[发明专利]一种碳锰钢锻件及其冶炼方法

说明书

本发明公开了一种碳锰钢锻件及其冶炼方法，属于冶炼工业技术领域，解决了现有技术中的碳锰钢锻件探伤合格率较低的问题。本发明的冶炼方法包括如下步骤：对碳锰钢锻件的原料依次进行冶炼、脱氧脱硫精炼和真空浇注，碳锰钢锻件成分按质量百分比计包括C：0.10～0.20、Si：0.20～0.60、Mn：0.90～1.50、Al 0.015～0.025、S≤0.002和O≤0.0015；脱氧脱硫精炼包括如下步骤：将冶炼后的钢液加入精炼炉后，加入石灰和氧化铝粉作为造渣材料，然后，分批加入脱氧剂，加热至保温，进行化渣；将石灰作为造渣材料加入钢液中，加热保温和真空处理；精炼出钢前加入铝铁。本发明的碳锰钢锻件及其冶炼方法适用于水电、船舶、国防等领域。

技术领域

本发明属于冶炼工业技术领域，具体涉及一种碳锰钢锻件及其冶炼方法。

背景技术

碳锰钢锻件主要应用于民船用轴系、舵系锻件和水电类产品，包括水电主轴、推力头、上法兰和下法兰等锻件。

采用传统工艺方法生产上述产品，最终探伤合格率较低，这是因为，碳锰钢中产生的MnS夹杂及复合夹杂在热加工变形过程中，容易形成超标缺陷，导致产品难以通过探伤。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种碳锰钢锻件及其冶炼方法，解决了现有技术中的碳锰钢锻件探伤合格率较低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种碳锰钢锻件的冶炼方法，包括如下步骤：

对碳锰钢锻件的原料依次进行冶炼、脱氧脱硫精炼和真空浇注，所述碳锰钢锻件成分按质量百分比计包括C：0.10～0.20、Si：0.20～0.60、Mn：0.90～1.50、Al 0.015～0.025、S≤0.002和O≤0.0015，酸溶铝含量占总铝含量的95％以上，炉渣中FeO+MnO含量之和小于0.4％；

上述脱氧脱硫精炼过程包括如下步骤：

步骤1：将冶炼后的钢液加入精炼炉后，加入石灰和氧化铝粉作为造渣材料，然后，分批加入脱氧剂，加热至1550～1600℃保温3～5min，进行化渣；

步骤2：将石灰作为造渣材料加入步骤1得到的钢液中，加热至1650～1670℃保温，然后，进行真空处理15～25min；

步骤3：精炼出钢前加入铝铁。

进一步地，上述碳锰钢锻件的冶炼方法适用于大型钢锭的冶炼，大型钢锭的重量为50～200t。

进一步地，上述精炼出钢前的钢液成分按质量百分比计包括Mn：0.90～1.30。

进一步地，步骤1和步骤2中造渣材料的总成分(指两次加入的造渣材料的整体成分)按质量百分比包括CaO 50～55％、Al₂O₃ 30～35％、SiO₂5～8％和MgO 4～8％，造渣材料所形成的精炼渣熔化温度为1350～1410℃。

进一步地，每吨钢液中，步骤1和步骤2中造渣材料的总添加量为12～20kg/t。

进一步地，上述步骤2中，分批加入脱氧剂包括如下步骤：

步骤a：加入铝粉和碳粉作为第一批脱氧剂，加热保温5～7min；

步骤b：加入铝粉作为第二批脱氧剂，保温8～10min；

步骤c：加入铝粉和碳粉作为第三批脱氧剂。

进一步地，每吨钢液中，步骤a、步骤b和步骤c中碳粉的总加入量为1.0～2.0kg，铝粉的总加入量为2.0～2.5kg。