一种用返回料冶炼模具钢h13的方法
阅读说明：本技术 一种用返回料冶炼模具钢h13的方法 (Method for smelting die steel H13 by using return materials ) 是由 石春明 刘少友 马德克 徐增力 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用返回料冶炼模具钢H13的方法,包括下述步骤：(1)装料前向炉底装石灰和含铬钼的钢返回料；(2)送电熔化,当炉料熔化70%～85%时,对炉门及渣线附近的大块炉料进行吹氧助熔；(3)当钢水温度≥1550℃时,进行吹氧脱碳升温,同时向炉中加入石灰,降低钢渣熔点,增强钢渣流动性；再向钢水中加入硅铁粉,将渣中的Cr还原回钢水中,过程中尽量不放渣,确保合金回收率；(4)向钢水中加入石灰,将还原渣碱度调整至2.0～2.5；(5)当钢水温度升高至1640～1680℃,炉渣为黄或白渣时取样分析钢水化学成分,成分合格时出钢；本发明方法,可有效提高冶炼过程中铬的收得率,降低生产成本,提高钢品质。(The invention relates to a method for smelting die steel H13 by using return materials, which comprises the following steps: (1) before charging, lime and steel return containing chromium and molybdenum are charged at the bottom of the furnace; (2) feeding electricity for melting, and blowing oxygen for fluxing bulk furnace burden near a furnace door and a slag line when 70-85% of the furnace burden is melted; (3) when the temperature of the molten steel is more than or equal to 1550 ℃, oxygen blowing, decarbonization and heating are carried out, and meanwhile, lime is added into the furnace, so that the melting point of the steel slag is reduced, and the fluidity of the steel slag is enhanced; adding ferrosilicon powder into the molten steel, reducing Cr in the slag back into the molten steel, and avoiding slag discharge as much as possible in the process so as to ensure the recovery rate of the alloy; (4) adding lime into the molten steel, and adjusting the alkalinity of the reducing slag to 2.0-2.5; (5) when the temperature of the molten steel rises to 1640-1680 ℃, sampling and analyzing chemical components of the molten steel when the slag is yellow or white slag, and tapping when the components are qualified; the method can effectively improve the yield of chromium in the smelting process, reduce the production cost and improve the steel quality.)
技术领域
本发明涉及钢铁材料技术领域，特别是一种用返回料冶炼模具钢H13的方法。
背景技术
模具钢H13对应国标牌号为4Cr5MoSiV1，合金元素占8%左右，属于中合金钢系列，其中：Cr：5.1-5.4%、Mo：1.35-1.45%、V：0.9-1.05%。制造方法一般有两种：第一种：加合金冶炼，废钢EBT炉氧化-出钢后加合金-LF精炼-VD真空处理-模铸，第二种：返回料冶炼，返回料EBT炉氧化-LF精炼-VD真空处理-模铸。第一种制造方法操作相对简单，但化学成分全靠添加合金保证，成本较高，不利于生产经营。据调研，市场上有很多高合金铬钼废旧模具及边角料，如H13、8418、P91等，所以，很多厂家采用第二种制造方法或第二种方法加少量合金。
采用返回料冶炼，EBT炉在吹氧脱碳时，容易造成铬的大量氧化，铬的收得率较低，为了保证化学成分，在精炼炉中须加大铬的补加量，导致冶炼成本高。同时，因增加合金加入量，钢种有害元素也随之增加，降低钢的品质。
因此，对采用返回料冶炼生产H13模具钢，如何解决铬的收率降低，需大量补加铬合金，导致钢种有害元素增加，钢品质降低的问题，成为行业内长久以来的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的就是针对目前采用返回料冶炼模具钢H13时，容易出现铬收得率下降，需大量补加铬合金，导致钢种有害元素增加，钢品质降低的问题，提供一种用返回料冶炼模具钢H13的方法。采用本发明方法，可有效提高冶炼过程中铬的收得率，降低生产成本，提高钢品质。
为达到上述目的，本发明的一种用返回料冶炼模具钢H13的方法，包括下述步骤：
（1）装料前按照8～12kg/t钢水的比例向炉底装石灰，装含铬钼的钢返回料28～33t；
（2）送电熔化，当炉料熔化70%～85%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，氧压0.3～0.5Mpa；
（3）当钢水温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压0.8～1.2MPa，同时向炉中按照10～12kg/t钢水的比例加入石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；按照4.8～5.1kg/t钢水的比例向钢水中加入硅铁粉，将渣中的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收率；
（4）向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.0～2.5；
（5）当钢水温度升高至1640～1680℃（视钢包温度确定出钢温度，冷包取上线，热包取下线），炉渣为黄或白渣时取样分析钢水化学成分，所有成分达中下线时出钢。
所述含铬钼的钢返回料是指高合金铬钼废旧模具及其边角料，如H13、8418、P91、低铜废钢等钢生产制造的废旧模具或边角料，所述低铜废钢，钢熔融后铜含量低于0.06%。
所述模具钢H13中，含有下述重量百分含量的元素：Cr：5.1～5.4%、Mo：1.35～1.45%、V：0.9～1.05%。
本发明方法是发明人在长期工作实践中，反复研究、推理、试验验证之后得出的，本发明方法中所采用的工艺及工艺参数理由如下：
（1）装料前炉底装石灰，可以起到保护炉底，提前低温脱磷的目的；
（2）送电熔化至炉料熔化70%～85%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，可以加快低温区料子熔化速度，保证炉料的均匀性；
（3）当钢水温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压0.8～1.2MPa，同时向炉中按照10～12kg/t钢水的比例加入石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；按照4.8～5.1kg/t钢水的比例，向钢水中加入与氧亲和力更强的硅铁粉，将渣中与氧亲和力较弱的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收率；
（4）向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.0～2.5，保证渣的流动性好，有利于渣中铬的还原回收；
（5）当钢水温度升高至1640～1680℃（视钢包温度确定出钢温度，冷包取上线，热包取下线），炉渣为黄或白渣时取样分析钢水化学成分，所有成分达中下线时出钢：保证钢水合适的过热度，满足后期浇注工艺要求，中下线控制可以保证合金成分不超上限，万一低于下限，可在精炼工序适当补加合金。
本发明相对现有技术，具有以下优点：
（1）本发明能够减少返回料中铬的损耗，铬的收得率提高3%以上，降低了生产成本，可提高企业经济效益；
（2）本发明可消化市场上的废旧二次资源，使废旧资源得到充分利用；
（3）采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
具体实施方式
为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。
实施例1
本实施例采用EBT炉，加H13返回料冶炼H13钢水25吨，返回料采用H13返回料（H13废旧模具、H13加工钢屑等），具体情况如下：
一种用返回料冶炼模具钢H13的方法，包括下述步骤：
（1）向EBT炉中先装入270kg石灰垫炉底，随后装入H13返回料28t；
（2）送电熔化，当炉料熔化80～83%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，氧压0.3～0.4Mpa；
（3）当钢液温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压1.0～1.2 MPa；同时向炉中加入270kg石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；向钢液中加入120kg硅铁粉，将渣中的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收；
（4）随后向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.3；
（5）当温度升高至1660℃，炉渣为黄渣时取样分析钢液化学成分，所有成分达中下线时出钢；
冶炼完成后，获得成分合格的H13钢水25.3吨，经检测，采用本实施例方法冶炼的H13钢水中，Cr：5.25%、Mo：1.40%、V：1.0，均符合钢成分要求，其他成分可在精炼工序调整。
采用本实施例的方法，与传统采用返回料冶炼H13钢相比，少加铬铁合金12.1Kg，生产成本降低145元/吨，采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
实施例2
本实施例采用EBT炉，加8418钢返回料冶炼H13钢水30吨，返回料采用8418返回料（8418废旧模具、8418加工钢屑等），具体情况如下：
一种用返回料冶炼模具钢H13的方法，包括下述步骤：
（1）向EBT炉中先装入300kg石灰垫炉底，随后装入8418返回料33吨.
