CN113025870B - 一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。本发明提供的上述制备方法能够有效控制冷作模具钢中非金属夹杂物含量；另外，本发明采用廉价的碳元素脱氧，取消了电炉预还原，避免了电炉、LF炉出钢后的出渣环节，减少了稀土加入量，通过上述多方面措施大大降低了冶炼成本。

Description

一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，特别涉及一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法。
背景技术
冷作模具钢是指金属在冷态(室温)下变形或成形所使用的模具钢。冷作模具钢的钢号诸多，一般采用高碳过共析钢和莱氏钢体，如碳素工具钢、低合金油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳铬型冷作模具钢、高度钢……等。
其中，高碳铬型冷作模具钢的常规冶炼工艺为：EF(电炉)冶炼→LF(钢包精炼炉)精炼→VD(真空处理)→模铸。EF采用返回法冶炼，钢水经预还原初脱氧后进LF精炼，LF炉脱氧、脱硫及合金化后，进VD真空处理，VD结束加稀土、软吹氩后浇注。
传统工艺的脱氧任务主要是靠铝元素完成的，钢液中存在大量的Al2O3脱氧产物，而稀土极易与该类脱氧产物反应生成稀土氧化物或铝酸稀土，固溶稀土量少，不能较好的起到改善冷作模具钢热塑性的目的，还产生了大量的稀土夹杂物，降低了钢液的洁净度。受稀土夹杂物的限制，传统工艺冷作模具钢的B类夹杂评级普遍偏高，且波动很大，难以满足高端市场的需求，且冶炼成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法。本发明的制备方法能够有效降低冷作模具钢中非金属夹杂物的含量和稀土夹杂物含量，且降低冶炼成本。
本发明提供了一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；
所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；
b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；
c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；
d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。
优选的，所述碳粉的加入量为2～2.5kg/t钢。
优选的，所述步骤b)中，所述VD真空处理包括：
钢水入VD工位的温度为1581～1589℃，通入惰性气体并控制惰性气体流量为20NL/min，在3～5min内抽真空至真空度达到67Pa；增大惰性气体流量至60～70NL/min，在1～3min内使真空度达到6.7Pa；继续增加惰性气体流量至170～180NL/min，保持15～25min后，调整惰性气体流量至20NL/min并破空。
优选的，所述步骤b)中，所述VD真空处理的总时间为20～30min；所述惰性气体为氩气。
优选的，所述步骤a)中，所述石灰的加入量为6.8～7.5kg/t钢；所述钢包精炼渣的加入量为2.2～2.5kg/t钢；
所述钢包精炼渣为Al2O3基精炼渣，其中，Al2O3的含量为78.0wt％～84.0wt％。
优选的，所述步骤c)中，先向所述脱氧钢液中加入Al线后，再转入LF炉中进行LF炉精炼；
所述LF炉精炼过程中加入石灰、钢包精炼渣和碳粉。
优选的，所述Al线的直径为10mm，加入量为1～2m/t钢；
所述LF炉精炼过程中，加入的石灰量为4.7～5kg/t钢，钢包精炼渣量为2.2～2.5kg/t钢，碳粉量为2kg/t钢。
优选的，所述步骤c)中，所述合金化的温度为1510～1530℃。
优选的，所述步骤c)中，所述稀土为镧铈合金；所述稀土的用量为0.125kg/t钢；
所述稀土的加入条件为：所得炉渣变白形成白渣，所述白渣保持时间≥15min，且钢液温度为1470～1490℃时，加入稀土。
优选的，所述步骤d)中，所述吊包的温度为1440～1450℃。
本发明提供的制备方法采用的工艺路线为：EBT(电炉)+VD(真空处理)+LF(钢包精炼炉)+模铸，将脱氧制度改进为VD真空碳脱氧，并优化稀土加入，能够有效控制冷作模具钢中非金属夹杂物含量；另外，本发明采用廉价的碳元素脱氧，取消了电炉预还原，避免了电炉、LF炉出钢后的出渣环节，减少了稀土加入量，通过上述多方面措施大大降低了冶炼成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例制备方法与现有技术的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；
所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；
b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；
c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；
d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。
本发明提供的制备方法采用的工艺路线为：EBT(电炉)+VD(真空处理)+LF(钢包精炼炉)+模铸，将脱氧制度改进为VD真空碳脱氧，并优化稀土加入，能够有效控制冷作模具钢中非金属夹杂物含量；另外，本发明采用廉价的碳元素脱氧，取消了电炉预还原，避免了电炉、LF炉出钢后的出渣环节，减少了稀土加入量，通过上述多方面措施大大降低了冶炼成本。
关于步骤a)：将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；所述出钢的过程中加入石灰和钢包精炼渣。
本发明对所述原料的种类没有特殊限制，为本领域冶炼高碳铬冷作模具钢的常规原料即可，由碳切头、返回料及高铬料组成。本发明中，所述电炉优选采用EBT偏心底出钢电炉。所述冶炼的方法优选为返回吹氧法冶炼。
本发明中，电炉不进行预还原操作，钢水温度升至1660～1691℃时向炉中加入碳粉，然后直接出钢。在本发明的一些实施例中，钢水温度升至1678℃、1682℃或1691℃时向炉中加入碳粉。
本发明中，加入碳粉的方式优选为喷入。所述碳粉的加入量优选为2～2.5kg/t钢。在本发明的一些实施例中，所述碳粉的加入量为2.1kg/t钢。
本发明中，所述出钢的过程中加渣料。所述渣料包括石灰和钢包精炼渣。具体的，所述渣料为石灰和钢包精炼渣，或者，所述渣料为石灰、钢包精炼渣和增碳剂。
其中：
所述石灰的加入量优选为6.8～7.5kg/t钢。在本发明的一些实施例中，所述石灰的加入量为7.03kg/t钢、6.89kg/t钢或7.06kg/t钢。
所述钢包精炼渣的加入量优选为2.2～2.5kg/t钢。在本发明的一些实施例中，所述钢包精炼渣的加入量为2.34kg/t钢、2.30kg/t钢或2.36kg/t钢。所述钢包精炼渣为Al2O3基精炼渣；所述Al2O3基精炼渣中Al2O3的含量优选为78.0wt％～84.0wt％。本发明对所述钢包精炼渣的来源没有特殊限制，为一般市售品即可，由炼钢辅料供应商提供。本发明中，优选的，所述钢包精炼渣的成分组成如表1所示：
表1钢包精炼渣的成分组成
Figure BDA0002958004410000041
所述增碳剂优选为固定碳≥98.5％、水分含量≤0.5％高吸收率的颗粒，颗粒直径为0.2～1mm。所述增碳剂的加入量优选为0～1.5kg/t钢。在本发明的一些实施例中，所述增碳剂的加入量为1kg/t钢或1.5kg/t钢。
出钢过程中加入上述渣料，然后得到钢水。电炉中的高Cr2O3含量的炉渣留在炉中作为下一炉钢的渣料使用。
关于步骤b)：将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液。
本发明中，步骤a)中电炉出钢后直接进入VD工位，进行真空处理，此时钢水中氧含量很高，真空处理初期碳氧反应剧烈，VD真空处理的条件优选为如下：钢水入VD工位的温度为1581～1589℃，通入惰性气体并控制惰性气体流量为20NL/min，在3～5min内抽真空至真空度达到67Pa；增大惰性气体流量至60～70NL/min，在1～3min内使真空度达到6.7Pa；继续增加惰性气体流量至170～180NL/min，保持15～25min后，调整惰性气体流量至20NL/min并破空。本发明中，惰性气体流量随真空处理时间的增加而逐渐加大，真空处理的总时间优选为20～30min。本发明中，所述惰性气体优选为氩气。在本发明的一些实施例中，钢水入VD工位的温度为1581℃、1582℃或1589℃。
本发明的上述VD真空处理过程在高真空的条件下进行，不仅完成了碳脱氧的任务，还能有效去除钢中的氢、氮及大部分的脱硫任务。其中，采用碳作为主要脱氧剂，脱氧产物通过CO气体逸出钢液，钢液的洁净度得到明显改善，另外，碳料廉价，成本优势明显。
