[发明专利]高速工具钢的精炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速钢的精炼方法，具体地，涉及一种对经回收、重熔的高速钢回收料的精炼方法。本发明是对本申请人的ZL200910260289.X号中国发明专利的改进。

背景技术

目前市场上的用于制作锯条高速工具钢大都依赖进口，其价格非常高。为了降低这类高速工具钢的生产成本，目前，国内有些企业采用回收的高速钢废钢屑作为原料进行冶炼。但是由于回收的高速钢废屑中混有大量杂质、油污和水分，因而，在冶炼过程中如何去除杂质和气体，提高钢的洁净度，净化钢的铸态组织的晶界，从而提高钢的高温抗氧化不起皮的性能，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

在本申请人的ZL200910260289.X号中国发明专利中，曾以稀土处理和电渣重熔工艺来来提高高速钢的洁净度。尽管该专利方法在提高高速钢洁净度上取得了明显的技术效果，但由于近来稀土金属价格大幅度提升及钢材价格的波动的压力，亟需寻求新的，精炼高速钢回收料的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精炼高速钢回收料的方法。

为实现上述目的，本发明的精炼高速钢回收料的方法包括以下步骤：

a.将由回收的高速钢钢屑和低碳碳素钢废钢组成的金属料、合金化剂和造渣材料为原料在感应炉中熔炼，待上述材料全熔后，进行成分粗调、预脱氧等工艺步骤；

b.将得自上述感应炉的熔体在LF炉中精炼，在精炼时进行加热、吹氩处理和成分微调；

c.将经过LF炉精炼的熔体铸成钢锭。

其中，a步骤所述的金属原料，按总重量百分比计，含有不低于70％的高速工具钢回收料。

在步骤b所述的LF炉精炼时所用的炉渣由CaO、SiO₂和Al₂O₃构成，其配比为：CaO∶SiO₂∶Al₂O₃＝60∶20∶20。

在步骤b所述的LF炉精炼的吹氩处理时间为1-2分钟/吨钢。

成功地利用高速钢回收料作为原料生产高速钢的关键在于保证其质量，特别是钢的洁净度。为保证钢的洁净度，ZL200910260289.X号中国发明专利采用的技术手段是“稀土处理”和“电渣重熔”工艺。加稀土金属，可以去除钢水中的氧和硫及使夹杂物变形、变性，但若不能有效地去除作为脱氧产物的稀土氧化物，并防止钢中稀土金属在浇铸过程中二次氧化所产生的稀土氧化物，则上述氧化物将留在钢中成为有害的夹杂物；另外，自今年以来，由于国家产业政策的调整，稀土金属的价格上涨进10倍。稀土金属价格的迅猛上涨，使得用稀土金属处理以提高高速钢洁净度的技术优势荡然无存。电渣重熔可以去除钢中的硫、氧和夹杂物，但该方法工艺较为复杂，设备的投资也较高。基于上述考虑，本发明对ZL200910260289.X号中国发明专利的改进在于，用LF炉精炼取代了原来的稀土金属处理步骤和电渣重熔步骤。LF炉具有电弧加热和吹氩精炼功能，其电弧加热功能不但可以保证在炉中形成碱度高、氧化铁含量低、流动性好且捕捉夹杂物能力强的熔渣，可使钢水具有充分的被处理时间，而且还可以精细控制钢水的成分，即成分精调。精确控制成分，是当前冶金业的发展趋势之一；其吹Ar功能可以充分搅动钢水，保证充分去除钢中的氧和夹杂物，并为脱硫创造良好的动力学条件；而上述特别配制的熔渣不仅具有优良的脱硫能力，而且还可以捕收从钢中排出的夹杂物。

本发明的方法不但保留了ZL200910260289.X号中国发明专利方法的全部优点而且还有所提高。按本发明的方法，可使钢中全氧低于18ppm；S＜0.002％；大于或等于10微米的夹杂物几乎全被去除；用经如此处理过的高速钢生产的扁丝的各项技术指标，均可与进口产品媲美。

按本发明的方法，因用LF炉精炼取代了稀土处理及电渣重熔，从而进一步提高了所生产的高速工具钢的洁净度，有效地去除了钢中的有害元素，避免了稀土金属二次氧化成为夹杂物的可能，结果所得高速钢的组织致密均匀，无缩孔、皮下气泡和大颗粒夹杂物。LF炉精炼的上述作用不但能改善高速钢的热塑性，使成材率提高，成本降低，还能改善钢中碳化物不均匀度的级别；使带状组织的宽度及碳化物颗粒尺寸减小，结果使凝固析出的共晶碳化物网络薄，堆积少、定向凝固的枝晶结构在经受塑性加工后，易于破碎和/或易于变形，从而改善了高速钢的性能。此外，因用LF炉精炼取代了稀土处理及电渣重熔还可简化生产工艺，从而为降低生产成本提供了技术保证。此外，由于强化了精炼功能，回收料在金属料中的比例可提升至70％以上。