本發(fā)明屬于鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種降低高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼氮含量的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
1、h13鋼(4cr5mosiv1)是目前國內(nèi)外使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種，因其具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、沖擊韌性、淬透性等綜合性能，在模具制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
2、隨著冶金行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展及下游客戶對h13鋼產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，h13鋼的冶煉方法逐步由中頻爐(返回料法)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)爐冶煉，但由于轉(zhuǎn)爐工序一次性合金加入量有限，必須到精煉爐工序補(bǔ)加大量合金，頻繁送電升溫及成分調(diào)整，導(dǎo)致鋼液吸入大量空氣，那么隨之而來的問題就是h13鋼中的氮含量非常高。而鋼中的氮元素在大多數(shù)情況下被認(rèn)為是有害元素，尤其對于熱作模具h(yuǎn)13鋼，一方面是鋼中過飽和的氮與合金元素會生成氮化物，削弱了合金元素的作用，降低h13鋼耐磨性和高溫強(qiáng)度；一方面是由于h13鋼液連鑄凝固過程容易形成tin、vn等高熔點硬質(zhì)夾雜物。在模具使用過程中，夾雜物會成為裂紋源，并在交變載荷的作用下逐步擴(kuò)展，嚴(yán)重降低了熱作模具的疲勞壽命和沖擊功。
3、然而關(guān)于如何降低轉(zhuǎn)爐-精煉爐工藝路線下高品質(zhì)h13鋼中氮含量問題，國內(nèi)很少有企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)性闡述。經(jīng)行業(yè)對標(biāo)咨詢，大部分企業(yè)均采用傳統(tǒng)低合金含量優(yōu)特鋼的控氮方式，如降低原材料中氮含量、精煉埋弧操作、連鑄保護(hù)澆鑄等等，以上方法對降低h13鋼中氮含量有一定的作用，但是由于h13鋼屬于高合金鋼，精煉爐冶煉時間長且碳、釩等親氮元素含量較高，導(dǎo)致傳統(tǒng)方式作用十分有限。
4、據(jù)查閱相關(guān)資料，國外企業(yè)生產(chǎn)的h13鋼中平均氮含量一般均小于等于70ppm，而國內(nèi)企業(yè)h13鋼中平均氮含量一般在100ppm左右，甚至少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的h13鋼達(dá)到120ppm，嚴(yán)重影響熱作模具h(yuǎn)13鋼的疲勞壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種降低高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼氮含量的生產(chǎn)方法，針對轉(zhuǎn)爐-精煉爐-rh爐-連鑄機(jī)工藝路線下h13鋼冶煉過程中增氮的原因，設(shè)計生產(chǎn)方法和參數(shù)，大幅度降低了h13鋼氮含量，改善高品質(zhì)h13鋼中氮含量的問題，提升h13鋼熱作模具的使用壽命。且本發(fā)明方法無需增加任何的冶金設(shè)備或原輔料，適用性較強(qiáng)。
2、本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：
3、本發(fā)明提供的一種降低高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼氮含量的生產(chǎn)方法，包括以下工藝流程：
4、轉(zhuǎn)爐-精煉爐-rh爐-連鑄；
5、所述轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中先加入0.33-0.42kg鋁塊/噸鋼，然后一次性加入鉻鐵合金、硅錳合金、鉬鐵合金、4-4.5kg/噸鋼白灰及1.5-2kg/噸鋼化渣劑；
6、所述精煉爐，在精煉后期(白渣后)再加入釩鐵，送電，繼續(xù)冶煉；
7、優(yōu)選的，所述精煉爐，進(jìn)站后，開始調(diào)整鋼包氬氣流量，流量值按(100-150)nl/min控制，并開始采用電流送電，送電期間加入4-5kg/噸鋼白灰、0.5-1.5kg/噸鋼化渣劑及1-1.55kg/噸脫氧劑，送電(25-30)min后斷電取成分樣，并依據(jù)成分樣分析結(jié)果，加入鉬鐵、鉻鐵、硅錳合金調(diào)成分，氬氣流量值按(200-250)nl/min控制，持續(xù)5min后，將氬氣流量恢復(fù)至(100-150)nl/min，然后繼續(xù)送電；再繼續(xù)加脫氧劑，持續(xù)(30-40)min后斷電取成分樣；氬氣流量值按(200-250)nl/min控制，持續(xù)5min后，將氬氣流量恢復(fù)至(100-150)nl/min，然后繼續(xù)送電；待送電(30-40)min后，依據(jù)取樣成分結(jié)果，繼續(xù)添加鉬鐵、鉻鐵、硅錳合金調(diào)整成分，氬氣流量值按250nl/min并利用天車一次性加入16.5-21.5kg/噸鋼釩鐵調(diào)整釩元素成分，直至溫度、成分均滿足要求后，將鋼液轉(zhuǎn)運至rh工序；
