CN114058933A - 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及钢铁冶炼领域，具体而言，涉及一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和软吹，(1)转炉出钢时，控制氩气流量30～60Nm3/h；(2)LF精炼时，钢水到站后升温过程中控制氩气流量20～40Nm3/h，合金吊加完成后，提高底吹氩气流量35～50Nm3/h，并进行渣料加入及脱氧操作；对钢水进行取样检测前，提高底吹氩气流量至45～60Nm3/h，搅拌4‑6分钟；成分调整期间，控制底吹氩气流量30～45Nm3/h；钢水出站前15min，降低底吹氩气流量至10～25Nm3/h。通过该方法所制热作模具钢H13，实现了钢中氧含量≤12ppm，B、D类夹杂物≤1.0级，Ds类夹杂物≤1.5级，且整个冶炼工艺对设备要求不高，成本低和生产效率较高。

Description

一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法
技术领域
本申请涉及钢铁冶金领域，具体而言，涉及一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法。
背景技术
热作模具钢H13主要应用于通讯构件模具及合金冲压模具等领域，对钢水纯净度要求较高，因本钢种合金元素要求高，合金加入量大，冶炼过程控制难度大，钢中易出现大尺寸夹杂物。高端热作模具钢对其使用的疲劳寿命有着苛刻的要求，其中钢中夹杂物对其使用寿命有显著影响。
现有技术CN108950131B公开了一种H13模具钢的冶炼方法，采用了钢水入LF炉，通入氩气的同时，加入石灰、铝粒等进行脱氧操作以及加入脱磷专用包芯线进行脱磷处理；VD真空处理后加入铁矿粉。
CN107151762B公开了一种合金模具钢1.2311的冶炼连铸方法，采用转炉终点C含量按0.03％～0.06％控制，出钢后将剩余合金完全加入钢水表面；LF炉精炼过程，使用5档一次性升温的同时加入白灰进行脱氧，升温结束后进行软吹氩处理。
CN106609314B公开了一种优质H13钢制备方法，采用电炉-LF精炼炉-VD脱气处理-模铸坯料制备工艺，其中对精炼过程的渣系进行了严格的控制，VD脱气处理后加入稀土。
CN111004961A公开了一种热作模具钢H13的连铸生产工艺，包括：配料→感应炉熔化料头、钢屑→精炼炉还原微合金化→VD真空精炼炉脱气→连铸，感应炉原材料由H13料头(钢屑)50～65％、21CrMo10料头35～50％按照比例配入组成，以降低精炼成本。
其它现有技术还有：CN111172353A、CN107974637B、CN106086673B、CN109536840B、CN108385021A等。
上述现有技术存在着所制钢的纯净度不高，工艺、设备要求复杂，需添加Mg、稀土等，成本较高，或工序延长、生产效率较低等问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，通过不同阶段吹氩制度的调整优化，渣料、合金的加入方式以及脱氧工艺的优化等，解决热作模具钢H13易出现大尺寸夹杂物的问题，实现了所制钢中氧含量≤12ppm，B、D类夹杂物≤1.0级，Ds类夹杂物≤1.5级，而且整个冶炼工艺对设备要求不高，成本低和生产效率较高。
第一方面，本申请提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其特征在于，包括：转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和软吹，具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C≥0.10wt％、O≤300ppm；出钢过程中先加入铝铁2.0～2.5kg/t对钢水进行脱氧，之后加入C、Si、Mn、Cr的合金，最后加入渣料石灰和低钛合成渣，通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量30～60Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，提升钢水温度至1610～1620℃，升温过程中控制底吹氩气流量20～40Nm3/h，并进行合金吊加操作；合金吊加完成后，继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量35～50Nm3/h，并进行脱氧操作；对钢水进行取样检测前，进一步提高底吹氩气流量至45～60Nm3/h，搅拌4-6min；根据检测取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量30～45Nm3/h；钢水出站前15min，降低底吹氩气流量至10～25Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空处理≥35min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹20～40min。
在一些实施方式中，步骤(2)中，所述脱氧操作具体为：在合金吊加完成后，分2～3批加入石灰3.0～5.0kg/t，同时向钢水中喂入铝线0.015～0.035wt％对钢水进行深度脱氧，再加入铝渣球0.8～1.2kg/t对炉渣进行脱氧。
在一些实施方式中，步骤(2)中，所述合金吊加操作具体为：先通过料仓加入钼铁和部分低碳铬铁，升温至1610～1620℃后，通过料斗吊加低碳铬铁、钒铁。
在一些实施方式中，RH真空处理结束后，不须向钢包中喂入钙线进行脱钙处理。
在一些实施方式中，步骤(1)中，渣料石灰加入量为2.0～4.0kg/t，低钛合成渣加入量为5.0～7.0kg/t。
在一些实施方式中，步骤(1)中，转炉出钢采用留钢操作，通过出钢时炉内留钢水避免出钢过程下渣。
在一些实施方式中，步骤(3)中，RH真空处理的真空度为小于0.266KPa。
第二方面，提供一种前述冶炼方法所制备的热作模具钢H13，其特征在于，所述热作模具钢H13的成分包括(wt％)：
C：0.36～0.40％、Si：0.96～1.04％、Mn：0.37～0.43％、Cr：5.10～5.30％、Als：0.010～0.025％、V：0.90～0.95％；Mo：1.28～1.36％，P：≤0.011％、S：≤0.002％，Ti：≤0.0030％，N：≤0.0080％；余量为铁和不可避免的杂质。
在一些实施方式中，所述热作模具钢H13的氧含量≤12ppm，B、D类夹杂物≤1.0级，Ds类夹杂物≤1.5级。
第三方面，本申请提供一种前述热作模具钢H13的用途，其特征在于，所述热作模具钢H13用作通讯构件模具或合金冲压模具。
本申请实施例提供的高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，有益效果包括：
1)本申请通过制定转炉冶炼、LF精炼时不同处理阶段的吹氩制度，充分利用底吹氩气以促进夹杂物上浮去除，提高了热作模具钢H13的纯净度。
2)在渣料加入方式方面，摒弃了目前常规的到站加入渣料的方式，而是待吊加合金完成后，再分别前后加入石灰、铝线和铝渣球，由此可有效避免钙铝镁酸盐类夹杂物的生成，提高钢的纯净度。
3)在合金的吊加操作方面，采用了升温的同时，先通过料仓加入钼铁和部分低碳铬铁，升温至1610～1620℃后，再通过料斗吊加剩余的低碳铬铁、钒铁的方式，由此可有效缩短取样前LF处理时间，并且避免了因合金加入后所带入夹杂物来不及上浮去除的问题。
4)RH真空处理后，本申请不须进行钙处理，进一步降低Ds夹杂物超标的风险。
5)通过RH真空处理结束后的软吹控制，进一步促进夹杂物上浮去除，改善了钢水可浇性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例1所制钢的夹杂物形貌图；
图2为实施例2所制钢的夹杂物形貌图；
图3为实施例3所制钢的夹杂物形貌图；
图4为对比例1所制钢的夹杂物形貌图；
图5为对比例2所制钢的夹杂物形貌图。
具体实施方式
本申请实施方式提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和软吹，具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C≥0.10wt％(例如0.11wt％、0.12wt％、0.13wt％、0.14wt％、0.15wt％、0.16wt％或0.20wt％等)、O≤300ppm；出钢过程中先加入铝铁2.0～2.5kg/t(例如2.1kg/t、2.2kg/t、2.3kg/t或2.4kg/t等，其中kg/t单位是指1吨钢水中，物料加入量为多少kg，下同)对钢水进行脱氧，之后加入C、Si、Mn、Cr的合金，最后加入渣料石灰和低钛合成渣，通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量30～60Nm3/h(例如32Nm3/h、35Nm3/h、38Nm3/h、40Nm3/h、42Nm3/h、45Nm3/h、48Nm3/h、55Nm3/h或59Nm3/h)；
在一些实施方式中，转炉出钢采用留钢操作，以避免出钢过程下渣，减少了出钢过程增氧。
在一些实施方式中，所述铝铁中Al含量为40％wt％左右。
在一些实施方式中，转炉出钢过程中，合金加入量不超过37kg/t；由此，可防止因大量合金的加入堵塞透气砖，导致底吹不良。
在一些实施方式中，渣料石灰主要组成为CaO；加入量为2.0～4.0kg/t(例如2.5kg/t、3.0kg/t或3.5kg/t等)。
在一些实施方式中，低钛合成渣主要组成为CaO、Al2O3、MgO；加入量为5.0～7.0kg/t(例如5.5kg/t、6.0kg/t或6.5kg/t等)。
转炉出钢过程中，通过控制底吹氩气的流量，可在促进渣料熔化的同时，实现脱氧产物的去除；若氩气流量太大，超过60Nm3/h，这会造成钢水大量二次氧化，导致钢中夹杂物增加；若氩气流量太低，会造成加入渣料熔化效果差，夹杂物上浮去除效果差。
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，升温过程中控制底吹氩气流量20～40Nm3/h(例如22Nm3/h、25Nm3/h、27Nm3/h、30Nm3/h、33Nm3/h、35Nm3/h、37Nm3/h或39Nm3/h等)，并进行合金吊加操作；伴随着合金的加入，钢中的夹杂物数量显著增加，此时需更好的动力学条件以促进夹杂物上浮和去除，因而此时需要加大底吹氩气的流量。
