CN115466899A - 一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法 - Google Patents

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张立通
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Abstract

本发明公开了一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，包括：采用100kg真空中频感应炉，用经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产高碳钢连铸坯为冶炼原料，将铸坯轧制成钢板后切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮；在原料加热前抽真空，真空度小于40Pa，充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa，然后给电加热，待钢水熔化冶炼完毕将钢水注入钢锭模铸成钢锭；钢锭经后续热处理+锻造工艺后，加工制作成高碳钢标。本发明可以有效防止冶炼过程钢水氧化和飞溅，冶炼过程平稳，钢水纯净度高，成分均匀性良好，能够满足高碳标样钢质量要求。

Description

一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法
技术领域
本发明涉及钢铁产品中试实验领域，尤其涉及一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法。
背景技术
标准样品含义为参照物，实际上就是这种物质提供一个或多个量值作为其他测量值是否准确的“标准值”，这种物质称为提供标准值的样品--标准样品。碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。高碳钢含碳量≥0.60％，SWRH82B属于高碳钢中的典型代表钢种，是生产预应力钢丝和钢绞线用钢及其成品盘条用钢的简称，该钢种对质量要求较高，由于含碳量较高容易产生成分偏析，属于生产难度较大的标样钢。本发明是针对SWRH82B高碳钢标样开展的冶炼铸锭实验。
真空感应熔炼是在电磁感应过程中会产生涡电流，使金属熔化。此制造过程可用来提炼高纯度的金属及合金。主要包括真空感应炉熔炼、悬浮熔炼和冷坩埚熔炼。由于在真空下熔炼容易将溶于钢和合金中的氮、氢、氧和碳去除到远比常压下冶炼更低的水平，同时对于在熔炼温度下蒸汽压比基体金属高的杂质元素(铜、锌、铅、锑、铋、锡和砷等)可通过挥发去除，而合金中需要加入的铝、钛、硼及锆等活性元素的成分易于控制。因此，经真空感应熔炼的金属材料可明显地提高韧性、疲劳强度、耐腐蚀性能，高温蠕变性能以及磁性合金的磁导率等多种性能。
专利“一种加锆高碳纯净钢中频感应炉冶炼制备方法”介绍了一种采用中频感应炉冶炼、LF炉精炼、连铸处理生产加锆高碳纯净钢的方法。该方法存在两方面不足，一是以纯铁为原料冶炼高碳钢，将C配加到0.67％～0.75％，配碳难度大，C成份容易出格；二是以纯铁为原料冶炼合金钢，合金加入量大，冶炼成本高。
专利“一种加硼高碳纯净钢中频感应炉冶炼制备方法”介绍了一种采用中频感应炉冶炼、LF炉精炼、连铸处理生产加硼高碳纯净钢的方法。该方法存在两方面不足，一是以纯铁为原料冶炼高碳钢，将C配加到0.67％～0.75％，配碳难度大，C成份容易出格；二是以纯铁为原料冶炼合金钢，合金加入量大，冶炼成本高。
专利“一种高锰高铬奥氏体不锈钢及其制备方法”介绍了一种采用非真空感应炉冶炼高锰高铬奥氏体不锈钢的方法。该方法存在的不足主要是在非真空的条件下进行冶炼钢水会氧化，造成钢水氧含量偏高，钢中夹杂物增多。
本发明的新颖性在于，采用实验室100kg真空中频感应炉，用经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产高碳钢连铸坯为冶炼原料，将铸坯轧制成钢板后切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮。在原料加热前抽真空，真空度小于40Pa，充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa，然后给电加热，待钢水熔化冶炼完毕将钢水注入钢锭模铸成钢锭。采用抽真空充入惰性气体氩气冶炼，可以有效防止冶炼过程钢水氧化和飞溅，冶炼过程平稳，钢水纯净度高，成分均匀性良好，能够满足标样钢质量要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，以解决采用连铸工艺或者中频感应炉非真空冶炼高碳钢标样造成钢水氧化、纯净度差、成分不均等缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，包括：
采用100kg真空中频感应炉，用经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产高碳钢连铸坯为冶炼原料，将铸坯轧制成钢板后切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮；
在原料加热前抽真空，真空度小于40Pa，充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa，然后给电加热，待钢水熔化冶炼完毕将钢水注入钢锭模铸成钢锭；
钢锭经后续热处理+锻造工艺后，加工制作成高碳钢标样。
进一步的，具体包括：
1)选取经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产SWRH82B连铸坯为冶炼原料；
2)将铸坯轧制成20mm厚钢板，切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，每根冶炼炉料长620mm-630mm、宽40mm-50mm、厚20mm；
3)对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮；
4)将炉料装入炉内，摆放好锭模、冒口，合上炉盖；
5)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计到达0.08MPa时启动罗茨泵，抽真空至真空度小于40Pa；
