[发明专利]一种合金化高锰钢的冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种合金化高锰钢的冶炼工艺，包括：将钼铁合金随钢料装入炉内；熔化炉料，炉料完全熔清后，进行脱磷脱碳，结束后，保持炉料沸腾至少5min，然后扒净氧化渣，并向炉内补加渣料；然后向炉内加入硅锰合金和/或中碳锰铁合金进行预脱氧，待炉渣形成后，将铬铁合金加入炉内并进行搅拌；铬铁合金在炉内加热至少10min，加入高碳锰铁合金；最后向炉内加入还原剂，进行脱氧脱硫过程；结束后，在稀薄渣、还原性气氛良好的条件下，向炉内加入钒铁合金并充分搅拌至少5min；当钢水中各元素的含量符合要求后，出钢，完成合金化高锰钢的冶炼。该冶炼工艺提升了高锰钢的机械性能，改善了高锰钢的金相组织，提升了高锰钢辙叉的服役寿命。

技术领域

本发明属于高锰钢冶金技术领域，具体涉及一种合金化高锰钢的冶炼工艺。

背景技术

近年来，随着高锰钢产品质量要求的不断提高，常规冶炼工艺生产的高锰钢辙叉的性能已经满足不了高速发展的铁路行业的需求，因此，有必要发明一种新的高锰钢冶炼工艺，全面提升高锰钢的性能，从而满足铁路行业的需求。对高锰钢进行合金化处理，从而可以进一步提高高锰钢的力学性能和耐磨性，从而进一步扩大其使用范围；

合金化高锰钢(Mo-Cr-V)由于其具有良好的机械性能和金相组织，被应用到铁路行业，合金化高锰钢(Mo-Cr-V)如果按传统高锰钢冶炼工艺操作，则难以保证三种合金的收得率，以及成品化学成分的稳定性，导致合金化高锰钢的成本较高，而且产品质量也不够稳定。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种合金化高锰钢的冶炼工艺。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种合金化高锰钢的冶炼工艺，包括下述步骤：

步骤1：将普通废钢原料、钼铁合金装入电弧炉内形成炉料，并使钼铁合金均匀散开于电弧炉的电极四周；

步骤2：给电极通电，开始熔化炉料，待炉料完全熔清后，在大于1560℃的温度下，向炉内进行吹氧，进行脱磷脱碳过程，使得钢水中的碳含量为0.1～0.2％，磷含量＜0.015％；

步骤3：待炉料脱磷脱碳过程结束后，保持炉料沸腾至少5min，然后扒净氧化渣，并向炉内补加渣料；

步骤4：在1600～1630℃的温度下，向炉内加入硅锰合金和/或中碳锰铁合金进行预脱氧，待炉渣形成后，将铬铁合金加入炉内至少保温10min，然后加入高碳锰铁合金；

步骤5：在1500～1530℃的温度下，向炉内加入还原剂，进行脱氧脱硫过程，使得钢水中的硫含量≤0.030％，氧的质量浓度＜10ppm；

步骤6：脱氧脱硫过程结束后，扒出70～80％的炉渣，在稀薄渣、还原性气氛良好的条件，在1500～1530℃的温度下，向炉内加入钒铁合金并充分搅拌至少5min后检测钢水中各元素的含量；

步骤7：当钢水中各元素的含量符合成品合金化高锰钢化学成分要求后，在1485～1495℃的温度下，对钢水进行出钢，完成合金化高锰钢的冶炼。

进一步地，所述步骤7还包括，钢水进行出钢前，在烘烤红热的钢包内加入14～16kg的硅钡钙复合合金进行终脱氧，以保证钢水中氧的质量浓度＜10ppm。

进一步地，所述还原剂包括：碳粉、碳化硅、硅钙粉；并按每吨钢水4～5kg碳粉、3～4kg碳化硅粉、2～3kg硅钙粉添加。

进一步地，所述钼铁合金的粒度为10～50mm；所述铬铁合金的粒度为10～50mm；所述钒铁合金的粒度为5～15mm。

进一步地，所述钼铁合金、铬铁合金、高碳锰铁合金以及钒铁合金的加入量均按照成品合金化高锰钢的化学成分中各元素含量的中限配制。