上述VD真空处理破空后，得到钢水即脱氧钢液。所述脱氧钢液的温度优选为1482～1497℃；在本发明的一些实施例中，所述温度为1482℃、1488℃或1497℃。
关于步骤c)：将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液。
本发明中，在步骤b)的VD真空处理结束后，优选先喂入Al线后，再转入LF炉中进行LF炉精炼。其中，所述Al线的直径优选为10mm；所述Al线的加入量为1～2m/t钢；在本发明的一些实施例中，所述Al线加入量为1.5m/t钢或2m/t钢。
本发明中，钢包转到LF炉后，优选加入石灰、钢包精炼渣和碳粉进行精炼。其中，所述石灰的加入量优选为4.7～5kg/t钢，在本发明的一些实施例中，石灰的加入量为4.68kg/t钢、4.59kg/t钢、4.73kg/t钢。所述钢包精炼渣的加入量优选为2.2～2.5kg/t钢，在本发明的一些实施例中，钢包精炼渣的加入量为2.34kg/t钢、2.29kg/t钢、2.36kg/t钢。所述碳粉的加入量优选为2kg/t钢。
所述钢包精炼渣为Al2O3基精炼渣；所述Al2O3基精炼渣中Al2O3的含量优选为78.0wt％～84.0wt％。本发明对所述钢包精炼渣的来源没有特殊限制，为一般市售品即可，由炼钢辅料供应商提供。本发明中，优选的，所述钢包精炼渣的成分组成如上文表1所示。
所述碳粉优选以分批的方式加入包中(即不是一次性投入)，优选少量、多次的添加方式加入到渣面上保持还原气氛。
本发明中，加入上述石灰、钢包精炼渣和碳粉后，优选升温至1510～1530℃进行合金化；在本发明的一些实施例中，升温至1520℃、1528℃或1533℃。合金化是指根据目标合金向LF炉中加合金调整化学成分，本发明对合金化的操作没有特殊限制，按照本领域产规格合金化操作进行即可。
本发明中，经合金化后，加入稀土。本发明中，所述稀土的加入条件优选为：所得炉渣变白形成白渣，白渣保持时间≥15min，且钢液温度为1470～1490℃时，加入稀土。在本发明的一些实施例中，白渣保持时间为18min或22min。在本发明的一些实施例中，所述钢液温度为1480℃、1485℃或1488℃。
本发明中，所述烯土优选为镧铈合金。所述稀土的加入量优选为0.125kg/t钢。本发明中，加入稀土后，优选还进行：软吹氩气镇静；上述吹氩的时间为≥20min，得到合金液，然后再进行后续处理。
关于步骤d)：将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。
本发明中，所述吊包的温度优选为1440～1450℃；在本发明的一些实施例中，吊包温度为1447℃、1448℃或1450℃。吊包浇注后进行轧制，本发明对上述操作没有特殊限制，按照本领域常规操作进行即可。经上述处理，得到模具钢。本发明制备的模具钢为高碳铬型冷作模具钢，具体为Cr12MoV钢。
与现有技术相比，本发明提供的制备方法具有以下有益效果：
采用碳元素在VD炉高真空条件下脱去钢中的氧，最大限度的减少了脱氧产物对钢液的危害。取消电炉预还原、增加VD过程脱氧、脱硫功能后，冶炼效率可大幅提升10％-20％左右；取消电炉预还原造渣过程、大幅减少高价脱氧剂铝的用量后可使顿钢冶炼成本降低60-100元/t钢左右。稀土加入时间选择在LF炉处理末期，可大幅因加稀土带来的含稀土的复合夹杂物，且稀土用量也可以减少到传统工艺的25％左右；B类夹杂小于等于1.0级的比例比传统工艺可提高15％左右。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例及对比例中，所用Al2O3基钢包精炼渣如前文所述。所用稀土为镧铈合金，采购标准为：T/BTXT 0002-2016，稀土含量≥99.7％，由包头市中科投资管理有限公司提供的高纯稀土。本发明实施例制备方法的流程与现有技术流程的对比参见图1，图1为本发明实施例制备方法与现有技术的流程图。
实施例1
S1、采用碳切头、返回料及高铬配料，在40tEBT电炉冶炼Cr12MoV钢，炉料全熔并升温到1682℃后向炉中喷焦炭粒100kg(即2.1kg/t钢)。而后出钢到钢包，钢水量为42.7t，出钢前钢水含碳1.34％、含铬10.58％、含硫0.017％。
电炉出钢过程中加石灰300kg(即7.03kg/t钢)、Al2O3基钢包精炼渣100kg(即2.34kg/t钢)。
S2、步骤S1出钢后钢水直接进入VD工位进行真空处理，钢水入VD工位温度为1589℃，控制氩气流量为20NL/min，启动机械泵开始抽真空；真空时间3分52秒后真空度达到67pa，调整氩气流量到70NL/min；真空时间5分48秒后真空度达到6.7pa，调整氩气流量到170NL/min；真空时间24分钟12秒后调整氩气流量到20NL/min并破空。