6)充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa时关闭充氩阀门；
7)给电加热，功率控制在190-200kwh，待炉料完全熔化，转小功率150kwh加热1分钟促进温度、成份均匀，当钢水温度1600℃±20℃时将钢水注入钢锭模铸成钢锭；
8)浇注结束后，保压60min后，破空充入空气，熔炼结束；
9)钢锭经后续热处理+锻造工艺后，加工制作成高碳钢标样。
进一步的，所述高碳钢额化学组分以质量百分比计算包括：碳0.80％～0.85％；硅0.12％～0.32％，锰0.60％～0.90％，硫≤0.025％，磷≤0.025％，其余为Fe及不可避免的杂质。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
采用高纯净度SWRH82B连铸坯冶炼原料，抽真空充入惰性气体氩气冶炼，可以有效防止冶炼过程钢水氧化和飞溅，冶炼过程平稳，钢水纯净度高，成分均匀性良好，能够满足高碳标样钢质量要求。
具体实施方式
实施例1
一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，包括：
1)选取经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产SWRH82B连铸坯为冶炼原料。
2)将铸坯轧制成20mm厚钢板，切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，每根冶炼炉料长620mm-630mm、宽40mm-50mm、厚20mm。
3)对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮。
4)将炉料装入炉内，摆放好锭模、冒口，合上炉盖。
5)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计到达0.08MPa时启动罗茨泵，抽真空至真空度小于40Pa。
6)充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa时关闭充氩阀门。
7)给电加热，功率控制在200kwh，待炉料完全熔化，转小功率150kwh加热1分钟促进温度、成份均匀，当钢水温度约1600℃时将钢水注入钢锭模铸成钢锭。
8)浇注结束后，保压60min后，破空充入空气，熔炼结束,即可得到满足成高碳钢标样要求的钢锭。
9)钢锭经后续热处理+锻造工艺后，即可加工制作成高碳钢标样。
实施例1：
一种真空中频感应炉冶炼高碳钢(82B钢)标样的方法，包括：
1)选取经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产SWRH82B连铸坯为冶炼原料。
2)将铸坯轧制成20mm厚钢板，切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，每根冶炼炉料长630mm、宽45mm、厚20mm。
3)对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮。
4)将炉料装入炉内，摆放好锭模、冒口，合上炉盖。
5)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计显示0.08MPa时启动罗茨泵，抽真空至真空度35Pa。
6)充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa关闭充氩阀门。
7)给电加热，功率195kwh，待炉料完全熔化，转小功率150kwh加热1分钟促进温度、成份均匀，当钢水温度约1600℃时将钢水注入钢锭模铸成钢锭。
8)浇注结束后，保压65min后，破空充入空气，熔炼结束，即可得到满足成高碳钢标样要求的钢锭。
9)钢锭经后续热处理+锻造工艺后，即可加工制作成高碳钢标样。
本发明采用高纯净度SWRH82B连铸坯冶炼原料，抽真空充入惰性气体氩气冶炼，可以有效防止冶炼过程钢水氧化和飞溅，冶炼过程平稳，钢水纯净度高，成分均匀性良好，能够满足高碳标样钢质量要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，其特征在于：包括：
采用100kg真空中频感应炉，用经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产高碳钢连铸坯为冶炼原料，将铸坯轧制成钢板后切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮；
在原料加热前抽真空，真空度小于40Pa，充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa，然后给电加热，待钢水熔化冶炼完毕将钢水注入钢锭模铸成钢锭；
钢锭经后续热处理+锻造工艺后，加工制作成高碳钢标样。
2.根据权利要求1所述的真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，其特征在于：具体包括：
1)选取经转炉+LF精炼+小方坯连铸工艺生产的高纯净度工业生产SWRH82B连铸坯为冶炼原料；
2)将铸坯轧制成20mm厚钢板，切割成冶炼所需长条板状冶炼炉料，每根冶炼炉料长620mm-630mm、宽40mm-50mm、厚20mm；
3)对冶炼炉料进行抛丸处理，去除炉料表面氧化铁皮；
4)将炉料装入炉内，摆放好锭模、冒口，合上炉盖；
5)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计到达0.08MPa时启动罗茨泵，抽真空至真空度小于40Pa；
6)充入惰性氩气，充入氩气至0.06Mpa时关闭充氩阀门；
7)给电加热，功率控制在190-200kwh，待炉料完全熔化，转小功率150kwh加热1分钟促进温度、成份均匀，当钢水温度1600℃±20℃时将钢水注入钢锭模铸成钢锭；
8)浇注结束后，保压60min后，破空充入空气，熔炼结束；
9)钢锭经后续热处理+锻造工艺后，加工制作成高碳钢标样。
3.根据权利要求1所述的真空中频感应炉冶炼高碳钢标样的方法，其特征在于：所述高碳钢额化学组分以质量百分比计算包括：碳0.80％～0.85％；硅0.12％～0.32％，锰0.60％～0.90％，硫≤0.025％，磷≤0.025％，其余为Fe及不可避免的杂质。
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