[发明专利]一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法

说明书

本发明提供了一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。本发明提供的上述制备方法能够有效控制冷作模具钢中非金属夹杂物含量；另外，本发明采用廉价的碳元素脱氧，取消了电炉预还原，避免了电炉、LF炉出钢后的出渣环节，减少了稀土加入量，通过上述多方面措施大大降低了冶炼成本。

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，特别涉及一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法。

背景技术

冷作模具钢是指金属在冷态(室温)下变形或成形所使用的模具钢。冷作模具钢的钢号诸多，一般采用高碳过共析钢和莱氏钢体，如碳素工具钢、低合金油淬冷作模具钢、空淬冷作模具钢、高碳铬型冷作模具钢、高度钢……等。

其中，高碳铬型冷作模具钢的常规冶炼工艺为：EF(电炉)冶炼→LF(钢包精炼炉)精炼→VD(真空处理)→模铸。EF采用返回法冶炼，钢水经预还原初脱氧后进LF精炼，LF炉脱氧、脱硫及合金化后，进VD真空处理，VD结束加稀土、软吹氩后浇注。

传统工艺的脱氧任务主要是靠铝元素完成的，钢液中存在大量的Al₂O₃脱氧产物，而稀土极易与该类脱氧产物反应生成稀土氧化物或铝酸稀土，固溶稀土量少，不能较好的起到改善冷作模具钢热塑性的目的，还产生了大量的稀土夹杂物，降低了钢液的洁净度。受稀土夹杂物的限制，传统工艺冷作模具钢的B类夹杂评级普遍偏高，且波动很大，难以满足高端市场的需求，且冶炼成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法。本发明的制备方法能够有效降低冷作模具钢中非金属夹杂物的含量和稀土夹杂物含量，且降低冶炼成本。

本发明提供了一种高碳铬型冷作模具钢的制备方法，包括以下步骤：

a)将原料进行电炉冶炼，至钢水温度达到1660～1691℃时向炉中加入碳粉，出钢，得到钢水；

所述出钢的过程中加入渣料；所述渣料包括石灰和钢包精炼渣；

b)将所述钢水进行VD真空处理，得到脱氧钢液；

c)将所述脱氧钢液进行LF炉精炼和合金化后，加入稀土，得到合金液；

d)将所述合金液进行吊包浇注，轧制，得到模具钢。

优选的，所述碳粉的加入量为2～2.5kg/t钢。

优选的，所述步骤b)中，所述VD真空处理包括：

钢水入VD工位的温度为1581～1589℃，通入惰性气体并控制惰性气体流量为20NL/min，在3～5min内抽真空至真空度达到67Pa；增大惰性气体流量至60～70NL/min，在1～3min内使真空度达到6.7Pa；继续增加惰性气体流量至170～180NL/min，保持15～25min后，调整惰性气体流量至20NL/min并破空。

优选的，所述步骤b)中，所述VD真空处理的总时间为20～30min；所述惰性气体为氩气。

优选的，所述步骤a)中，所述石灰的加入量为6.8～7.5kg/t钢；所述钢包精炼渣的加入量为2.2～2.5kg/t钢；

所述钢包精炼渣为Al₂O₃基精炼渣，其中，Al₂O₃的含量为78.0wt％～84.0wt％。

优选的，所述步骤c)中，先向所述脱氧钢液中加入Al线后，再转入LF炉中进行LF炉精炼；