專利名稱：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，人民生活的大幅提高，特別是建筑、木工、皮革、園藝等行業(yè)機(jī)械化程度的不斷提高，高速切割用刀模鋼的需求不斷增長(zhǎng)。
刀模具如30CrMo刀模具鋼或65Mn鋼，30CrMo、65Mn刀具鋼是作為建筑、切割工具的基體(切割各種石材、伐木、木工用具、路面、草皮等)、30CrMo、65Mn刀模用鋼是服裝制造業(yè)、皮革工業(yè)的刀模，對(duì)刀具而言是一個(gè)處在長(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，不斷承受連續(xù)沖擊且具有良好韌性、良好的抗疲勞特性的一種特殊用途的鋼種，對(duì)刀模而言不但要有鋒利的刀刃和良好的壽命，更要具有良好的折彎成型性。30CrMo、65Mn鋼原來(lái)各自作為氧氣瓶鋼、彈簧專用鋼來(lái)組織生產(chǎn)的，主要產(chǎn)品有各種氧氣瓶、螺旋彈簧和鋼板彈簧。刀模具鋼是對(duì)該二種鋼種功能的拓展，因此，隨著功能的拓展對(duì)刀模具鋼而言，不但具有良好的機(jī)械性能、耐沖擊性能和抗疲勞性能，更要有良好成型性能和焊接性能，因而對(duì)材質(zhì)的專業(yè)要求非常高，對(duì)鋼的純凈度、內(nèi)質(zhì)質(zhì)量、表面質(zhì)量提出了更高的要求。
由于刀模具鋼30CrMo、65Mn對(duì)氣體氫的含量、鋼水的純凈度、鋼坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部裂紋要求較高，而30CrMo、65Mn板卷不但要求具有以上的這些特性，而且對(duì)化學(xué)成分的均勻性、內(nèi)在的成分偏析要求更高；同時(shí)又對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的耐沖擊性能、防爆性能和良好的焊接性能提出了更高的要求，這些要求必須通過(guò)(電爐冶煉+精煉+模鑄或連鑄)的工藝才能夠基本達(dá)到要求，現(xiàn)有刀模具用熱軋鋼卷是利用模鑄板坯來(lái)組織生產(chǎn)的，生產(chǎn)的鋼錠經(jīng)過(guò)初軋開坯成250×1200mm初軋板坯，經(jīng)2050熱軋軋成3.0×1000mm(左右)的熱軋鋼卷，而利用300噸大型轉(zhuǎn)爐+28噸模鑄鋼錠來(lái)組織生產(chǎn)，則需要投入更大的技術(shù)含量。轉(zhuǎn)爐相對(duì)電爐而言生產(chǎn)的鋼水純凈度低、P、S等有害夾雜高、氧化物夾雜多，有害氣體去除較難，因此，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)差距較大，由于30CrMo、65Mn刀模鋼屬裂紋敏感性鋼種，錠模錠型大，澆注溫度控制不當(dāng)易產(chǎn)生內(nèi)裂，錠模錠型大V型偏析區(qū)域的面積相對(duì)更大；鋼錠大，鋼水選份結(jié)晶的幾率高、邊部與中心產(chǎn)生的偏析差值也大，生成的夾雜不易上浮，因此生產(chǎn)難度非常高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種刀模具鋼利用轉(zhuǎn)爐+模鑄生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，可不通過(guò)增加設(shè)備，利用轉(zhuǎn)爐+精煉生產(chǎn)出具有良好的機(jī)械性能、耐沖擊性能和抗疲勞性能，更具有良好成型性能和焊接性能以及鋼的純凈度、內(nèi)質(zhì)質(zhì)量、表面質(zhì)量良好的刀模鋼板。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，包括如下步驟a)轉(zhuǎn)爐冶煉，頂?shù)讖?fù)吹模式，控制停吹時(shí)鋼水中的C≥0.04％，避免鋼水出現(xiàn)過(guò)氧化和增氮；自由氧[O]≤800PPm，停吹溫度1620±10℃；b)RH精煉，處理時(shí)間≥24分鐘，純脫氣時(shí)間≥6分鐘；c)鈣化處理，對(duì)鋼包鋼水進(jìn)行喂鈣；d)澆注，采用全程控制速度澆注，生產(chǎn)出刀模具鋼模鑄板坯。
