【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金生产，具体而言，尤其涉及一种高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁及其制备方法。
技术介绍
1、特种装备用高钴镍二次硬化钢主要有af1410、aermet 100、ferrium m54、ferriums53、ferrium c64、css-42l等。特种装备用高钴镍二次硬化钢是一类具有优异性能的钢材，因此，其洁净度要求极高，熔炼过程均精选超纯原料，并采用vim+var工序。
2、铬铁合金、金属铬是制备特种装备用高钴镍二次硬化钢的重要中间合金。一般情况下，铬铁中间合金的产品标准对硫含量不是很严格，如高碳铬铁要求s含量≤0.04％，中碳铬铁、低碳铬铁和微碳铬铁要求s含量≤0.025％，金属铬jcr99-a对残余元素s的要求为≤0.01％，这并不能满足作为特种合金制备时合金化原料对超低s含量的这些要求。纯度较高的99.96％超纯电解金属铬jcr99.95-a作为高钴镍二次硬化钢合金化原料使用时，虽然其能满足对超低s、p、si、mn、al、ti含量的这些要求，但是其售价是铬铁或金属铬的十倍以上，成本太高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁及其制备方法，针对铬铁合金的特定残余元素进一步提纯，提纯后铬铁合金中部分残余元素浓度范围比金属铬jcr99-a更低，且比肩甚至超过超纯电解金属铬jcr99.95-a的纯度范围，可用作生产超纯特种装备用高钴镍二次硬化钢时替代超纯电解金属铬和超纯电解金属铁来做为铬和铁的原材料。
3、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
4、本专利技术一方面提供一种高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁，按质量百分比计，所述铬铁成分组成如下：cr：1％-25％，c≤0.3％，si≤0.01％，p≤0.002％，s≤0.0007％，o≤0.0020％，al≤0.01％，ti≤0.001wt％，mn≤0.01％，余量为fe和不可避免的杂质。
5、本专利技术另一方面提供一种上述的高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁的制备方法，所述方法包括以下步骤：
6、1)选择纯铁原料，要求原料中p≤0.002wt％，s≤0.002wt％，si≤0.01wt％，mn≤0.01wt％，al≤0.01wt％，ti≤0.001wt％，c≤0.2wt％，选择金属铬jcr99-a原料，要求原料中p≤0.002wt％，s≤0.005wt％，si≤0.1wt％，al≤0.2wt％；
7、2)按铬铁成分组成，随炉装入纯铁、金属铬jcr99-a原料及超纯石墨碳块，进行真空感应炉熔炼；
8、3)将精炼后的钢水进行低温模铸，出钢温度为1580-1590℃，得到铸锭；
9、4)在大气条件下，将步骤3)得到的铸锭进行电渣重熔熔炼提纯，提纯熔渣由caf2、al2o3、cao组成，其质量比为caf2:al2o3:cao＝4:3:3，且提纯渣配料后要求渣中sio2+mno+feo≤1wt％。
10、上述技术方案中，进一步地，步骤2)中，超纯石墨碳块的配碳量控制为0.2％-0.3％，开始熔化时要求真空度在1pa以下，大功率熔化，精炼温度为1600±10℃，精炼时间大于30分钟。
11、上述技术方案中，进一步地，步骤2)中，炉料熔清后，精炼期真空深脱氧时感应炉真空度不高于1pa，保持时间不低于50min，精炼后期取样分析[n]，若[n]≤0.01wt％，搅拌5分钟后到下一步，若[n]>0.01wt％，继续添加超纯石墨碳块继续脱氧脱氮，确保精炼结束时[n]≤0.01wt％。
12、上述技术方案中，进一步地，步骤2)中，精炼期真空深脱氧末期，通过真空料仓加入0.15-0.20kg/t铈、镧或镧、铈、镨、钕混合物。
13、上述技术方案中，进一步地，步骤3)中，模铸后炉冷15分钟后允许破空，往铸锭表面添加发热剂和覆盖剂，将铸锭脱模后空冷，铸锭规格极限以剥皮后能够直接作为电渣重熔自耗电极为准。
14、上述技术方案中，进一步地，步骤4)中，锭型为ф250mm，熔渣量为17±2kg/t。
15、本专利技术还提供一种上述超低硫超纯铬铁在制备高钴镍二次硬化钢中的应用。
16、用于制备af1410的铬铁中铬含量为2.5-2.9％；用于制备aermet 100的铬铁中铬含量为4.0-4.4％；用于制备ferrium m54的铬铁中铬含量为1.1-1.5％；用于制备ferriumc64的铬铁中铬含量为4.5-4.9％；用于制备ferrium s53的铬铁中铬含量为12.7-13.3％；用于制备css-42l的铬铁中铬含量为17.6-18.2％。
17、本专利技术的有益效果为：
18、1、本专利技术提纯后铬铁合金中部分残余元素浓度范围比金属铬jcr99-a更低，且比肩超纯电解金属铬jcr99.95-a的纯度范围，可替代超纯电解金属铬和工业超纯铁作为特种合金制备时合金化铬和铁的原料，降低成本。
19、2、本专利技术拓展了超低硫超纯铬铁合金的成分设计，同时拓展了超低硫超纯铬铁在新领域的应用，使超低硫超纯铬铁合金用作生产超纯特种装备用高钴镍二次硬化钢时替代超纯电解金属铬和超纯电解金属铁(或工业超纯铁)来做为铬和铁的原材料。
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1.一种高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁，其特征在于，按质量百分比计，所述铬铁成分组成如下：Cr：1％-25％，C≤0.3％，Si≤0.01％，P≤0.002％，S≤0.0007％，O≤0.0020％，Al≤0.01％，Ti≤0.001wt％，Mn≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种权利要求1所述的高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，超纯石墨碳块的配碳量控制为0.2％-0.3％，开始熔化时要求真空度在1Pa以下，大功率熔化，精炼温度为1600±10℃，精炼时间大于30分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，炉料熔清后，精炼期真空深脱氧时感应炉真空度不高于1Pa，保持时间不低于50min，精炼后期取样分析[N]，若[N]≤0.01wt％，搅拌5分钟后到下一步，若[N]>0.01wt％，继续添加超纯石墨碳块继续脱氧脱氮，确保精炼结束时[N]≤0.01wt％。
5.根据权利要求2所述的制备方
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，模铸后炉冷15分钟后允许破空，往铸锭表面添加发热剂和覆盖剂，将铸锭脱模后空冷，铸锭规格极限以剥皮后能够直接作为电渣重熔自耗电极为准。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，锭型为Ф250mm，熔渣量为17±2kg/t。
8.一种权利要求1所述的超低硫超纯铬铁在制备高钴镍二次硬化钢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁，其特征在于，按质量百分比计，所述铬铁成分组成如下：cr：1％-25％，c≤0.3％，si≤0.01％，p≤0.002％，s≤0.0007％，o≤0.0020％，al≤0.01％，ti≤0.001wt％，mn≤0.01％，余量为fe和不可避免的杂质。
2.一种权利要求1所述的高钴镍二次硬化钢用超低硫超纯铬铁的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，超纯石墨碳块的配碳量控制为0.2％-0.3％，开始熔化时要求真空度在1pa以下，大功率熔化，精炼温度为1600±10℃，精炼时间大于30分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，炉料熔清后，精炼期真空深脱氧时感应炉真空度不高于1pa，保持时间不低于...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴铖川，叶文冰，王洪利，陈文雄，
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：
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