CN112646955A - 一种合金钢的提纯方法和应用 - Google Patents

一种合金钢的提纯方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112646955A
CN112646955A CN202011380365.3A CN202011380365A CN112646955A CN 112646955 A CN112646955 A CN 112646955A CN 202011380365 A CN202011380365 A CN 202011380365A CN 112646955 A CN112646955 A CN 112646955A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy steel
alloy
steel
temperature
power
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.)
Pending
Application number
CN202011380365.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨金侠
侯桂臣
谢君
谭明晖
周亦胄
孙晓峰
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.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
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 Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN202011380365.3A priority Critical patent/CN112646955A/zh
Publication of CN112646955A publication Critical patent/CN112646955A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明涉及精密铸造和材料制备技术领域，具体为一种合金钢的提纯方法和应用。采用真空冶炼炉进行冶炼，之后进行低功率烘烤，大功率快速熔化直至炉料全部熔化清，保温后停电降温至钢水表面凝固结膜；然后进行低温电磁搅拌：提高功率将凝固结膜冲开，加频率60～100Hz电磁场，连续搅动1～300s。再后进行浇注，浇注温度1350～1450℃，浇注速度200～600m/s；浇注后模管冷却到100℃以下退出合金钢锭，对钢锭进行时效处理。本发明适用于合金钢的冶炼过程，亦可推广到所有金属材料的冶炼过程，能够切实有效地解决合金钢的纯净度问题，具有较高的经济效益和长远的应用前景。

