一种电极棒母材的冶炼方法以及该电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用技术

本发明专利技术涉及钢铁冶金技术领域，公开了一种电极棒母材的冶炼方法以及该电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用。该方法包括：(1)电炉冶炼：配料后送电熔化，炉内形成熔池后吹氧助熔并控制氧化前期钢液中的P含量＜0.1质量％，电炉冶炼结束时控制钢液中的C含量为0.6～1质量％，(2)LF炉精炼：按照3～3.25m/t

【技术实现步骤摘要】
一种电极棒母材的冶炼方法以及该电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，具体涉及一种电极棒母材的冶炼方法以及该电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用。

技术介绍

[0002]高品质渗碳轴承钢具有优异的耐冲击性、良好的耐摩性及抗接触疲劳强度等材料综合力学性能，在工程机械与中高档轿车等重大装备领域和先进轨道交通与航空航天等战略性新兴产业领域具有不可替代的作用。由于目前国内冶炼普遍存在气体与杂质元素多，合金元素稳定控制难度高等局限性，亟需改善电渣渗碳轴承钢的冶炼全流程过程中氧含量偏高与夹杂物超标等问题，所以，高品质渗碳轴承钢洁净化控制技术研究不仅可以应用于提高特钢企业的冶炼水平，改善轴承钢产品的质量，并尽量缩小国内外轴承钢产品质量的差距，从而满足高端轴承的最终使用要求。
[0003]电渣重熔作为二次精炼工艺的一种，可以有效地降低钢中有害元素的含量。目前国内主要采用电炉熔炼、LF炉外精炼、VD真空脱气、模铸和有保护气氛的电渣重熔工艺路线制备G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢。然而G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢电渣重熔用电极棒母材冶炼仍存在一定的技术难题。目前，在工业传统的冶炼工艺中，存在着电炉出钢后P含量较高、LF精炼脱氧效果不好、钢水含氧量高，脱氧成本高，VD真空脱气阶段夹杂物上浮不彻底、钢液中氧化系夹杂物较多，浇注阶段钢液被空气污染发生氧化等一系列的问题。
[0004]因此，针对以上工艺不足，需找到一种适合G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢的高质量电极棒的冶炼工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢电渣重熔用电极棒母材存在电炉出钢后P含量较高、LF精炼脱氧效果不好、钢水含氧量高，脱氧成本高，VD真空脱气阶段夹杂物上浮不彻底、钢液中氧化系夹杂物较多，浇注阶段钢液被空气污染发生氧化等问题，导致后续电渣重熔冶炼G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢洁净度不高并且存在缺陷的问题，提供一种电极棒母材的冶炼方法以及该电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用。该方法制备的电极棒母材中氧含量低，氧化夹杂物较少，采用这种电极棒母材冶炼G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢有利于降低G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢中氧含量、夹杂物水平，从而大大提高钢质洁净度与降低后续锻轧过程中白点、裂纹等缺陷的产生，同时可改善元素偏析能够显著提高钢材性能，尤其是耐冲击与疲劳等力学性能，进而提高了产品成材率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电极棒母材的冶炼方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)电炉冶炼：将废铁、生铁和铁合金进行配料后送电熔化，待炉内形成熔池后开始吹氧助熔并控制氧化前期钢液中的P含量＜0.1质量％，电炉冶炼结束时控制钢液中的C
含量为0.6
‑
1质量％，出钢时炉内留钢量≥3t，在出钢过程中随钢流加入增碳剂、Al块、石灰和可选的白云石，Al块的加入量≥2.5kg/t
钢液
；
[0008](2)LF炉精炼：将经过电炉冶炼的钢液流入LF炉并控制钢液入LF炉的温度≥1540℃，然后按照3～3.25m/t
钢液
的标准向钢液中喂Al线，在通氩气条件下进行精炼，并在精炼过程中分批加入钢渣友和C粉，LF炉精炼结束后在吊包前除去1/2～1/3的钢渣；