破空后钢水温度1497℃，钢水C含量1.32％、Cr含量10.61％、S含量0.006％，VD过程脱硫率为64.71％。
S3、VD真空处理结束后喂入直径为10mm的Al线1.5m/t钢后转LF炉精炼，LF炉冶炼时加石灰200kg(即4.68kg/t钢)、精炼渣100kg(即2.34kg/t钢)、总量80kg的碳粉(即1.87kg/t钢)加入到包中。其中，碳粉分批量加入。
补加上述物料后，送电升温至1520℃进行合金化；取样时炉渣变白，取样后18分钟(此时钢液温度为1482℃)用插稀土专用插杆插入5kg稀土(即0.117kg/t钢)，插完稀土软吹氩25分钟后吊包浇注，吊包温度1450℃。
钢锭轧制成扁钢后在钢材上取样，得到以下几方面的检测数据：
1、采用TC-500氧氮分析仪分析的氧含量为13ppm；
2、采用TC-500氧氮分析仪分析的氮含量为120ppm；
3、采用原子发射光谱法测定稀土含量为0.0055％，稀土收得率44％；
4、按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》的标准，检测本发明实施例1的非金属夹杂物，检测结果如下表2所示：
表2实施例1所得产品的非金属夹杂物
编号 A粗 A细 B粗 B细 C粗 C细 D粗 D细
1 0 0.5 0 1 0 0 0 0
2 0 0.5 0 1 0 0 0 0
3 0 0.5 0 0.5 0 0 0 0
4 0 0.5 0 0.5 0 0 0 0
实施例2
S1、采用碳切头、返回料及高铬配料，在40tEBT电炉冶炼Cr12MoV钢，炉料全熔并升温到1678℃后向炉中喷焦炭粒100kg(即2.08kg/t钢)。而后出钢到钢包，钢水量为43.5t，出钢前钢水含碳1.26％、含铬10.21％、含硫0.027％。
电炉出钢过程中加石灰300kg(即6.89kg/t钢)、Al2O3基钢包精炼渣200kg(即2.30kg/t钢)、增碳剂60kg(即1.38kg/t钢)。
S2、步骤S1出钢后钢水直接进入VD工位进行真空处理，钢水入VD工位温度为1582℃，控制氩气流量为20NL/min，启动机械泵开始抽真空；真空时间3分58秒后真空度达到67pa，调整氩气流量到70NL/min；真空时间5分55秒后真空度达到6.7pa，调整氩气流量到170NL/min；真空时间23分钟08秒后调整氩气流量到20NL/min并破空。
破空后钢水温度1488℃，钢水C含量1.31％、Cr含量10.25％、S含量0.014％，VD过程脱硫率为48.1％。
S3、VD真空处理结束后喂入直径为10mm的Al线2m/t钢后转LF炉精炼，LF炉冶炼时加石灰200kg(即4.59kg/t钢)、精炼渣100kg(即2.29kg/t钢)、总量80kg的碳粉(即1.84kg/t钢)加入到包中。其中，碳粉分批量加入。
补加上述物料后，送电升温至1528℃加增碳剂1.5kg/t后进行合金化；取样时炉渣变白，取样后18分钟(此时钢液温度为1485℃)用插稀土专用插杆插入5kg稀土(即1.15kg/t钢)，插完稀土软吹氩23分钟后吊包浇注，吊包温度1448℃。
钢锭轧制成扁钢后在钢材上取样，得到以下几方面的检测数据：
1、采用TC-500氧氮分析仪分析的氧含量为11ppm；
2、采用TC-500氧氮分析仪分析的氮含量为130ppm；
3、采用原子发射光谱法测定稀土含量为0.0049％，稀土收得率39.2％；
4、按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》的标准，检测本发明实施例2的非金属夹杂物，检测结果如下表3所示：
表3实施例2所得产品的非金属夹杂物
编号 A粗 A细 B粗 B细 C粗 C细 D粗 D细
3 0 0.5 0 0.5 0 0 0 0
4 0 0.5 0 0.5 0 0 0 0
实施例3
S1、采用碳切头、返回料及高铬配料，在40tEBT电炉冶炼Cr12MoV钢，炉料全熔并升温到1691℃后向炉中喷焦炭粒100kg(即2.04kg/t钢)。而后出钢到钢包，钢水量为42.3t，出钢前钢水含碳1.26％、含铬10.79％、含硫0.021％。
电炉出钢过程中加石灰300kg(即7.06kg/t钢)、Al2O3基钢包精炼渣100kg(即2.36kg/t钢)、增碳剂80kg(即1.89kg/t钢)。