Description

一种合金钢的提纯方法和应用
技术领域
本发明涉及精密铸造和材料制备技术领域，具体为一种合金钢的提纯方法和应用。
背景技术
随着现代工业的技术进步和迅速发展，高新技术的涌现，对金属材料的使用要求越来越高，广泛应用于各个领域的合金钢对纯净度要求越来越严，均要求其有害杂质元素O、N、P、S、H等尽量降低，甚至一些合金钢要降到ppm级，因此在冶炼时提纯合金钢就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合金钢的提纯方法和应用，能够切实有效地解决合金钢的纯净度问题。
本发明的技术方案是：
一种合金钢的提纯方法，包括如下步骤：
(1)采用真空冶炼炉进行冶炼；
(2)高温精炼；
首先，在20～60Kw的低功率下烘烤炉料，当真空度保持在1Pa以内时，在80～120Kw的大功率下快速熔化直至炉料全部熔化清；然后，在1500～1650℃温度区间保温10～30min；最后，停电降温至钢水表面凝固结膜；
(3)低温电磁搅拌；
提高功率将凝固结膜冲开，加频率60～130Hz电磁场，连续搅动1～300s；
(4)对合金钢锭模管进行处理；
(5)低温浇注。
所述的合金钢的提纯方法，步骤(1)中，原材料堆放顺序为：首先放置W、Ni、Nb金属和石墨，然后放置Cr、Fe金属，最后放置Al、Ti。
所述的合金钢的提纯方法，步骤(4)中，合金钢锭模管采用铸铁材质，模管壁厚10～30mm，长度500～2000mm。
所述的合金钢的提纯方法，步骤(4)中，合金钢锭模管加热到200～1050℃，保温1～8h。
所述的合金钢的提纯方法，步骤(5)中，浇注温度1350～1450℃，浇注速度200～600m/s。
所述的合金钢的提纯方法，合金钢锭模管冷却到100℃以下退出合金钢锭，对钢锭表面进行打磨、抛光和清洗。
所述的合金钢的提纯方法，对钢锭进行时效处理：时间≥4h，温度200～300℃。
所述的合金钢的提纯方法的应用，该方法适用于所有金属材料的制备过程，特别适用于合金钢的提纯过程。
本发明的设计思想是：
本发明意在通过高温精炼、低温精炼和电磁搅动等方法，对合金钢进行提纯净化，实现对合金钢中O、N、P、S、H等杂质元素的去除，提高合金钢的纯净度。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明用于合金钢的制备和生产，主要解决合金钢的纯净度问题。
2.本发明可以直接应用于生产实际，具有很大的实用性和可控性。
3.本发明能够改善了合金钢的冶炼质量，提高合金钢的纯净度和质量稳定性。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明一种合金钢的提纯方法和应用包括如下过程：
首先，采用真空冶炼炉进行冶炼，原材料按一定配比依次放置W、Ni、Nb、石墨、Cr、Fe、Al、Ti等。之后进行低功率烘烤，当真空度保持在1Pa以内时，大功率快速熔化直至炉料全部熔化清。接着，在1500～1650℃温度区间保温10～30min。停电降温至钢水表面凝固结膜。然后，进行低温电磁搅拌：提高功率将凝固结膜冲开，加频率80～120Hz电磁场，连续搅动100～200s。再后，进行浇注，浇注温度1350～1400℃，浇注速度200～600m/s；浇注用的合金钢锭模管采用铸铁材质，模管壁厚10～30mm，长度500～2000mm。合金钢锭模管加热到600～1000℃，保温1～8h。浇注后合金钢锭模管冷却到100℃以下退出合金钢锭，对钢锭表面进行打磨、抛光和清洗；对钢锭进行时效处理：时间为6～12h，温度200～300℃。
下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，合金钢的提纯方法如下：
首先，采用真空冶炼炉进行冶炼100Kg的1Cr18Ni9Ti不锈钢锭，按配比依次放置Ni、石墨、Cr、Fe、Ti等。之后进行30Kw功率烘烤，当真空度保持在1Pa以内时，加大功率90Kw快速熔化直至炉料全部熔化清。接着，在1650℃温度区间保温10min，停电降温至钢水表面凝固结膜。然后，提高功率将凝固结膜冲开，施加电磁场：频率100Hz，连续搅动180s。再后进行浇注，浇注温度1390℃，浇注速度200m/s；浇注用铸铁模管，模管壁厚20mm，长度1000mm。模管加热到600℃，保温4h。浇注后模管冷却到100℃以下退出钢锭，对钢锭表面进行打磨、抛光和清洗；对钢锭进行时效处理：时间6h，温度280℃，检测杂质元素含量。
表1为不同方法冶炼合金锭的杂质元素含量对比。与常规方法比较，杂质元素含量明显降低。
实施例2
本实施例中，合金钢的提纯方法如下：
首先，采用真空冶炼炉进行冶炼50Kg的1Cr13不锈钢锭，按配比依次放置Ni、石墨、Cr、Fe、Ti等。之后进行50Kw功率烘烤，当真空度保持在1Pa以内时，加大功率100Kw快速熔化直至炉料全部熔化清。接着，在1450℃温度区间保温20min，停电降温至钢水表面凝固结膜。然后，提高功率将凝固结膜冲开，施加电磁场：频率90Hz，连续搅动120s。再后进行浇注，浇注温度1390℃，浇注速度600m/s；浇注用铸铁模管，模管壁厚10mm，长度600mm。模管加热到800℃，保温2h。浇注后模管冷却到100℃以下退出钢锭，对钢锭表面进行打磨、抛光和清洗；对钢锭进行时效处理：时间12h，温度220℃，检测杂质元素含量。
表1为不同方法冶炼合金锭的杂质元素含量对比。与常规方法比较，杂质元素含量明显降低。
表1
项目 P，wt％ S，wt％ O，wt％ N，wt％ H，wt％
常规方法 0.052 0.85 0.55 0.08 0.05
实施例1 0.028 0.05 0.025 0.025 0.042
实施例2 0.038 0.15 0.035 0.015 0.012
实施例结果表明，采用本发明合金钢的提纯方法和应用，可以使合金钢杂质元素的含量达到如下指标：P≤0.040wt％、S≤0.20wt％、O≤0.040wt％、N≤0.030wt％、H≤0.050wt％。从而，适用于合金钢的冶炼过程，亦可推广到所有金属材料的冶炼过程，具有较高的经济效益和长远的应用前景。

Claims (8)

1.一种合金钢的提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用真空冶炼炉进行冶炼；
(2)高温精炼；
首先，在20～60Kw的低功率下烘烤炉料，当真空度保持在1Pa以内时，在80～120Kw的大功率下快速熔化直至炉料全部熔化清；然后，在1500～1650℃温度区间保温10～30min；最后，停电降温至钢水表面凝固结膜；
(3)低温电磁搅拌；
提高功率将凝固结膜冲开，加频率60～130Hz电磁场，连续搅动1～300s；
(4)对合金钢锭模管进行处理；
(5)低温浇注。
2.根据权利要求1所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，步骤(1)中，原材料堆放顺序为：首先放置W、Ni、Nb金属和石墨，然后放置Cr、Fe金属，最后放置Al、Ti。
3.根据权利要求1所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，步骤(4)中，合金钢锭模管采用铸铁材质，模管壁厚10～30mm，长度500～2000mm。
4.根据权利要求1所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，步骤(4)中，合金钢锭模管加热到200～1050℃，保温1～8h。
5.根据权利要求1所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，步骤(5)中，浇注温度1350～1450℃，浇注速度200～600m/s。
6.根据权利要求1所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，合金钢锭模管冷却到100℃以下退出合金钢锭，对钢锭表面进行打磨、抛光和清洗。
7.根据权利要求6所述的合金钢的提纯方法，其特征在于，对钢锭进行时效处理：时间≥4h，温度200～300℃。
8.一种权利要求1至7之一所述的合金钢的提纯方法的应用，其特征在于，该方法适用于所有金属材料的制备过程，特别适用于合金钢的提纯过程。
CN202011380365.3A 2020-11-30 2020-11-30 一种合金钢的提纯方法和应用 Pending CN112646955A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011380365.3A CN112646955A (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种合金钢的提纯方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011380365.3A CN112646955A (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种合金钢的提纯方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112646955A true CN112646955A (zh) 2021-04-13