合金吊加完成后，继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量35～50Nm3/h(例如37Nm3/h、40Nm3/h、43Nm3/h、45Nm3/h、47Nm3/h或49Nm3/h等)，随着合金加入量的增多，需进一步提升底吹氩气流量，一方面，加快合金熔化速度，另一方面，充分利用合金熔化，促进夹杂物的上浮去除；待加入合金熔化完全后，进行渣料加入及脱氧操作，通过底吹氩气的强搅拌，并结合喂入铝丝深脱氧工艺，使钢中因合金加入所带来夹杂物完全转变为Al2O3类夹杂物的同时，在底吹氩气的搅拌动力学条件下快速上浮去除。
对钢水进行取样检测前4-6分钟，进一步提高底吹氩气流量至45～60Nm3/h(例如47Nm3/h、50Nm3/h、53Nm3/h、55Nm3/h、57Nm3/h或59Nm3/h等)；其目的是为了进一步提升钢中夹杂物上浮去除速度。
根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，需降低氩气的流量，控制底吹氩气流量30～45Nm3/h(例如32Nm3/h、35Nm3/h、38Nm3/h、40Nm3/h、42Nm3/h或44Nm3/h等)，若氩气流量过大，超过45Nm3/h，会增加卷渣钢水二次氧化的风险，因而，此阶段需降低氩气的流量。
钢水出站前15min，钢水成分调整已完成，通过小流量的底吹氩气，可避免因LF炉渣卷入钢水导致夹杂物的增加，另外，可进一步去除钢中的小尺寸夹杂物，此时需控制底吹氩气流量至10～25Nm3/h(例如12Nm3/h、15Nm3/h、18Nm3/h、20Nm3/h、22Nm3/h或24Nm3/h等)。
发明人发现，因本钢种合金加入量大，由合金带来的夹杂多，而通过采用上述的吹氩制度，可有效提升钢中夹杂物去除效果，提高钢的纯净度。
在一些实施方式中，步骤(2)中，所述渣料加入脱氧操作具体为：在合金吊加完成后，分2～3批加入石灰3.0～5.0kg/t(例如3.5kg/t、4.0kg/t或4.5kg/t等)，同时向钢水中喂入铝线0.015～0.035wt％(例如0.018wt％、0.020wt％、0.023wt％、0.025wt％、0.027wt％、0.030wt％或0.033wt％等)对钢水进行深度脱氧，再加入铝渣球0.8～1.2kg/t(例如0.9kg/t、1.0kg/t或1.1kg/t等)对炉渣进行脱氧。
发明人发现，LF开始处理初期钢水温度低，加入渣料无法快速熔化，易导致加入铝渣球和石灰被卷入钢水中，与初期脱氧产物发生反应形成大量钙铝镁酸盐类夹杂物，此类夹杂物熔点低，上浮去除难度极大；本申请改变目前到站加入渣料的方式，待吊加合金完成后，再分别前后加入石灰、铝线和铝渣球，由此可有效避免钙铝镁酸盐类夹杂物的生成，提高钢的纯净度。
在一些实施方式中，所述铝渣球的主要组成为CaO、Al2O3以及金属Al。
在一些实施方式中，步骤(2)中，所述合金吊加操作具体为：先通过料仓加入钼铁和部分低碳铬铁，升温至1610～1620℃(例如1613℃、1615℃、1617℃或1619℃等)后，通过料斗再吊加低碳铬铁、钒铁。通过上述的合金吊加操作，可有效缩短取样前LF处理时间，并且避免了因合金加入后所带入夹杂物来不及上浮去除的问题。
(3)RH真空处理：真空处理≥35min(例如36min、37min、38min、39min或40min等)，RH真空处理时间的延长，可进一步促进钢中夹杂物上浮去除。
在一些实施方式中，步骤(3)中，RH真空处理的真空度为小于0.266KPa。
在一些实施方式中，RH真空处理结束后，不须向钢包中喂入钙线进行钙处理。现有技术中，常有在RH真空处理结束后，采用喂入钙线进行钙处理，通过对夹杂物进行变型，使钢中夹杂物由Al2O3类改变为xCaO·yAl2O3类复合夹杂物，如前所述，此类夹杂物是本申请所不期望地，而本申请通过前述转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理措施的实施，钢中夹杂物已得到大量去除，RH真空处理结束不须进行钙处理，也能保证钢水的纯净度。
(4)软吹：真空处理结束后，软吹20～40min(例如23min、25min、27min、30min、33min、34min、37min或39min等)。
在一些实施方式中，所述软吹为钢包底吹氩气，氩气流量为1-30Nm3/h(例如5Nm3/h、8Nm3/h、10Nm3/h、15Nm3/h、20Nm3/h、25Nm3/h或28Nm3/h等)，通过软吹，可进一步实现钢水成分和温度的均匀化、大尺寸有害夹杂物充分去除的效果。
本申请还提供了一种采用前述冶炼方法所制备的热作模具钢H13，所述热作模具钢H13的成分包括(wt％)：