S2、步骤S1出钢后钢水直接进入VD工位进行真空处理，钢水入VD工位温度为1581℃，控制氩气流量为20NL/min，启动机械泵开始抽真空；真空时间3分51秒后真空度达到67pa，调整氩气流量到60NL/min；真空时间6分12秒后真空度达到6.7pa，调整氩气流量到170NL/min；真空时间23分钟52秒后调整氩气流量到20NL/min并破空。
破空后钢水温度1482℃，钢水C含量1.35％、Cr含量10.83％、S含量0.008％，VD过程脱硫率为61.90％。
S3、VD真空处理结束后喂入直径为10mm的Al线1.5m/t钢后转LF炉精炼，LF炉冶炼时加石灰200kg(即4.73kg/t钢)、精炼渣100kg(即2.36kg/t钢)、总量80kg的碳粉(即1.89kg/t钢)加入到包中。其中，碳粉分批量加入。
补加上述物料后，送电升温至1533℃加增碳剂1.0kg/t钢后进行合金化；取样时炉渣变白，取样后22分钟(此时钢液温度为1488℃)用插稀土专用插杆插入5kg稀土(即0.118kg/t钢)，插完稀土软吹氩25分钟后吊包浇注，吊包温度1447℃。
钢锭轧制成扁钢后在钢材上取样，得到以下几方面的检测数据：
1、采用TC-500氧氮分析仪分析的氧含量为12ppm；
2、采用TC-500氧氮分析仪分析的氮含量为140ppm；
3、采用原子发射光谱法测定稀土含量为0.0058％，稀土收得率46.4％；
4、按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》的标准，检测本发明实施例3的非金属夹杂物，检测结果如下表4所示：
表4实施例3所得产品的非金属夹杂物
编号 A粗 A细 B粗 B细 C粗 C细 D粗 D细
1 0 0.5 0 1 0 0 0 0
2 0 0.5 0 0.5 0 0 0 0
对比例1
S1、采用碳切头、返回料及高铬配料，在40tEBT电炉冶炼Cr12MoV钢，炉料全熔并升温到1610℃开始预还原，预还原加石灰600kg，铝块100kg，硅钙块100kg，碳粉80kg，吹氮气搅拌，在钢液脱氧及流动性良好条件下，流渣部分，取样。后出钢到钢包，钢水量为43.5t，所述出钢前钢水含碳1.24％、含铬11.12％、含硫0.025％。
S2、电炉出完钢后除去预还原炉渣后进LF工位，喂铝线150m后加石灰600kg，Al2O3基钢包精炼渣300kg，送电升温至1540℃。全程使用总量80kg的C粉保持还原气氛。
S4、升温到1560℃加合金调整成分进行合金化，然后升温到1638℃。LF炉处理结束，吊包到VD进行真空处理。其中，LF炉处理结束所得钢水含碳1.55％、含铬11.83％、含硫0.006％。
出钢后除去约2/3的还原渣进VD工位进行真空处理。氩气流量为40NL/min，真空时间4分58秒后真空度达到67pa，调整氩气流量到150NL/min；在67pa以下保持时间27分钟后调整氩气流量到30NL/min并破空。
S5、破空后钢水温度1494℃，加稀土20kg，加完稀土后软吹氩35分钟后吊包浇注，吊包温度1448℃。
钢锭轧制成扁钢后在钢材上取样，得到以下几方面的检测数据：
1、采用TC-500氧氮分析仪分析的氧含量为21ppm；
2、采用TC-500氧氮分析仪分析的氮含量为130ppm；
3、采用原子发射光谱法测定稀土含量为0.011％，稀土收得率22％；
4、按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》的标准，检测对比例1的非金属夹杂物，检测结果如下表5所示：
表5对比例1所得产品的非金属夹杂物
编号 A粗 A细 B粗 B细 C粗 C细 D粗 D细
1 0 0.5 0 2 0 0 0.5 1
2 0 0.5 0 2.5 0 0 0 0
3 0 0.5 0 1 0 0 0 1
4 0 0.5 0 2 0 0 0 0
对比例2
S1、采用碳切头、返回料及高铬配料，在40tEBT电炉冶炼Cr12MoV钢，炉料全熔并升温到1610℃开始预还原，预还原加石灰600kg、铝块100kg、硅钙块100kg、碳粉80kg，吹氮气搅拌，在钢液脱氧及流动性良好条件下，流渣部分，取样。后出钢到钢包，钢水量为42.8t，所述出钢前钢水含碳1.21％、含铬10.56％、含硫0.024％。
S2、电炉出完钢后除去预还原炉渣后进LF工位，喂铝线150m后加石灰600kg，Al2O3基钢包精炼渣300kg，送电升温至1556℃。全程使用总量80kg的C粉保持还原气氛。
S4、升温到1578℃加合金调整成分进行合金化，然后升温到1629℃。LF炉处理结束，吊包到VD进行真空处理。其中，LF炉处理结束所得钢水含碳1.53％、含铬11.97％、含硫0.005％。