Family

ID=75349812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011380365.3A Pending CN112646955A (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种合金钢的提纯方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112646955A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106868345A (zh) * 2017-03-01 2017-06-20 江苏隆达超合金航材有限公司 一种大幅降低镍基高温合金中n元素含量的真空感应熔炼工艺
CN107686901A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 中国科学院金属研究所 一种采用纯钙线的高纯镍或高温合金冶炼方法
CN110872653A (zh) * 2018-09-04 2020-03-10 中国科学院金属研究所 一种控制Inconel690合金中氮含量的冶炼方法
EP3720982A1 (de) * 2017-12-04 2020-10-14 VDM Metals International GmbH Verfahren zur herstellung einer nickel-basislegierung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107686901A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 中国科学院金属研究所 一种采用纯钙线的高纯镍或高温合金冶炼方法
CN106868345A (zh) * 2017-03-01 2017-06-20 江苏隆达超合金航材有限公司 一种大幅降低镍基高温合金中n元素含量的真空感应熔炼工艺
EP3720982A1 (de) * 2017-12-04 2020-10-14 VDM Metals International GmbH Verfahren zur herstellung einer nickel-basislegierung
CN110872653A (zh) * 2018-09-04 2020-03-10 中国科学院金属研究所 一种控制Inconel690合金中氮含量的冶炼方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚力强等: "真空感应熔炼低气体含量32CrMnSi2Ni6MoV的工艺研究", 《钢铁研究》 *
王建明等: "《镍基铸造高温合金》", 31 October 2014, 冶金工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109457167B (zh) 采用真空感应熔炼不同Fe含量的CuFe合金材料的制备方法
CN102337462B (zh) 一种GCr15轴承钢管的生产方法
CN113649415A (zh) 一种高强度铝合金焊丝制备工艺
CN102312168A (zh) 一种预硬态塑料模具钢钢板及其制造方法
CN104775077A (zh) 超细晶因瓦合金薄带及其制备方法
CN112030077A (zh) 一种含锰高强低密度钢及其制备方法和应用
CN111074103A (zh) 一种压铸铝合金及其精炼工艺
CN107541591B (zh) 一种超级电磁纯铁dt4c棒材的制造方法
CN111621666B (zh) 一种Cu-Cr系列合金板带的轧制方法
CN113293318A (zh) 一种低氧含量铜铁合金的制备方法
CN105624558B (zh) 铁钴合金及其制备方法
CN112646955A (zh) 一种合金钢的提纯方法和应用
CN111910062A (zh) 一步法钢丝热拔工艺
CN114774762A (zh) 一种良好低倍质量h13热作模具钢棒材生产方法
CN108085537A (zh) 控制合模面变形的铜合金玻璃模具生产方法
CN113621894A (zh) 一种FeCrAl合金钢带的制备方法
CN109402358B (zh) 高硅钢薄带的轧制方法
CN114645151A (zh) 一种高强高导铜合金及其生产方法
CN112522636A (zh) 一种Nb掺杂的铁铬钴永磁合金及其制备方法
TWI557244B (zh) 耐蝕高鎳合金的製造方法
CN111618533B (zh) 一种长寿命、低成本烙铁头的制备方法
CN107937837A (zh) 一种高性能制药模具的制造方法
CN108838206A (zh) 提高铝不锈钢复合板材性能的方法及铝不锈钢复合板材
CN115874073B (zh) 一种高熵合金的熔炼方法
CN112746181B (zh) 一种电子束精炼细化高温合金中碳化物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210413

RJ01 Rejection of invention patent application after publication