專利名稱：一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉用渣及其制備方法，具體地屬于用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，模具產(chǎn)品不斷向著大型、精密、復(fù)雜的方向發(fā)展，綜合技術(shù)含量在不斷提高，模具制造周期不斷縮短促使塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展。由于塑料模具鋼一般是在相當(dāng)復(fù)雜工作條件下使用的，故對(duì)于模具鋼材料的性能要求也相當(dāng)嚴(yán)格。目前所廣泛使用的塑料模具鋼是利用轉(zhuǎn)爐冶煉或者鍛造生產(chǎn)的。轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)的塑料模具鋼由于受到連鑄坯壓縮比的限制，即只能生產(chǎn)IOOmm厚度以下的塑料模具鋼；而鍛造存在效率低下，當(dāng)生產(chǎn)薄規(guī)格的塑料模具鋼時(shí)，使成本太高，所以一般鍛造只生產(chǎn)300mm以上厚度的塑料模具鋼。對(duì)于IOOmm 300mm厚的塑料模具鋼則不能生產(chǎn)，因而不能滿足要求。電渣重熔冶煉的鋼，具有純度高、硫含量低、非金屬夾雜物少、鋼錠表面光滑、結(jié)晶均勻致密、金屬組織和化學(xué)成分均勻的優(yōu)點(diǎn)。但在電渣重熔過程中，電渣渣系則是影響鋼錠內(nèi)部質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。電渣重熔可提高純潔度，通常認(rèn)為很大程度上取決于渣系成分，其次與自耗電極母材的純潔度有關(guān)。不同渣系的化學(xué)成分決定了渣系的電導(dǎo)率、粘度、熔點(diǎn)及表面張力。電渣重熔保護(hù)渣的粘度不僅影響鋼錠的表面質(zhì)量，也會(huì)影響預(yù)熔渣的表面張力及界面張力，最終影響非金屬夾雜物的吸附能力。目前生產(chǎn)塑料模具鋼常用電渣渣系大多采用CaF2為基礎(chǔ)的渣系，生產(chǎn)中主要采用CaF2-Al203、CaF2-CaO等二元系，CaF2-Al2O3-CaO等三元渣系。其中最主要的是CaF2-Al2O3-CaO (比例為6:2:2)三元渣系。因該渣系中CaO及Al2O3高達(dá)30%，導(dǎo)致重熔初期鋼中氫含量高達(dá)6-8ppm、氧含量高達(dá)40ppm以上，正常重熔中期氫含量高達(dá)5_6ppm、氧含量高達(dá)30ppm以上，要求后期進(jìn)行長(zhǎng)期的擴(kuò)氫退火，這不僅占用生產(chǎn)設(shè)備，且產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高，且得到的產(chǎn)品純潔度也不高，使該鋼種的性價(jià)比得以降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有塑料模具鋼使用的電渣重熔渣存在的不足，提供一種粘度高，透氣性低，從而提高塑料模具鋼的純潔度的用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔保護(hù)渣及其制備方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施:
一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣，其原料組成及質(zhì)量百分比為=CaF2:30 45%, Al2O3:20 30%, CaO:20 30%, SiO2:5 10%。其特征在于:添加有MgO，其加入量不超過5%，包括O。制備一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣的方法，其步驟為:
I)將上述原料-.CaF2 :30 45%, Al2O3:20 30%, CaO:20 30%, SiO2:5 10%，包括添加的加入量不超過5%的MgO混合均勻；
2)將混合后的料在1650 1750°C的溫度下烘烤，烘烤時(shí)間為180 240分鐘；
3)進(jìn)行化渣，控制化渣時(shí)間在90 120分鐘；
4)待用。本發(fā)明中各原料的作用及控制理由
CaF2:能降低預(yù)熔渣的熔點(diǎn)、黏度和表面張力。但和其他組元相比，CaF2的電導(dǎo)率較高，純CaF2在1650°C時(shí)電導(dǎo)率達(dá)4.54S/cm ;但是渣中CaF2含量高時(shí)，熔煉中易放出有害氣體和煙塵，造成環(huán)境污染。因此本發(fā)明中CaF2的含量定在30 45%。Al2O3:能明顯降低渣的電導(dǎo)率，減少電耗，提高生產(chǎn)率。而渣中Al2O3過多，將使渣的熔化溫度和黏度升高，并將降低渣的脫硫效果，另外會(huì)使重熔過程難以建立和穩(wěn)定。因此本發(fā)明中Al2O3的含量限制為20 30%。CaO:渣中加入CaO將增大渣的堿度，提高脫硫效果。但CaO吸水性強(qiáng)，易帶入氫和氧，造成鋼中增氫、增氧。因此本發(fā)明中CaO的含量限制為20 30%。SiO2:可以降低渣的熔點(diǎn)，提高渣的高溫塑性，使鑄錠表面光潔，而且也能降低渣的電導(dǎo)率。SiO2的加入還可以改變鋼中夾雜物的形態(tài)，由鋁酸鹽夾雜變?yōu)楣杷猁}夾雜，使鋼材易于加工變形。但是渣中3丨02含量過多，則有反應(yīng)2CaF2+ Si02= 2Ca0+SiF4丨發(fā)生，造成渣中CaF2揮發(fā)損失，另外SiO2高還將使金屬中Si02含量增加。因此本發(fā)明中Si02的含量限制為5 10%。MgO:渣中含有適當(dāng)?shù)腗gO將會(huì)在渣池表面形成一層半凝固膜，可防止渣池
