[发明专利]模具钢电渣重熔渣系及使用方法

说明书

技术领域

本发明属冶金工程精炼技术领域。

背景技术

电渣重熔（Electroslag remelting）是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法，把转炉、电弧炉、感应炉冶炼的钢铸造或锻压作为自耗电极，通过熔渣电阻热进行二次精炼。在精炼过程中，自耗电极以一定速度上升，在渣溶液的保护和外部结晶器的水冷作用下，熔化后的钢液自下而上不断结晶凝固，形成精炼电渣锭。在精炼的过程中，熔化的炉渣即是电阻发热体，又起到了保护作用，熔化后的渣液悬浮在钢液的上表面，把钢液与大气隔开，液态金属在渣液的覆盖保护下，有效地降低钢中气体含量，同时避免了再氧化。同时，由于渣液的吸附和高温反应，达到去除或降低硫、磷等非金属夹渣和铅、铋、锡等有害元素的目的，从而提高了材料的热加工性能。

由于电渣重熔的产品组织致密、成分均匀、性能优越、出材率高，同时具备由于生产灵活性、工艺稳定性等优点，所以电渣重熔技术现已广泛应用与航空航天、军工、石油钻探、船板桥板、模具制造等技术领域，并一直处于稳定发展状态。目前，常用的电渣重熔渣系大都采用CaF₂为基的渣系，一般都采用二元渣、三元渣或多元渣，常用的二元渣如CaF₂＋Al₂O₃；三元渣如CaF₂＋Al₂O₃＋MgO、CaF₂＋MgO＋CaO；多元渣系如CaF₂＋Al₂O₃＋MgO＋CaO、CaF₂＋Al₂O₃＋MgO＋CaO＋TiO等。

众所周知：要炼好钢，需有好渣，渣系是炼钢工艺的一个重要的因素，现有的渣系大都是针对的大多钢种，不具有专一性，且均为高温渣系，脱硫的效果较好，但去磷效果不太明显，其原因是渣系的熔点高，液态渣温高不利于脱磷。

随着我国工业进程的步伐加快，这就对在工业制造领域称为工业之母的模具材料提出了更高的要求，而模具材料的良好机械性能和使用寿命取决于材料的制造工艺，精炼工艺就是重中之重，因此，目前的国内模具钢冶炼技术领域，急需开发出一种新型的电渣重熔渣系，它需比现行模具钢冶炼所采用渣系更好的去除硫、磷、非金属夹渣等有害元素，从而为提高模具材料综合性能何使用寿命的目的，这将在在工业制造领域、冶金工程精炼技术领域及模具制造技术领域具有十分重要的意义，也将会带来良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种模具钢电渣重熔渣系及使用方法，以解决现有技术针对的大多钢种，不具有专一性，且均为高温渣系，渣系的熔点高，液态渣温高不利于脱磷，去磷效果不太明显等问题，实现降低电渣钢锭中的有害元素硫、磷含量，保护活泼元素不受烧损，提高模具钢电渣重熔钢锭的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是新型渣系具有以下质量百分比成分组分：CaF₂：65-70%；Al₂O₃：20-25%；SiO₂：5-10%；MgO：5-10%，渣料质量按需要精炼的模具钢电极锭质量的4-6%配制。

本发明所述渣系使用方法步骤如下：

（1）电渣重熔渣料的准备及烘烤：按照CaF₂：65-70%；Al₂O₃：20-25%；SiO₂：5-10；MgO：5-10%的配方进行配料，配好后将其放入电阻炉，在600-700℃烘烤5-6小时，烘烤完毕后200℃保温，经烘烤后的渣料必须随用随取，如取出后1小时因故不能使用，应重新烘烤。

（2）重熔自耗电极的准备：采用电弧炉或感应炉制作模具钢电极锭，电极锭的合金含量在制作时保证，电极锭的大小及重量根据电渣重熔炉的结晶器而定，浇铸后的电极锭要进行抛丸处理，尽可能的减少模具钢电极锭的表面杂质。抛丸处理好的顶端焊接连接假电极，另一端焊接引弧板。