C：0.36～0.40％(例如0.37％、0.38％或0.39％等)、Si：0.96～1.04％(例如0.97％、0.98％、0.99％、1.00％、1.01％、1.02％或1.03％等)、Mn：0.37～0.43％(例如0.38％、0.39％、0.40％、0.41％或0.42％等)、Cr：5.10～5.30％(例如5.15％、5.20％或5.25％等)、Als：0.010～0.025％(例如0.013％、0.015％、0.018％、0.020％或0.023％等)、V：0.90～0.95％(例如0.91％、0.92％、0.93％或0.94％等)；Mo：1.28～1.36％(例如1.29％、1.30％、1.31％、1.32％或1.35％等)，P：≤0.011％、S：≤0.002％，Ti：≤0.0030％，N：≤0.0080％；余量为铁和不可避免的杂质。
在一些实施方式中，所述热作模具钢H13的氧含量≤12ppm，B、D类夹杂物≤1.0级，Ds类夹杂物≤1.5级。
本申请还提供一种前述热作模具钢H13的用途，其特征在于，所述热作模具钢H13用作通讯构件模具或合金冲压模具。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，所述热作模具钢H13成分为(wt％)：
C：0.37％、Si：0.96％、Mn：0.38％、Cr：5.12％、Als：0.012％、V：0.92％；Mo：1.28％，P：0.010％、S：0.001％，Ti：0.0030％，N：0.0075％；余量为铁和不可避免的杂质。具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C：0.15wt％、O：150ppm；出钢1/3时，加入铝铁2.3kg/t；出钢2/3时，加入C、Si、Mn、Cr等合金元素调整钢水成分至范围下限；出钢3/4时，加入渣料石灰2.5kg/t，低Ti合成渣6.0kg/t；通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量38Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，升温过程中控制底吹氩气流量35Nm3/h，逐渐从料仓加入低碳铬铁和钼铁，加热升温至1615℃，通过料斗吊加余下的低碳铬铁、钒铁进入钢包中；吊加完成继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量43Nm3/h，并进行脱氧操作，分两次加入石灰4.0kg/t，待石灰化开后，喂入0.025％的Al对钢水进行深脱氧，再加入铝渣球0.85kg/t对炉渣进行脱氧；对钢水进行取样检测前4min，进一步提高底吹氩气流量至55Nm3/h；根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量38Nm3/h；钢水出站前15min不允许添加合金，降低底吹氩气流量至13Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空度为0.020KPa，真空处理38min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹32min。
实施例2
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，所述热作模具钢H13成分为(wt％)：
C：0.39％、Si：1.00％、Mn：0.39％、Cr：5.15％、Als：0.018％、V：0.94％；Mo：1.30％，P：0.009％、S：0.0015％，Ti：0.0028％，N：0.0072％；余量为铁和不可避免的杂质。具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C：0.13％、O：175ppm；出钢1/3时，加入铝铁2.3kg/t；出钢2/3时，加入C、Si、Mn、Cr等合金元素调整钢水成分至范围下限；出钢3/4时，加入渣料石灰2.5kg/t，低Ti合成渣6.0kg/t；通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量50Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，升温过程中控制底吹氩气流量38Nm3/h，逐渐从料仓加入低碳铬铁和钼铁，加热升温至1619℃，通过料斗吊加余下的低碳铬铁、钒铁进入钢包中；吊加完成继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量42Nm3/h，并进行脱氧操作，分两次加入石灰4.0kg/t，待石灰化开后，喂入0.025％的Al对钢水进行深脱氧，再加入铝渣球0.90kg/t对炉渣进行脱氧；对钢水进行取样检测前6min，进一步提高底吹氩气流量至58Nm3/h；根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量33Nm3/h；钢水出站前15min不允许添加合金，降低底吹氩气流量至20Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空度为0.002KPa，真空处理35min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹30min。
实施例3
