CN114058933B - 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法 - Google Patents

一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114058933B
CN114058933B CN202111442861.1A CN202111442861A CN114058933B CN 114058933 B CN114058933 B CN 114058933B CN 202111442861 A CN202111442861 A CN 202111442861A CN 114058933 B CN114058933 B CN 114058933B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
molten steel
flow
slag
argon
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
CN202111442861.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114058933A (zh
Inventor
余大华
王冠
胡现锋
黄利
寻忠忠
曾令宇
邓长付
孙忠权
覃小峰
余衍丰
任世岗
黄含哲
龙鹄
鲁金龙
徐忠
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.)
SGIS Songshan Co Ltd
Original Assignee
SGIS Songshan 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 SGIS Songshan Co Ltd filed Critical SGIS Songshan Co Ltd
Priority to CN202111442861.1A priority Critical patent/CN114058933B/zh
Publication of CN114058933A publication Critical patent/CN114058933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114058933B publication Critical patent/CN114058933B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • 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
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • 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
    • 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
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • 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
    • C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
    • 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
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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 (7)

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20～33Nm3/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35～45Nm3/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；
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；
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。
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，RH真空处理结束后，不须向钢包中喂入钙线进行钙处理。
4.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。
5.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。
6.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，步骤(3)中，RH真空处理的真空度为小于0.266KPa。
7.根据权利要求1所述的冶炼方法，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。
CN202111442861.1A 2021-11-30 2021-11-30 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法 Active CN114058933B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111442861.1A CN114058933B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111442861.1A CN114058933B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114058933A CN114058933A (zh) 2022-02-18
CN114058933B true CN114058933B (zh) 2022-10-14

Family

ID=80277517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111442861.1A Active CN114058933B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114058933B (zh)

Families Citing this family (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

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106011671B (zh) * 2016-07-15 2018-01-12 武汉钢铁有限公司 一种h13连铸方坯的生产方法
CN106591681B (zh) * 2016-11-30 2018-05-08 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
CN106609314B (zh) * 2017-01-24 2018-07-10 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
CN110055375A (zh) * 2019-04-23 2019-07-26 南京钢铁股份有限公司 一种超低碳超低硫钢冶炼工艺
CN111041147B (zh) * 2019-12-18 2022-02-18 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN114058933A (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108330245B (zh) 一种不锈钢的高纯净冶炼方法
CN105177215B (zh) 一种高铝合金结构圆钢的高效生产工艺
CN102071287B (zh) 耐高温高压合金钢的冶炼方法
CN104178698A (zh) 一种轴承钢的制备方法
CN111910045B (zh) 一种高纯奥氏体不锈钢的冶炼方法
CN106148821B (zh) 加磷高强无间隙原子钢的生产工艺
CN107201422B (zh) 一种低碳钢的生产方法
CN109706404A (zh) 一种含钛碳素钢及其生产方法
CN113215476A (zh) 一种生产工业纯铁的方法
CN110819761B (zh) 下注钢锭或电极坯及其制备方法
CN114058933B (zh) 一种高纯净度热作模具钢h13的冶炼方法
CN111041352B (zh) 一种切割金刚线用盘条炉外精炼生产方法
CN110438389B (zh) 一种高纯净稀土钢生产方法
CN114231844B (zh) 经济型焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法
CN113215475B (zh) 一种高合金钢控氮、控夹杂的生产方法
CN108330240A (zh) 连铸q235钢种成分降铝无钙化处理的方法
CN106591681A (zh) 高纯净热作模具用电渣钢的炼制方法
CN108265228A (zh) 一种高切削性能钢的生产方法
CN108060344A (zh) 一种铁路集装箱用高铬低碳钢冶炼工艺
EP3674424B1 (en) Smelting method for ultra-low carbon 13cr stainless steel
CN115261564B (zh) 非晶软磁薄带用非铝脱氧原料纯铁及其制备方法
CN113549732B (zh) Sb≤0.001wt%钢种的冶炼方法
CN113462952B (zh) 一种超纯净马口铁及其制备方法
CN108570599A (zh) 一种高强高硬窄淬透性石油用4145h钢锭及其生产方法
CN110343811B (zh) 一种高韧性合金钢锻件的熔炼及锻造方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant