高强度合金钢的冶炼工艺

摘要

本发明涉及冶金领域，具体为一种用于钻头和泵头体材料的高强度合金钢冶炼工艺。通过调整合金材料加入的顺序，电弧炉初炼阶段加入Mo和Ni，并增加脱碳量；LF炉精炼阶段使用新型的复合脱氧剂，净化钢锭，提高力学性能；在真空脱气精炼（VD）前加入铝，促进钢水合金化，使钢水合金化过程更充分，又可减少氧化夹杂物。钢锭具有清洁度高、表面质量及可淬透性好、晶粒度细等优点；钢锭强度高，耐高压、耐腐蚀，机械性能良好。本工艺中，无需电渣重熔工序即可获得良好脱氧效果，同时减少非金属夹杂物含量，提高产品探伤检测水平，在保证使用性能的前提下减少能耗，降低了成本。

主权项

高强度合金钢的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将低硫磷洁净废钢在电弧炉内熔化冶炼脱碳脱磷，并加入Mo和Ni；脱碳脱磷的方法为：在电弧炉底加入小碎矿或氧化铁皮，并加入石灰，再加入低硫磷洁净废钢，增碳至0.7％～1.0％，熔化；所述的电弧炉底加入的小碎矿或氧化铁皮与低硫磷洁净废钢的用量比为10～25kg/吨，电弧炉底加入的石灰与低硫磷洁净废钢的用量比为20～30kg/吨；所述的小碎矿为含50wt％～70wt％三氧化二铁的铁矿石；然后吹氧，并向钢水中加入小碎矿或氧化铁皮，同时加入石灰，在1530～1600℃下冶炼1～1.5小时；所述的小碎矿或氧化铁皮与低硫磷洁净废钢的用量比为10～20kg/吨，石灰与低硫磷洁净废钢的用量比为15～25kg/吨；所述的脱碳脱磷步骤中，脱碳量≥0.4％；(2)步骤(1)脱磷和脱碳后的钢水温度升至1650～1700℃倒入钢包精炼炉内，造渣形成稀薄渣后，加入复合脱氧剂进行预脱氧，复合脱氧剂与钢水用量比为4～5公斤/吨；用石灰和萤石造渣，与钢水的用量比为10～15公斤/吨和5～8公斤/吨；所述的复合脱氧剂中，锰、硅和铝的重量比为1.9～2.05：0.95～1.05：1；其中硫和磷的重量百分比量均不超过0.05％，碳含量≤0.2％；(3)向钢水中加入Cr和Mn，并在钢渣表面加入脱氧剂，在 1600～1650℃下精炼1～1.5小时，同时利用LF炉底吹惰性气体搅拌；所述的脱氧剂为碳粉和AD粉，或者电石与AD粉，或者碳粉、电石和AD粉，AD粉与钢水的用量比为3～5公斤/吨，碳粉或电石粉，或者碳粉与电石总量与钢水的用量比为1.5～3公斤/吨；(4)向钢水中补加Si，继续冶炼5～10分钟；(5)真空脱气处理，吊包浇注；真空脱气的方法为：迅速将钢水温度升至1680℃以上，然后将钢包移至脱气工位，在真空度为4～67pa的状态下处理20～30分钟；所述的浇注工艺条件为：1540～1560℃下将钢包吊离脱气工位，在浇注前用惰性气体置换模内的空气，并在浇注过程中用惰性气体保护；其中，按重量计，钢水中补加Mo、Ni、Mn、Cr、Si后，各组分的重量百分比含量分别为Mo 0.42％～0.60％、Ni 2.40％～2.80％、Mn0.42％～0.80％、Cr 0.9％～1.10％以及Si 0.15％～0.35％；步骤(2)所述的复合脱氧剂为含有锰、铝、硅的合金；其中锰的含量为16～20％，硅的含量为8～10％，铝的含量为8～10％，均为重量百分比。