其中，所述的步驟a中轉(zhuǎn)爐冶煉入爐[S]≤0.005％。
所述的步驟a中轉(zhuǎn)爐冶煉停吹時(shí)鋼包溫度1562±5℃、鋼包[O]550PPm～650PPm；所述的步驟b中RH精煉中真空度小于2τ保持時(shí)間≥18分鐘。
所述的步驟b中RH精煉終止溫度1520±10℃。
所述的步驟c中鋼包鋼水中鈣控制在0.0015～0.0035，質(zhì)量百分比。
所述的步驟d澆注過(guò)程中控制鋼水過(guò)熱度在液相線溫度的+20℃。
所述的步驟d中澆注本體4～4.5噸/分鐘，可消除內(nèi)裂缺陷；補(bǔ)注1～1.5噸/分鐘，補(bǔ)注時(shí)間≥4分鐘，以消除V型偏析。
通過(guò)喂鈣處理，解決了夾雜、偏析、內(nèi)應(yīng)力等問(wèn)題，使鈣與其他的氧化物夾雜結(jié)合，球化夾雜促使夾雜結(jié)聚、形成大型夾雜，從而有利于夾雜上浮，達(dá)到降低復(fù)合夾雜物熔點(diǎn)，從而減小選份結(jié)晶的幾率、使產(chǎn)生的偏析小；改善鋼水流動(dòng)性有利低溫澆注；可降低鋼水的過(guò)熱度10～20℃，將過(guò)熱度控制在液相線溫度的+20℃，有利于低溫狀態(tài)下進(jìn)行澆注，減小選份結(jié)晶的幾率；通過(guò)低溫澆注有利于降低因溫度高而造成的內(nèi)裂缺陷；可以確保鋼水不回硫，降低硫化物夾雜。
控制澆注速度可避免由于高速?zèng)_刷作用而破壞枝狀晶的生長(zhǎng)，失去捕獲夾雜的機(jī)會(huì)，同時(shí)使成分均勻，減小偏析的發(fā)生。均勻的注速有利于表面質(zhì)量的控制，減少因注速過(guò)快使鋼錠表面發(fā)生裂紋，防止因注速過(guò)快產(chǎn)生飛濺，形成表面結(jié)疤，從而影響表面質(zhì)量。為了使錠模頭部不發(fā)生由于補(bǔ)注不夠而產(chǎn)生的縮孔現(xiàn)象，確保V型區(qū)域盡可能的向鋼錠頭部位移，控制補(bǔ)注時(shí)間必須大于4分鐘，使沒(méi)有被捕獲的夾雜隨著補(bǔ)注的鋼液緩慢向頭部集聚。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在不通過(guò)增加其它設(shè)備，通過(guò)增加喂鈣工藝解決了夾雜、偏析、內(nèi)應(yīng)力等問(wèn)題，減小了偏析帶、降低了鋼水中的夾雜物；同時(shí)，喂鈣工藝將過(guò)熱度控制在液相線溫度的+20℃，確保了低溫澆注的可操作性；以及控制澆注速度；從而實(shí)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出刀模具鋼板。
具體實(shí)施例方式
利用300噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出30CrMo、65Mn模鑄板坯，通過(guò)制定轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，按低N、低P操作模式頂?shù)讖?fù)吹，使?fàn)t下鋼水中的P、S、[O]、溫度得到控制，控制停吹C、[O]和停吹溫度，鋼包溫度、鋼包[O]以及RH精煉處理時(shí)間、真空度小于2τ保持時(shí)間，純脫氣時(shí)間，RH終溫度、喂入鈣絲，采用全程控制速度澆注。具體實(shí)施例參見(jiàn)表1。
本發(fā)明通過(guò)喂鈣達(dá)到降低氧化物、硫化物夾雜的效果，其意義在于不通過(guò)增加其它設(shè)備和工藝方法，僅通過(guò)增加喂鈣工藝就可以達(dá)到減小偏析帶、降低夾雜物的效果，對(duì)于可降低鋼水過(guò)熱度10～20℃是確保低溫澆注，減少因澆注溫度高所帶來(lái)的一系列質(zhì)量問(wèn)題。在Ca參與的情況下平居液相線計(jì)算公式的不準(zhǔn)確，由于計(jì)算溫度的不準(zhǔn)確，導(dǎo)致計(jì)算溫度偏高，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)在實(shí)施喂鈣工藝后，可降低鋼水過(guò)熱度10～20℃，意味著平居液相線溫度計(jì)算方法在Ca參與的情況下忽略Ca的參數(shù)所計(jì)算出的值太高。在Ca參與的情況下，平居液相線計(jì)算公式的完善和補(bǔ)充是有著非同尋常的重大意義的。