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，所述热作模具钢H13成分为(wt％)：
C：0.39％、Si：1.02％、Mn：0.43％、Cr：5.25％、Als：0.020％、V：0.94％；Mo：1.32％，P：0.010％、S：0.0005％，Ti：0.0026％，N：0.0078％；余量为铁和不可避免的杂质。具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C：0.18％、O：133ppm；出钢1/3时，加入铝铁2.1kg/t；出钢2/3时，加入C、Si、Mn、Cr等合金元素调整钢水成分至范围下限；出钢3/4时，加入渣料石灰2.5kg/t，低Ti合成渣5.8kg/t；通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量47Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，升温过程中控制底吹氩气流量38Nm3/h，逐渐从料仓加入低碳铬铁和钼铁，加热升温至1615℃，通过料斗吊加低碳铬铁、钒铁进入钢包中；吊加完成继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量47Nm3/h，并进行脱氧操作，分两次加入石灰3.3kg/t，待石灰化开后，喂入0..018％的Al对钢水进行深脱氧，再加入铝渣球0.9kg/t对炉渣进行脱氧；对钢水进行取样检测前5min，进一步提高底吹氩气流量至56Nm3/h；根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量33Nm3/h；钢水出站前15min不允许添加合金，降低底吹氩气流量至14Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空度为0.02KPa，真空处理40min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹35min。
实施例4
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，所述热作模具钢H13成分为(wt％)：
C：0.39％、Si：1.03％、Mn：0.41％、Cr：5.24％、Als：0.019％、V：0.91％；Mo：1.29％，P：0.010％、S：0.001％，Ti：0.028％，N：0.0076％；余量为铁和不可避免的杂质。具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C：0.14％、O：165ppm；出钢1/3时，加入铝铁2.2kg/t；出钢2/3时，加入C、Si、Mn、Cr等合金元素调整钢水成分至范围下限；出钢3/4时，加入渣料石灰3.5kg/t，低Ti合成渣6.8kg/t；通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量41Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，升温过程中控制底吹氩气流量39Nm3/h，逐渐从料仓加入低碳铬铁和钼铁，加热升温至1618℃，通过料斗吊加余下的低碳铬铁、钒铁进入钢包中；吊加完成继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量43Nm3/h，并进行脱氧操作，分两次加入石灰3.8kg/t，待石灰化开后，喂入0.030％的Al对钢水进行深脱氧，再加入铝渣球1.1kg/t对炉渣进行脱氧；对钢水进行取样检测前4min，进一步提高底吹氩气流量至49Nm3/h；根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量35Nm3/h；钢水出站前15min不允许添加合金，降低底吹氩气流量至12Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空度为0.020KPa，真空处理37min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹33min。
实施例5
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其钢种组成、工艺参数与实施例1基本相同，区别在于，步骤(3)中，RH真空处理后，采用喂钙线处理，喂入钙线50m。
实施例6
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其钢种组成、工艺参数与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中，所述合金吊加操作，未采用分批加入，而是直接通过料斗加入钼铁、低碳铬铁和钒铁。
实施例7
本实施例提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其钢种组成、工艺参数与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中，所述脱氧操作与实施例1有所不同，铝渣球加入量0.5kg/吨，待石灰化开后，喂入0.008％的Al对钢水进行深脱氧。
