[发明专利]电渣重熔合金工模具钢用复合添加剂及其加入方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种电渣重熔合金工模具钢用复合添加剂及其加入方法。

(二)背景技术

电渣重熔是一种在世界范围内广泛应用于优质钢生产的精炼工艺。在它应用于生产实践的几十年中证明了它在生产高品质精细钢中的重要性。在早期阶段，该工艺能有效地脱氧脱硫，再加上控制凝固的作用，使非金属夹杂物的分布特性大为改善。随着电渣重熔技术的发展和应用，冶金工作者开始认识到，电渣重熔工艺的最重要的特性是可以控制凝固，并能通过控制熔化速率来改善重熔钢锭的宏观和微观组织，而这一点是其他二次精炼技术所无法实现的。

当前，随着市场对高品质精细钢材的需求不断增加，电渣重熔工艺更广泛应用在生产实践中，其技术得到了更大的创新和发展，工艺也日渐成熟。作为一种特殊的二次精炼技术，在新的世纪中必将得到更大的发展。目前，电渣重熔已从最初的单一重熔技术发展成为一门跨行业、跨专业的新学科。电渣重熔工艺中，研究者通常采用加入稀土合金以增强所炼钢的性能，如何使得稀土合金与脱氧剂等其它添加剂达到最佳匹配，是本发明研究的课题。另外传统工艺中，添加剂(变质剂)采用在钢包(盛钢桶)中加入，因钢渣混合其收得率低(10％以下)，钢的变质作用不明显；或者在电渣重熔精炼渣中加入，因先被渣中的氧氧化，活性变质元素氧化烧损大，失去变质作用。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够显著提高合金工模具钢性能，脱硫除氧效果好的电渣重熔合金工模具钢用复合添加剂。

本发明还提供了一种所述复合添加剂的加入方法。

所述的电渣重熔合金工模具钢用复合添加剂，包括下述重量份数的组分：

稀土合金  60～95份；

硅钙合金  5～35份；

铝        2～5份。

所述的稀土合金包括但不限于稀土硅铁合金、稀土硅铁镁合金等。

进一步，所述的复合添加剂还含有0.5～2重量份的下列之一或二种以上任意组合的盐：钡盐、镁盐、钙盐、钠盐。所述的钡盐如硫酸钡，所述的镁盐如碳酸镁，所述的钙盐如碳酸钙，所述的钠盐如硝酸钠等。

进一步，所述的复合添加剂还含有0.5～2重量份的钛。

进一步，所述的复合添加剂还含有0.5～2重量份的碳粉。碳粉在本添加剂中起催化作用。

进一步，所述的复合添加剂还含有1～20重量份的稀土氧化物。所述的稀土氧化物包括但不限于：氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化铽、氧化镝、氧化铒、氧化镱、氧化锆、镧铈铽氧化物、铈铽氧化物、氧化钇铕、氧化钇、铈锆复合氧化物。

进一步，所述的复合添加剂由下述重量份的组分组成：

稀土合金  60份；

钡盐      1份；

钠盐      1份；

铝        5份；

钛        1份；

硅钙合金  10份；

碳粉    1份。

所述电渣重熔合金工模具钢用复合添加剂的加入方法，包括下述步骤：

(1)将所述复合添加剂采用金属管包装，滚轧成金属包芯线；

(2)将金属包芯线直接吊挂入自耗电极钢模中。

电渣重熔过程中，原在自耗电极浇铸中没有完全熔化反应的添加剂随自耗电极被渣产生的热量融化，复合添加剂再次与电极端部的金属液滴接触反应，并部分被金属液滴带入熔池中使之提纯并变质。

进一步，所述步骤(1)中：复合添加剂通过包线机漏斗引导均匀掉落在低碳软钢钢带表面上，附着复合添加剂的钢带经包线机多道冷弯轧辊，逐步使钢带两侧径向变形弯曲滚轧成封闭的金属包芯线。

进一步，所述步骤(1)中：软钢钢带壁厚0.2-0.4毫米，带宽20-55毫米；金属包芯线内径φ6-φ18毫米。

本发明的有益效果在于：

1、电渣重熔合金工模具钢经本发明的复合添加剂处理，可以抑制或阻碍工模具钢中有害元素在晶界偏聚，有效净化晶界，增强晶界面结合力，强化晶界，提高钢的纯净度和韧性。

2、复合添加剂内含有强烈的变质元素组元，在复杂的变质过程中，能生成高熔点弥散核心，产生沉淀弥散硬化相，通过成核弥散效应可以细化电渣精炼过程金属凝固时的枝晶，和改变碳化物析出状态，减轻或消除钢中合金元素的偏析和组织的不均匀性，阻止碳化物在晶界呈网状析出的变质碳化物后颗粒细小均匀，分布在金属基体之上。

3、经添加剂处理的合金工模具钢，在热处理淬火加热时，可抑制形变奥氏体的再结晶和晶粒长大，回火时降低材料的回火脆性倾向。