表1

權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，包括如下步驟a)轉(zhuǎn)爐冶煉，頂?shù)讖?fù)吹模式，控制停吹時(shí)，鋼水中的C≥0.04％，自由氧[O]≤800PPm，停吹溫度1620±10℃；b)RH精煉，處理時(shí)間≥24分鐘，純脫氣時(shí)間≥6分鐘；c)鈣化處理，對(duì)鋼包鋼水進(jìn)行喂鈣；d)澆注，采用全程控制速度澆注，生產(chǎn)出刀模具鋼模鑄板坯。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟a中轉(zhuǎn)爐冶煉入爐[S]≤0.005％。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟a中轉(zhuǎn)爐冶煉停吹時(shí)鋼包溫度1562±5℃、鋼包[O]550PPm～650PPm。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟b中RH精煉中真空度小于2τ保持時(shí)間≥18分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟b中RH精煉終止溫度1520±10℃。
6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟c中鋼包鋼水中鈣控制在0.0015～0.0035，質(zhì)量百分比。
7.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟d澆注過(guò)程中控制鋼水過(guò)熱度在液相線溫度的+20℃。
8.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征在于，所述的步驟d中澆注本體4～4.8噸/分鐘，補(bǔ)注1～1.5噸/分鐘，補(bǔ)注時(shí)間≥4分鐘。
9.轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征是，用于生產(chǎn)30CrMo鋼板。
10.轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，其特征是，用于生產(chǎn)65Mn鋼板。
全文摘要
轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板的制造方法，包括如下步驟a)轉(zhuǎn)爐冶煉，頂?shù)讖?fù)吹模式，控制停吹時(shí)鋼水中的C≥0.04％，[O]≤800PPm，停吹溫度1620±10℃，鋼包溫度1562±5℃、鋼包[O]550PPm～650PPm；b)RH精煉，處理時(shí)間≥24分鐘，真空度小于2τ保持時(shí)間≥18分鐘，純脫氣時(shí)間≥6分鐘，終止溫度1520±10℃；c)鈣化處理，對(duì)鋼包鋼水進(jìn)行喂鈣；d)澆注，本體澆注4～4.5噸/分鐘，補(bǔ)注1～1.5噸/分鐘，補(bǔ)注時(shí)間≥4分鐘，生產(chǎn)出鑄板坯。本發(fā)明通過(guò)增加喂鈣工藝解決了夾雜、偏析、內(nèi)應(yīng)力等問(wèn)題，減小偏析帶、降低夾雜物；并將過(guò)熱度控制在液相線溫度的+20℃，確保低溫澆注，從而實(shí)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)刀模具鋼板卷。
文檔編號(hào)C21C5/28GK1611614SQ200310108199
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者楊學(xué)富 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司