[0009](3)VD炉精炼：将经过LF炉精炼的钢液流入VD炉并且控制入VD炉的钢渣的厚度为60～100mm，在VD炉精炼过程中，极限真空度≤67Pa，先采用大流量吹氩气≥15min，所述大流量吹氩气的氩气流量≥120L/min，在破空前1～2min将吹氩气流量降为20～40L/min静吹氩气≥10min，当钢液温度达到1560～1570℃时，立即吊包浇注；
[0010](4)浇注：在浇注之前35分钟内吹氩气15～30分钟，在浇注过程中氩气压力控制为0.2～0.5MPa，当钢液的液面高度达到铸模帽口2/3时，立即加入发热剂，当液面高度达到锭型的绝热板划线高度时，加入碳化谷壳。
[0011]优选地，在步骤(1)中，所述生铁中P的含量为0.15～0.25质量％，S的含量为0.03～0.05％。
[0012]优选地，在步骤(1)中，所述增碳剂为碳粉。
[0013]优选地，在步骤(1)中，出钢时炉内留钢量为：3t≤炉龄30次前＜5t，炉龄30次后≥5t。
[0014]优选地，在步骤(1)中，Al块的加入量≥3kg/t
钢液
。
[0015]优选地，在步骤(2)中，所述钢渣友为氧化铝和氧化钙的混合物。
[0016]优选地，在步骤(2)中，在精炼过程中分批加入钢渣友和C粉的同时加入石灰和Al。
[0017]优选地，石灰的加入量为钢渣友加入量的3倍或者Al加入量的5倍。
[0018]优选地，在步骤(4)中，所述发热剂为铝粉。
[0019]本专利技术另一方面提供了一种前文所述方法冶炼的电极棒母材在电渣重熔G20Cr2Ni4E钢中的应用。
[0020]本专利技术所述方法通过优化电炉冶炼、LF炉精炼、VD炉精炼和浇注各个阶段的工艺条件，特别是通过增加电炉阶段合理的吹氧制度，将C含量控制在合理的区间范围内还有效降低钢种有害元素P的含量，适当地增加LF炉中喂Al线的量、VD炉氩气流量和吹气时间、增加浇注压力，得到一种低氧含量、低氧化夹杂物含量的电极棒材。采用这种电极棒母材冶炼G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢有利于降低G20Cr2Ni4E渗碳轴承钢中氧含量、夹杂物水平，从而大大提高钢质洁净度与降低后续锻轧过程中白点、裂纹等缺陷的产生，同时可改善元素偏析能够显著提高钢材性能，尤其是耐冲击与疲劳等力学性能，进而提高了产品成材率。相关技术可广泛应用于特钢企业的精炼+电渣重熔生产工艺流程，有效改善高端特钢产品的洁净度水平及成材质量，降低生产成本，改善生产流程与工艺，提高冶金效率。
具体实施方式
[0021]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各
个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术提供的电极棒母材的冶炼方法，包括以下步骤：
[0024](1)电炉冶炼：将废铁、生铁和铁合金进行配料后送电熔化，待炉内形成熔池后开始吹氧助熔并控制氧化前期钢液中的P含量＜0.1质量％，电炉冶炼结束时控制钢液中的C含量为0.6
‑
1质量％，出钢时炉内留钢量≥3t，在出钢过程中随钢流加入增碳剂、Al块、石灰和可选的白云石，Al块的加入量≥2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极棒母材的冶炼方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)电炉冶炼：将废铁、生铁和铁合金进行配料后送电熔化，待炉内形成熔池后开始吹氧助熔并控制氧化前期钢液中的P含量＜0.1质量％，电炉冶炼结束时控制钢液中的C含量为0.6
‑
1质量％，出钢时炉内留钢量≥3t，在出钢过程中随钢流加入增碳剂、Al块、石灰和可选的白云石，Al块的加入量≥2.5kg/t
钢液
；(2)LF炉精炼：将经过电炉冶炼的钢液流入LF炉并控制钢液入LF炉的温度≥1540℃，然后按照3～3.25m/t
钢液
的标准向钢液中喂Al线，在通氩气条件下进行精炼，并在精炼过程中分批加入钢渣友和C粉，LF炉精炼结束后吊包前除去1/2～1/3的钢渣；(3)VD炉精炼：将经过LF炉精炼的钢液流入VD炉并且控制入VD炉的钢渣的厚度为60～100mm，在VD炉精炼过程中，极限真空度≤67Pa，先采用大流量吹氩气≥15min，所述大流量吹氩气的氩气流量≥120L/min，在破空前1～2min将吹氩气流量降为20～40L/min静吹氩气≥10min，当钢液温度达到1560～1570℃时，立即吊包浇注；(4)浇注：在浇注之前35分钟内吹氩气15～30分钟，在浇注过程中氩气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹仕伟，张军，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：