉内剩余钢水量，精确控制同一炉次生产的不同合金的化学成分。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，合金的冶炼浇注工艺包括熔化期、精炼期、合金化阶段1、浇注阶段1、合金化阶段2和浇注阶段2；其中：
(1)熔化期：初装料为基体合金及难熔难氧化合金，合金加入量根据合金1的成分计算，在合金熔化过程中调整熔炼功率和向炉内充入保护气体；
(2)精炼期：只有一个精炼期，根据所炼钢种化学成分分为两个或多个精炼阶段，所有精炼阶段都在合金化阶段1之前完成，精炼期在高温高真空条件下进行，精炼时间根据钢种要求确定；
(3)合金化阶段1：加入易挥发易氧化合金，根据合金1成分计算合金加入量，合金加入前向炉内充入保护气体；
(4)浇注阶段1：在合金化阶段1完成后取样分析钢水化学成分，待成分满足合金1成分要求后，测温并保证出钢温度在允许范围内后带电浇注成合金1；
(5)合金化阶段2：合金1浇注完成后即补加合金，使钢液化学成分满足合金2成分要求；
(6)浇注阶段2：在合金化阶段2完成后取样分析钢水化学成分，待成分满足合金2成分要求后，测温并保证出钢温度在允许范围内后带电浇注成合金2。
进一步，所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法中合金2的某一或某几种化学成分的含量高于合金1，其他化学成分的含量与合金1相同。
进一步，所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法中合金化阶段1和2中按照工艺要求加入顺序依次加入合金，加入的一种合金全熔后再加入另一种合金。
进一步，所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法中浇注阶段1和2中均采用带电浇注模式。
进一步，所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法中浇注阶段1前根据铸模容量和合金1的质量要求确定浇注终点，在铸模的相应位置做好标线。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
1.本发明在浇注阶段1完成后根据合金2与合金1的成分差异补加合金，避免了在产品开发阶段所炼钢种的部分元素成分要求不同，其他元素成分要求相同，由于是不同炉次生产的导致要求相同的成分相差较大，最终造成需要对比的差异成分引起的性能变化被误导的情况。
2.本发明采用同一炉次生产不同化学成分合金，提高了生产效率和材料利用率，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例中不同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注工艺图。
具体实施方式
以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但不限于此。
以使用150kg真空感应炉生产2只(单只重量75kg)合金为例。
合金1的化学成分目标要求为：C 0.1％、Si≤0.01、Mn 1.65％、Cr 0.14％、Ni0.85％、Cu 0.15％、Mo 0.45％(wt.％)；合金2的化学成分目标要求为：C 0.1％、Si 0.2％、Mn 1.65％、Cr 0.14％、Ni 0.85％、Cu 0.15％、Mo 0.45％(wt.％)。
(1)熔化期：装料前，根据合金1化学成分要求以150kg为基进行配料。在铸模内刻好标线，保证钢液进入铸模内，钢液面到达此标线时钢液重量为75kg。
初装料为C、Cr、Cu、Ni、Mo及工业纯铁，合金加入量根据合金1的成分计算，在合金熔化过程中调整熔炼功率和向炉内充入保护气体以确保初装料顺利熔化；
(2)精炼期：本钢种只有一个精炼阶段，精炼时间为15min，精炼温度为1610℃-1630℃，精炼真空度为炉内压力越低越好，本实施例中精炼真空度为炉内压力20-30Pa。
(3)合金化阶段1：加Mn，根据合金1成分计算Mn加入量，合金加入前向炉内充入15000Pa保护气体；
(4)浇注阶段1：合金化阶段1完成后，取样分析钢水化学成分并进行适当微调，待成分满足合金1成分要求后，测温并保证钢液温度在1570℃-1580℃时进行带电浇注，当铸模内钢液面到达标线即停止浇注完成合金1浇注；
(5)合金化阶段2：合金1浇注完成后即补加Si，此时坩埚内剩余钢水量为75kg，以75kg为基计算Si的加入量；
(6)浇注阶段2：合金化阶段2完成后，取样分析化学成分并进行适当微调，使钢液化学成分满足合金2成分要求，测温并保证钢液温度在1570℃-1580℃时带电浇注成合金2。具体工艺过程见图1。
脱模后，在两只钢锭的相同位置取样，在基本相同的条件下分析化学成分。合金1化学成分为C 0.099％、Si 0.003、Mn 1.654％、Cr 0.153％、Ni 0.853％、Cu 0.157％、Mo0.452％(wt.％)；合金2化学成分为C 0.097％、Si 0.209％、Mn1.648％、Cr 0.154％、Ni0.855％、Cu 0.156％、Mo 0.455％(wt.％)，两只锭要求相同的元素成分上相差不大，要求不同的元素成分控制达标。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，其特征在于：合金的冶炼浇注工艺包括熔化期、精炼期、合金化阶段1、浇注阶段1、合金化阶段2和浇注阶段2；其中：
(1)熔化期：初装料为基体合金及难熔难氧化合金，合金加入量根据合金1的成分计算，在合金熔化过程中调整熔炼功率和向炉内充入保护气体；
(2)精炼期：只有一个精炼期，根据所炼钢种化学成分分为两个或多个精炼阶段，所有精炼阶段都在合金化阶段1之前完成，精炼期在高温高真空条件下进行，精炼时间根据钢种要求确定；
(3)合金化阶段1：加入易挥发易氧化合金，根据合金1成分计算合金加入量，合金加入前向炉内充入保护气体；
(4)浇注阶段1：在合金化阶段1完成后取样分析钢水化学成分，待成分满足合金1成分要求后，测温并保证出钢温度在允许范围内后带电浇注成合金1；
(5)合金化阶段2：合金1浇注完成后即补加合金，使钢液化学成分满足合金2成分要求；
(6)浇注阶段2：在合金化阶段2完成后取样分析钢水化学成分，待成分满足合金2成分要求后，测温并保证出钢温度在允许范围内后带电浇注成合金2。
2.根据权利要求1所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，其特征在于：所述的合金2的某一或某几种化学成分的含量高于合金1，其他化学成分的含量与合金1相同。
3.根据权利要求1所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，其特征在于：所述的合金化阶段1和2中按照工艺要求加入顺序依次加入合金，加入的一种合金全熔后再加入另一种合金。
4.根据权利要求1所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，其特征在于：所述的浇注阶段1和2中均采用带电浇注模式。
5.根据权利要求1所述的同炉次不同化学成分合金的冶炼浇注方法，其特征在于：所述的浇注阶段1前根据铸模容量和合金1的质量要求确定浇注终点，在铸模的相应位置做好标线。
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