本發(fā)明涉及H13模具鋼制備領(lǐng)域，具體為一種采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法。
背景技術(shù)：
熱作模具鋼H13國(guó)內(nèi)用量較大，但其制備水平還未達(dá)到進(jìn)口模具鋼水平，其主要原因是鋼的純凈度不高。其中，國(guó)內(nèi)H13鋼的全氧含量(T.O)大部分在15ppm以上，而進(jìn)口模具鋼在12ppm以下。國(guó)內(nèi)夾雜物等級(jí)B+D≥2.5級(jí)，A+C≥1.5級(jí)，而國(guó)外夾雜物控制水平則低于該水平。另外，國(guó)外優(yōu)質(zhì)模具鋼氮含量控制在90ppm以下，而國(guó)內(nèi)大部分在90ppm以上。由于鋼中純凈度的差距，使國(guó)內(nèi)熱作模具鋼H13很難走向高端模具市場(chǎng)。因此，急需一種有效的純凈化冶煉方法來(lái)提高國(guó)內(nèi)H13鋼的純凈度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中熱作模具鋼H13的全氧含量、氮含量及夾雜物含量較高的問(wèn)題，有效提高H13鋼的純凈度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，電爐出鋼控制溶解氧，出鋼過(guò)程采用鋁深脫氧，到鋼包精煉工位造高堿度還原渣；真空脫氣工位采用強(qiáng)氬氣攪拌；真空脫氣后進(jìn)行稀土元素RE處理；澆注前采用弱氬氣攪拌。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，電爐配碳量大于1.5wt％，保證出鋼前鋼水中磷含量低于0.003wt％。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，出鋼過(guò)程加鋁進(jìn)行鋼水深脫氧，當(dāng)鋼水中碳含量小于0.05wt％，每噸鋼加鋁2kg；當(dāng)碳含量在0.05～0.08wt％之間，每噸鋼加鋁1.5kg/噸；當(dāng)碳含量大于0.08wt％，每噸鋼加鋁1kg/噸。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，到鋼包精煉工位迅速添加高堿度預(yù)熔渣，預(yù)熔渣中氧化鋁含量在30wt％以上，電極提溫后分配加入硅鐵粉、Al粉、碳化硅，形成高堿度還原渣，并具有良好發(fā)泡功能；在鋼包精煉工位所形成的還原渣堿度不低于3.0，其最終熔煉渣熔點(diǎn)不高于1550℃。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，入真空脫氣工位前鋼水中的S含量不高于0.0015wt％。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，鋼水真空脫氣操作時(shí)，采用大氬氣流量，40噸以上鋼水包，氬氣流量不低于120L/min。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，鋼水真空脫氣后，溶解氧低于5ppm以下，全氧含量T.O低于25ppm以下，并添加稀土元素RE。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，所添加的稀土元素RE氧含量不高于120ppm，采用浸入式將稀土元素RE加入到鋼水中；稀土元素RE加到鋼水中的量按Ce或La占鋼水重量0.03wt％～0.08wt％計(jì)算。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，加入稀土元素RE后，采用氬氣軟攪拌，攪拌時(shí)間大于15min。
所述的采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，H13鋼中全氧含量T.O控制在12ppm以下，硫含量控制在0.001wt％以下，鋼中N含量控制在85ppm以下，夾雜物B+D≤2.0級(jí)，A+C≤1.0級(jí)，鋼水具有較高的純凈度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：
1、本發(fā)明采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼，該方法能將鋼中的全氧含量T.O控制在12ppm以下，硫含量可控制在0.001wt％以下，鋼中N含量控制在85ppm以下，能夠顯著降低夾雜物等級(jí)。經(jīng)熱處理后，性能顯著提高。