对比例1
提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其钢种组成、工艺参数与实施例1基本相同，区别在于，其吹氩制度为：到站加热升温过程底吹氩气流量15Nm3/h，吊加合金后底吹氩气流量25Nm3/h，取检测样前底吹氩气流量30Nm3/h，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量55Nm3/h；钢水出站前15min，降低底吹氩气流量至40Nm3/h。
对比例2
提供了一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其钢种组成、工艺参数与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中，脱氧操作中，石灰、铝线、铝渣球等渣料采用了到站加入的方式。
性能结果检测
对实施例1-8和对比例1-2中所制钢的夹杂物及氧含量进行检测，相关检测工艺如下：
夹杂物检测：采用GB/T10561-2005对钢中夹杂物指标进行检测，采用氧、氮、氢分析仪对氧含量进行检查。
表1示出了实施例1-7、对比例1-2所制钢的夹杂物及氧含量。
表1：实施例1-7、对比例1-2所制钢的夹杂物及氧含量
Figure BDA0003383941580000141
性能结果说明：
由上述格表1及附图1-3，图1示出了实施例1所制钢夹杂物形貌图，其B类粗系夹杂物为0.5级，图2示出了实施例2所制钢夹杂物形貌图，其B类细系夹杂物为0.5级，图3示出了实施例3所制钢夹杂物形貌图，其D类细系夹杂物为1.0级，可以看出：采用本申请实施例1-7所述方法制得的热作模具钢H13，氧含量≤12ppm；在夹杂物级别方面，B类粗系夹杂物≤1.0级，B类细系夹杂物≤1.0级，D类粗系夹杂物≤1.0级，D类细系夹杂物≤1.5，Ds类夹杂物≤1.5级。而对比例1-2所制的热作模具钢H13，参见表1及附图4-5，其中，图4示出了对比例1所制钢夹杂物形貌图，其B类粗系夹杂物达到2.5级，图5示出了对比例2所制钢夹杂物形貌图，其Ds类夹杂物达到2.5级，可以看出：在夹杂物级别方面，B类粗系夹杂物≤2.5级，B类细系夹杂物≤2.0级，D类粗系夹杂物≤1级，D类细系夹杂物1～1.5级，Ds类夹杂物≤2.5级，在氧含量方面，≥13ppm。
对比实施例1和5可以看出，实施例5中喂入了钙线，从表1可以看出夹杂物检测结果D细最高1.5级，Ds最高1.5级，夹杂物检测结果D类、Ds类控制相比实施例1变差。
对比实施例1和6可以看出，实施例6中的LF精炼时，合金吊加操作，未采用分批加入，从表1可以看出B类夹杂物相比实施例差。
对比实施例1和7可以看出，实施例7中的渣料采用了到站加入的方式，从表1可以看出D类、Ds夹杂物相比实施例1变差。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高纯净度热作模具钢H13的冶炼方法，其特征在于，包括：转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和软吹，具体工艺步骤如下：
(1)转炉冶炼：转炉终点控制C≥0.10wt％、O≤300ppm；出钢过程中先加入铝铁2.0～2.5kg/t对钢水进行脱氧，之后加入C、Si、Mn、Cr的合金，最后加入渣料石灰和低钛合成渣，通过底吹氩气促进渣料熔化和脱氧产物去除，氩气流量30～60Nm3/h；
(2)LF精炼：钢水到站后进行加热升温，提升钢水温度至1610～1620℃，升温过程中控制底吹氩气流量20～40Nm3/h，并进行合金吊加操作；合金吊加完成后，继续对钢水进行加热升温，提高底吹氩气流量35～50Nm3/h，促进吊加合金快速熔化，并进行渣料加入脱氧操作；对钢水进行取样检测前，进一步提高底吹氩气流量至45～60Nm3/h，搅拌4-6min；根据取样检测结果，进行合金成分的调整，成分调整期间，控制底吹氩气流量30～45Nm3/h；钢水出站前15min，降低底吹氩气流量至10～25Nm3/h；
(3)RH真空处理：真空处理≥35min；
(4)软吹：真空处理结束后，软吹20～40min。
2.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中，所述渣料加入及脱氧操作具体为：在合金吊加完成后，分2～3批加入石灰3.0～5.0kg/t，同时向钢水中喂入铝线0.015～0.035wt％对钢水进行深度脱氧，再加入铝渣球0.8～1.2kg/t对炉渣进行脱氧。
3.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中，所述合金吊加操作具体为：升温的同时，先通过料仓加入钼铁和部分低碳铬铁，升温至1610～1620℃后，再通过料斗吊加余下的低碳铬铁和钒铁。
4.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，RH真空处理结束后，不须向钢包中喂入钙线进行钙处理。