吸氧及防止洛中變價(jià)氧化物向金屬熔池傳遞供氧，從而使鑄錠中氧、氫、氮含量降低，同時(shí)這層凝固膜可減少渣表面向大氣輻射的熱損失。但是MgO容易使熔渣的黏度提高，不利于流動(dòng)性，因此本發(fā)明中MgO的含量限制為5 10%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能使電渣重熔渣的粘度提高，電渣重熔渣的透氣性降低，而且能降低對(duì)環(huán)境的污染，提高電渣重熔熱效率及電效率；經(jīng)過電爐及電渣爐重熔冶煉的塑料模具鋼，具有純度高、硫含量低、非金屬夾雜物少、鋼錠表面光滑、結(jié)晶均勻致密、金屬組織和化學(xué)成分均勻、鋼板厚度在100 300毫米厚，能完全滿足市場(chǎng)的要求。


附圖為采用本發(fā)明冶煉的塑料模具鋼的金相組織圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述:
表I為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表；
表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的主要工藝參數(shù)列表；
表3為實(shí)施本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的塑料模具鋼的純潔度情況列表；
表4為實(shí)施本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例冶煉的塑料模具鋼與的力學(xué)性能情況列表。本發(fā)明各實(shí)施例按照以下步驟生產(chǎn):I)將上述原料-.CaF2:30 45%, Al2O3:20 30%, CaO:20 30%, SiO2:5 10%，包括添加的MgO ( 5%混合均勻；2)將混合后的料在1650 1750°C的溫度下烘烤，烘烤時(shí)間為180 240分鐘；
3)進(jìn)行化渣，控制化渣時(shí)間在90 120分鐘；
4)待用。表I 本發(fā)明各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表
權(quán)利要求
1.一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣，其原料組成及質(zhì)量百分比為=CaF2:30 45%, Al2O3:20 30%, CaO:20 30%, SiO2:5 10%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣，其特征在于:添加有MgO，其加入量不超過5%，包括O。
3.制備一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣的方法，其步驟為:1)將上述原料即-.CaF2:30 45%, Al2O3:20 30%, CaO:20 30%, SiO2:5 10%，包括添加的加入量不超過5%的MgO混合均勻； 2)將混合后的料在1650 1750°C的溫度下烘烤，烘烤時(shí)間為180 240分鐘； 3)進(jìn)行化渣，控制化渣時(shí)間在90 120分鐘； 4) 待用。
全文摘要
一種用于冶煉塑料模具鋼的電渣重熔渣，其原料組成及質(zhì)量百分比為CaF230～45%，Al2O320～30%，CaO20～30%，SiO25～10%；其步驟為將所加原料混合均勻；烘烤；化渣；待用。本發(fā)明不僅能使電渣重熔渣的粘度提高，電渣重熔渣的透氣性降低，而且能降低對(duì)環(huán)境的污染，提高電渣重熔熱效率及電效率；經(jīng)過電爐及電渣爐重熔冶煉的厚度在100～300毫米厚的塑料模具鋼，具有純度高、硫含量低、非金屬夾雜物少、鋼錠表面光滑、結(jié)晶均勻致密、金屬組織和化學(xué)成分均勻，能完全滿足市場(chǎng)的要求。
文檔編號(hào)C22B9/18GK103233131SQ201310166458
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者熊濤, 熊玉彰, 張?jiān)蒲? 董漢雄, 王世森, 張新宇, 洪君, 李德發(fā), 梁寶珠, 王建明, 陳勇, 王孝東, 余宏偉, 李銀華, 李偉 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司