（2）送电熔化，当炉料熔化82～85%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，氧压0.45～0.5Mpa；
（3）当钢液温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压0.8～1.0MPa；同时向炉中加入300kg石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；向钢液中加入150kg硅铁粉，将渣中的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收；
（4）随后向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.5；
（5）当温度升高至1670℃，炉渣为黄渣时取样分析钢液化学成分，所有成分达中下线时出钢；
冶炼完成后，获得成分合格的H13钢水29.5吨，经检测，采用本实施例方法冶炼的H13钢水中，Cr：5.2%、Mo：1.30%、V：1.05%，其他成分可在精炼工序调整。
采用本实施例的方法，与传统采用返回料冶炼H13钢相比，少加 铬铁合金10Kg/t钢，生产成本降低约120元/吨钢，采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
实施例3
本实施例采用EBT炉，加P91钢返回料和低铜废钢冶炼H13钢水25吨，返回料采用P91返回料（P91废旧模具、P91加工钢屑等，所述低铜废钢，钢熔融后铜含量低于0.06%），具体情况如下：
一种用返回料冶炼模具钢H13的方法，包括下述步骤：
（1）向EBT炉中先装入250kg石灰垫炉底，随后装入P91返回料18吨，再加低铜废钢12吨；
（2）送电熔化，当炉料熔化70%～75%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，氧压0.3～0.45Mpa；
（3）当钢液温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压0.9～1.1MPa；同时向炉中加入270kg石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；向钢液中加入120kg硅铁粉，将渣中的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收；
（4）随后向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.0；
（5）当温度升高至1640℃，炉渣为白渣时取样分析钢液化学成分，所有成分达中下线时出钢；
冶炼完成后，获得成分合格的H13钢水25.1吨，经检测，采用本实施例方法冶炼的H13钢水中，Cr：5.1%、Mo：1.36%、V：1.02%，其他成分可在精炼工序调整。
采用本实施例的方法，与传统采用返回料冶炼H13钢相比，少加铬铁合金12Kg/吨钢，生产成本降低144元/吨钢，采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
实施例4
本实施例采用EBT炉，加H13钢返回料、P91钢返回料和低铜废钢冶炼H13钢水30吨，返回料采用H13钢返回料和P91钢返回料（H13废旧模具、P91废旧模具、废旧钢屑等，所述低铜废钢，钢熔融后铜含量低于0.06%），具体情况如下：
一种用返回料冶炼模具钢H13的方法，包括下述步骤：
（1）向EBT炉中先装入300kg石灰垫炉底，随后装入H13返回料10吨，P91返回料13吨Kg，再加入低铜废钢10吨；
（2）送电熔化，当炉料熔化75%～80%时，对炉门及渣线附近少量的大块炉料进行吹氧助熔，氧压0.3～0.40Mpa；
（3）当钢液温度≥1550℃时，进行吹氧脱碳升温，氧压0.8～1.0MPa；同时向炉中加入300kg石灰，用以降低钢渣熔点，增强钢渣流动性；向钢液中加入150kg硅铁粉，将渣中的Cr还原回钢水中，在加入硅铁粉还原的过程中尽量不放渣，确保合金的回收；
（4）随后向钢水中加入石灰，将还原渣碱度调整至为2.2；
（5）当温度升高至1680℃，炉渣为白渣时取样分析钢液化学成分，所有成分达中下线时出钢；
冶炼完成后，获得成分合格的H13钢水30.1吨，经检测，采用本实施例方法冶炼的H13钢水中，Cr：5.15%、Mo：1.36%、V：0.95%，其他成分可在精炼工序调整。
采用本实施例的方法，与传统采用返回料冶炼H13钢相比，少加铬铁合金11.5Kg，生产成本降低138元，采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
从上述实施例可以看出，采用本发明方法冶炼H13模具钢，显著减少了铬铁合金加入量，与传统采用返回料冶炼H13模具钢相比，铬收率提高3%以上，生产成本降低2-3%，采用本发明方法，不会导致钢中产生额外的有害元素，有利于钢品质提升。
本发明的实施例仅为最佳例举，并非对技术方案的限定性实施。上述实施例仅仅是本发明为解释本发明而例举的具体实例，并不以任何形式限制本发明，任何人根据上述内容和形式做出的不偏离本发明权利要求保护范围的非实质性的改变，均应认为落入本发明权利要求的保护范围。本发明不局限于上述具体的实施实例。
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