5.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中，渣料石灰加入量为2.0～4.0kg/t，低钛合成渣加入量为5.0～7.0kg/t。
6.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中，转炉出钢采用留钢操作，通过出钢时炉内留钢水避免出钢过程下渣。
7.根据权利要求1所述的冶金方法，其特征在于，步骤(3)中，RH真空处理的真空度为小于0.266KPa。
8.采用权利要求1-7任一所述冶炼方法制备的热作模具钢H13，其特征在于，所述热作模具钢H13的成分包括(wt％)：
C：0.36～0.40％、Si：0.96～1.04％、Mn：0.37～0.43％、Cr：5.10～5.30％、Als：0.010～0.025％、V：0.90～0.95％；Mo：1.28～1.36％，P：≤0.011％、S：≤0.002％，Ti：≤0.0030％，N：≤0.0080％；余量为铁和不可避免的杂质。
9.根据权利要求8所述的热作模具钢H13，其特征在于，所述热作模具钢H13的氧含量≤12ppm，B、D类夹杂物≤1.0级，Ds类夹杂物≤1.5级。
10.一种权利要求8或9热作模具钢H13的用途，其特征在于，所述热作模具钢H13用作通讯构件模具或合金冲压模具。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115505839A (zh) * 2022-08-18 2022-12-23 马鞍山钢铁股份有限公司 一种高氮高强韧性h13模具钢及其短流程连铸连轧生产工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106011671A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 武汉钢铁股份有限公司 一种h13连铸方坯的生产方法
CN106591681A (zh) * 2016-11-30 2017-04-26 邢台钢铁有限责任公司 高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法
CN106609314A (zh) * 2017-01-24 2017-05-03 中国科学院金属研究所 一种优质h13钢制备方法
CN109280732A (zh) * 2018-11-08 2019-01-29 南京钢铁股份有限公司 一种高纯净度抗酸管线钢冶炼工艺
CN110106437A (zh) * 2019-03-21 2019-08-09 山东钢铁股份有限公司 一种h13模具钢及其生产方法
CN111041147A (zh) * 2019-12-18 2020-04-21 唐山中厚板材有限公司 一种控制管线钢b类夹杂物的方法
CN111485062A (zh) * 2020-06-18 2020-08-04 江苏利淮钢铁有限公司 一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法
WO2020215688A1 (zh) * 2019-04-23 2020-10-29 南京钢铁股份有限公司 一种超低碳超低硫钢冶炼工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106011671A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 武汉钢铁股份有限公司 一种h13连铸方坯的生产方法
CN106591681A (zh) * 2016-11-30 2017-04-26 邢台钢铁有限责任公司 高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法
CN106609314A (zh) * 2017-01-24 2017-05-03 中国科学院金属研究所 一种优质h13钢制备方法
CN109280732A (zh) * 2018-11-08 2019-01-29 南京钢铁股份有限公司 一种高纯净度抗酸管线钢冶炼工艺
CN110106437A (zh) * 2019-03-21 2019-08-09 山东钢铁股份有限公司 一种h13模具钢及其生产方法
WO2020215688A1 (zh) * 2019-04-23 2020-10-29 南京钢铁股份有限公司 一种超低碳超低硫钢冶炼工艺
CN111041147A (zh) * 2019-12-18 2020-04-21 唐山中厚板材有限公司 一种控制管线钢b类夹杂物的方法
CN111485062A (zh) * 2020-06-18 2020-08-04 江苏利淮钢铁有限公司 一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115505839A (zh) * 2022-08-18 2022-12-23 马鞍山钢铁股份有限公司 一种高氮高强韧性h13模具钢及其短流程连铸连轧生产工艺

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