2、本發(fā)明是通過(guò)一種可操作脫氧工藝，實(shí)現(xiàn)了H13模具鋼純凈化生產(chǎn)，縮短了與進(jìn)口模具鋼在純凈度方面的差距。
3、本純凈化制備H13鋼工藝能廣泛在特鋼企業(yè)使用。
具體實(shí)施方式
在具體實(shí)施過(guò)程中，本發(fā)明采用鋁稀土復(fù)合脫氧制備高純凈H13熱作模具鋼方法，首先電爐出鋼控制溶解氧；出鋼過(guò)程采用鋁深脫氧；到鋼包精煉工位迅速造高堿度還原渣；真空脫氣工位采用強(qiáng)氬氣攪拌；真空脫氣后進(jìn)行稀土處理；澆注前采用弱氬氣攪拌，具體步驟如下：
(1)電爐配碳量要求大于1.5wt％(優(yōu)選為1.8～3.0wt％)，保證出鋼前鋼水中磷含量低于0.003wt％，避免氧化脫磷鋼水過(guò)氧化。
(2)出鋼過(guò)程加鋁進(jìn)行鋼水深脫氧，當(dāng)鋼水中碳含量小于0.05wt％，每噸鋼加鋁2kg；當(dāng)碳含量在0.05～0.08wt％之間，每噸鋼加鋁1.5kg/噸；當(dāng)碳含量大于0.08wt％，每噸鋼加鋁1kg/噸。
(3)到鋼包精煉工位迅速添加高堿度預(yù)熔渣(預(yù)熔渣中氧化鋁含量在30wt％以上，優(yōu)選為35～45wt％)，電極提溫后分配加入硅鐵粉、Al粉、碳化硅等，形成高堿度還原渣(還原渣堿度R＝CaO/SiO2，還原渣堿度不低于3.0)，并具有良好發(fā)泡功能，防止鋼水吸氣。
(4)在鋼包精煉工位所形成的堿度不低于3.0(優(yōu)選為3.0～5.0)，其最終熔煉渣熔點(diǎn)不得高于1550℃(優(yōu)選為1490～1550℃)，避免后期結(jié)殼；
(5)入真空脫氣工位前鋼水中的S含量不應(yīng)高于0.0015wt％。
(6)鋼水真空脫氣操作時(shí)，采用大氬氣流量，40噸以上鋼水包，氬氣流量不得低于120L/min(優(yōu)選為150～300L/min)。
(7)鋼水真空脫氣操作后，溶解氧低于5ppm以下，T.O低于25ppm以下，添加稀土元素RE；
(8)所添加的稀土元素RE氧含量不得高于120ppm，采用浸入式將稀土元素RE加入到鋼水中。稀土元素RE加到鋼水中的量，按Ce或La占鋼水重量0.03wt％～0.08wt％計(jì)算。
(9)加入稀土元素RE后，采用氬氣軟攪拌，攪拌時(shí)間大于15min，最佳區(qū)間為15～20min。
運(yùn)用以上手段控制，H13鋼中T.O控制在12ppm以下，硫含量可控制在0.001wt％以下，鋼中N含量控制在85ppm以下，夾雜物B+D≤2.0級(jí)，A+C≤1.0級(jí)，鋼水具有較高的純凈度。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中，電爐70噸，配碳量為2.5wt％。出鋼時(shí)，鋼水中的磷含量為0.003wt％，碳含量為0.08wt％。出鋼加鋁1.5kg/噸，加高氧化鋁預(yù)熔渣(預(yù)熔渣中氧化鋁含量為35wt％)，精煉過(guò)程加20kg碳化鈣，精煉渣泡沫化良好，真空脫氣前，鋼中硫含量為0.001wt％，進(jìn)真空脫氣處理工位后，氬氣流量為165L/min，真空脫 氣后測(cè)溶解氧為4ppm，T.O為25ppm，添加0.05wt％稀土元素Ce，采用氬氣軟攪拌(弱攪拌)20min。鍛后坯料測(cè)試結(jié)果顯示：T.O＝10ppm，S＝0.0008wt％，N＝83ppm。夾雜物：B+D≤2.0級(jí)，A+C≤0.5級(jí)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中，電爐40噸，配碳量為1.8wt％。出鋼時(shí)，鋼水中的磷含量為0.002wt％，碳含量為0.05wt％。出鋼加鋁2kg/噸，加高氧化鋁預(yù)熔渣(預(yù)熔渣中氧化鋁含量為40wt％)，精煉過(guò)程加20kg碳化硅，精煉渣泡沫化良好，真空脫氣前，鋼中硫含量為0.0015wt％，進(jìn)真空脫氣處理工位后，氬氣流量為150L/min，真空脫氣后測(cè)溶解氧為4ppm，T.O為25ppm，添加0.05wt％稀土元素La，采用氬氣軟攪拌(弱攪拌)20min。鍛后坯料測(cè)試結(jié)果顯示：T.O＝12ppm，S＝0.0009wt％，N＝80ppm。夾雜物：B+D≤1.5級(jí)，A+C≤0.5級(jí)。