[发明专利]一种高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺

说明书

本发明公开一种高锰高铝高钛钢的真空熔炼工艺，整个工艺过程主要包括初熔阶段、精炼阶段、合金化阶段、带电浇注阶段。通过初熔阶段加入碳粒且限定熔速，加入少量Al并大功率搅拌，降低钢液中的溶解氧；结合合金的加入顺序、熔化速率、钢液温度及保温时间，合金化阶段的炉内压力、熔化速率、钢液温度及保温时间，可保证Mn的最小挥发度及钢液的成分均匀性。解决了高锰高铝高钛钢在生产过程中锰、铝、钛氧化损失，达到精确控制高锰高铝高钛钢化学成分的目的。通过本发明的冶炼工艺，Mn收得率可达93％以上，Al、Ti收得率可达97％以上。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺。

背景技术

中试生产中经常以真空感应炉作为主要熔炼设备，由于Mn具有强挥发、易氧化性，Al和Ti具有强氧化，因此高锰高铝高钛钢真空熔炼时，Mn、Al、Ti的综合控制是个难点。目前，现有技术介绍了真空感应熔炼时对这三种元素的某一或某两种元素的控制办法，专利CN108715971A公开了一种铁铬铝合金真空冶炼工艺，仅介绍了Al、Ti两种元素的控制办法，且Ti元素含量较低。

为提高高锰高铝高钛钢真空熔炼时，Mn、Al、Ti三种元素的综合收得率，同时精确控制化学成分，有必要开发一种高锰高铝高钛钢真空熔炼工艺，综合控制Mn、Al、Ti三种元素的收得率，使每种元素的收得率均达到90％以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺，通过熔炼工艺的设计，解决生产过程中锰大量挥发和氧化损失及铝和钛的氧化损失，达到精确控制高锰高铝高钛钢化学成分的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺，包括初熔阶段、精炼阶段、合金化阶段、带电浇注阶段；其中：

(1)初熔阶段：整个初熔阶段在真空条件下进行，初装料为全部工业纯铁及碳粒总量的48-52％，熔化速度为0.5-1kg/min，使钢液中的溶解氧降低到40ppm以下；待初装料全部熔化3-5min后，加入Al粒，Al粒完全熔化后含量为0.1-0.2wt.％，Al熔化过程至全熔结束2-3min内真空感应炉的功率为额定功率的80％-90％，使钢液中的溶解氧降低到25ppm以下；

(2)精炼阶段：初熔结束后，加入剩余碳粒，精炼温度为1250-1300℃，精炼时间为12-14min，精炼真空度为50-80Pa，使钢液中的溶解氧降低到20ppm以下；

(3)合金化阶段：精炼结束后停电结膜进入合金化阶段，依次分批次加入Al粒、海绵Ti，熔化速度为1-1.5kg/min，全熔后在1250-1300℃下保持3-5min，停电结膜并向炉内充入氩气后加入金属Mn，熔化速度为4-5kg/min，全熔后在1230-1250℃温度下保持5-6min；

(4)浇注阶段：合金化阶段完成后取样分析钢水化学成分，待成分满足要求后，测温并保证出钢温度在1180-1200℃范围内带电浇注。

进一步，所述的高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺中合金化阶段加入金属Mn前炉内压力50000-60000Pa。

进一步，所述的高锰高铝高钛钢的真空冶炼工艺中初装料及合金使用前在200℃温度下烘烤2-3小时，工业纯铁经过抛丸除锈处理。

更进一步，所述的高锰高铝高钛高硼钢的真空冶炼工艺中高锰高铝高钛高硼钢中C 0.1-0.2wt.％，Al 4-6wt.％，Ti 7-9wt.％，Mn 5-7wt.％。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：