[发明专利]一种特殊钢的冶炼方法及特殊钢

说明书

本发明是关于一种特殊钢的冶炼方法及特殊钢，涉及钢铁冶炼技术领域。主要采用的技术方案为：一种特殊钢的冶炼方法包括熔炼金属炉料、凝固金属液、精炼、加入稀土、浇注的步骤。其中，熔炼金属炉料：对金属炉料进行真空熔炼，使所述金属炉料完全熔化成金属液、并使所述金属液沸腾第一设定时间。凝固金属液：真空状态下，使金属液表面凝固第二设定时间。精炼：向金属液中加入合金，进行精炼。加入稀土：向所述精炼钢液中加入稀土原料，保持沸腾第三设定时间。浇注：对加入稀土原料后的精炼钢液进行浇注处理。一种特殊钢由上述的特殊钢冶炼方法冶炼而成。本发明主要用于解决现有特殊钢中的夹杂物尺寸较大、数量较多、以及纯净度不高的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种特殊钢的冶炼方法及特殊钢。

背景技术

中国是世界稀土资源大国，稀土储量和产量都远远超过其它国家，如何在钢中更好地利用稀土成为研究热点。稀土具有较好的净化钢液、减少夹杂、细化晶粒的作用，从而能够大大提高钢水的纯净度。稀土在钢中变质夹杂物，以及对其形态、数量和尺寸大小的控制上具有较强的作用。此外，稀土在钢中尚有微合金化、与低熔点有害夹杂反应、捕氢及弥散强化等作用；同时具有改善铸态组织、抑制晶粒长大、影响组织转变、改善材料热塑性和热强性、提高抗氢致脆性以及提高抗氧化性等功能。

特殊钢是指具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能，能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学相容性和工艺性能。常见的特殊钢由轴承钢、模具钢、高强钢、不锈钢以及高温合金等。近年来，随着我国电力工业，核工业和石油化工业的迅猛发展，对特殊钢的需求量越来越大，同时对特殊钢的纯净度要求越来越高。钢锭或铸坯是特殊钢的先期产品，对提高特殊钢的质量尤为重要。

目前，特殊钢主要存在两类关键问题：偏析和夹杂。偏析主要表现为组织不均匀、元素分布不均匀，控制不当将导致锻件探伤不合格，甚至报废。夹杂会促进偏析的形成，同时大尺寸的夹杂会严重影响材料的性能。因此，对于特殊钢而言，夹杂物控制(控制夹杂物形态、尺寸、分布)和低氧控制是本领域的研究重点。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种特殊钢的冶炼方法及特殊钢，主要目的在于解决目前特殊钢中的夹杂物尺寸较大、数量较多、以及纯净度不高的技术问题。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种特殊钢的冶炼方法，包括以下步骤：

熔炼金属炉料：对金属炉料进行真空熔炼，使所述金属炉料完全熔化成金属液、并使所述金属液沸腾第一设定时间；

凝固金属液：真空状态下，使金属液表面凝固第二设定时间；

精炼：金属液中加入合金，进行精炼，得到精炼钢液；

加入稀土：向所述精炼钢液中加入稀土原料，保持沸腾第三设定时间；

浇注：对加入稀土原料后的精炼钢液进行浇注处理。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，在所述凝固金属液的步骤之后、所述精炼的步骤之前，还包括二次熔化：将表面凝固的金属液加热熔化。

优选的，所述熔炼金属炉料、凝固金属液、精炼、加入稀土的步骤均在真空熔炼炉中进行。

优选的，所述真空熔炼炉为真空感应炉或真空电炉。

优选的，在所述金属炉料的熔化过程中：真空度控制为0.01-600Pa；当金属液飞溅剧烈时，将真空度控制为150-600Pa；和/或

所述金属炉料的熔化时间大于20min。