8、所述rh爐，控制rh抽真空時間為(35～45)min，提升氬氣氣體流量為(1350～1400)l/min；
9、進(jìn)一步的，抽真空完畢后，鋼包開至吹氬位進(jìn)行軟吹，軟吹時間30min。
10、rh爐工序后，鋼液中氮含量在50ppm以下。
11、所述連鑄，鋼水吊運至連鑄澆鑄位，澆鑄開始前，需對中間包本體、大包套管、浸入式套管進(jìn)行吹氬密封。
12、本發(fā)明生產(chǎn)的高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼，包括以下質(zhì)量百分比成分：
13、c?0.35-0.40％、si?0.80-1.00％、mn0.25-0.45％、cr5.00-5.50％、mo1.40-1.60％、v0.90-1.20％、p≤0.015％、s≤0.005％、cu≤0.10％，，n≤100ppm，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。
14、優(yōu)選的，n≤50ppm。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用轉(zhuǎn)爐出鋼過程中加入(40～50)kg鋁塊/爐，精煉后期加入釩鐵，rh抽真空時間延長至(35～45)min，提升氣體流量增加至(1350～1400)l/min，較原有工藝，增加降氮量為(35～37)ppm。采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)，鋼液中的氮含量大幅度降低，基本達(dá)到了國外先進(jìn)企業(yè)控氮水平。且本發(fā)明無需增加額外工藝流程；本發(fā)明方法適用面廣，且不影響單爐次的產(chǎn)量，有效的降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明能十分有效的解決了h13鋼冶煉過程中增氮的問題，為國內(nèi)同行生產(chǎn)高品質(zhì)的h13鋼提供一種新思路、新辦法。
1.一種降低高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼氮含量的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法包括以下工藝流程：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，加入鋁塊后，再加入鉻鐵合金、硅錳合金、鉬鐵合金、4-4.5kg/噸鋼白灰及1.5-2kg/噸鋼化渣劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述精煉爐，在精煉后期再加入釩鐵，送電，繼續(xù)冶煉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述精煉爐，進(jìn)站后，開始調(diào)整鋼包氬氣流量，流量值按(100-150)nl/min控制，并開始采用電流送電，送電期間加入4-5kg/噸鋼白灰、0.5-1.5kg/噸鋼化渣劑及1-1.55kg/噸脫氧劑，送電(25-30)min后斷電取成分樣，并依據(jù)成分樣分析結(jié)果，加入鉬鐵、鉻鐵、硅錳合金調(diào)成分，氬氣流量值按(200-250)nl/min控制，持續(xù)5min后，將氬氣流量恢復(fù)至(100-150)nl/min，然后繼續(xù)送電；再繼續(xù)加脫氧劑，持續(xù)(30-40)min后斷電取成分樣；氬氣流量值按(200-250)nl/min控制，持續(xù)5min后，將氬氣流量恢復(fù)至(100-150)nl/min，然后繼續(xù)送電；待送電(30-40)min后，依據(jù)取樣成分結(jié)果，繼續(xù)添加鉬鐵、鉻鐵、硅錳合金調(diào)整成分，氬氣流量值按250nl/min并利用天車一次性加入16.5-21.5kg/噸鋼釩鐵調(diào)整釩元素成分，直至溫度、成分均滿足要求后，將鋼液轉(zhuǎn)運至rh工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述rh爐，控制rh抽真空時間為(35～45)min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述rh爐，提升氬氣氣體流量為(1350～1400)l/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，抽真空完畢后，鋼包開至吹氬位進(jìn)行軟吹，軟吹時間30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，rh爐工序后，鋼液中氮含量在50ppm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，生產(chǎn)的高品質(zhì)熱作模具h(yuǎn)13鋼，包括以下質(zhì)量百分比成分：