出钢后除去约2/3的还原渣进VD工位进行真空处理。氩气流量为30NL/min，真空时间5分1秒后真空度达到67pa，调整氩气流量到150NL/min；在67pa下保持时间26分钟后调整氩气流量到25NL/min并破空。
S5、破空后钢水温度1487℃，加稀土20kg，加完稀土后软吹氩31分钟后吊包浇注，吊包温度1446℃。
钢锭轧制成扁钢后在钢材上取样，得到以下几方面的检测数据：
1、采用TC-500氧氮分析仪分析的氧含量为19ppm；
2、采用TC-500氧氮分析仪分析的氮含量为140ppm；
3、采用原子发射光谱法测定稀土含量为0.009％，稀土收得率16.36％；
4、按照GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》的标准，检测对比例2的非金属夹杂物，检测结果如下表6所示：
表6对比例2所得产品的非金属夹杂物
编号 A粗 A细 B粗 B细 C粗 C细 D粗 D细
1 0 0.5 0 2 0 0 0 0.5
2 0 0.5 0 1 0 0 0 0
3 0 0.5 0 1 0 0 0 1
4 0 0.5 0 2 0 0 0 0
由以上实施例与对比例可以看出，本发明提供的制备方法能够有效降低冷作模具钢中非金属夹杂物的含量和稀土夹杂物含量，且降低冶炼成本。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；
所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；
b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；
c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；
d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢；
所述模具钢为Cr12MoV钢。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳粉的加入量为2～2.5kg/t钢。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述VD真空处理包括：
钢水入VD工位的温度为1581～1589℃，通入惰性气体并控制惰性气体流量为20NL/min，在3～5min内抽真空至真空度达到67Pa；增大惰性气体流量至60～70NL/min，在1～3min内使真空度达到6.7Pa；继续增加惰性气体流量至170～180NL/min，保持15～25min后，调整惰性气体流量至20NL/min并破空。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述VD真空处理的总时间为20～30min；
所述惰性气体为氩气。
5.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述石灰的加入量为6.8～7.5kg/t钢；
所述钢包精炼渣的加入量为2.2～2.5kg/t钢；
所述钢包精炼渣为Al2O3基精炼渣，其中，Al2O3的含量为78.0wt％～84.0wt％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中，先向所述脱氧钢液中加入Al线后，再转入LF炉中进行LF炉精炼；
所述LF炉精炼过程中加入石灰、钢包精炼渣和碳粉。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述Al线的直径为10mm，加入量为1～2m/t钢；
所述LF炉精炼过程中，加入的石灰量为4.7～5kg/t钢，钢包精炼渣量为2.2～2.5kg/t钢，碳粉量为2kg/t钢。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中，所述合金化的温度为1510～1530℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中，所述稀土为镧铈合金；
所述稀土的用量为0.125kg/t钢；
所述稀土的加入条件为：所得炉渣变白形成白渣，所述白渣保持时间≥15min，且钢液温度为1470～1490℃时，加入稀土。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，所述吊包的温度为1440～1450℃。
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