服务热线

13963813331
网站导航
主营产品:
热作模具钢H13生产工艺实践
当前位置: 首页 > 新闻中心

热作模具钢H13生产工艺实践

时间:2020-07-04 21:31:02 点击次数:

  H13是一种具有良好的性价比及工艺性能的热作磨具钢,目前在国内外得到广泛应用,该钢种热裂纹敏感性强,对纯净度、内部质量等指标要求严格.韶钢根据热作模具钢H13的成分、产品特性及自身生产工艺装备,设计了“转炉—LF精炼—RH真空处理—大方坯连铸—入坑缓冷—轧制—检验、入库”生产工艺流程,通过转炉双渣操作、出钢渣洗预脱氧、LF高碱度渣精炼、RH长时间高真空脱气、连铸弱冷等工艺措施,成功开发出各项性能均能满足客户要求的H13圆钢产品.

  1 成分设计

  由于化学成分直接影响材料产品性能稳定性,因此,在成分设计方面主要考虑控制关键成分的波动范围,减少成分的不稳定性.通过减低P、S含量,可以提高材料的冲击韧性和改善热脆性,提高热疲劳性能;控制钢中氧含量,适当进行钙处理,可以减少钢中夹杂物,提高钢的洁净度.为了避免产生白点缺陷,液态钢水中的氢含量要求控制在2×10-6以下为此,制定H13成分控制范围,见表1.

  2 生产工艺与控制

  2.1 生产工艺流程

  热作模具钢H13生产工艺流程:130 t转炉冶炼—130 t LF精炼—130 t RH真空处理—5机5流大方坯连铸—连轧机组轧制—探伤—包装入库.

  2.2 转炉冶炼控制

  为了保证产品性能,必须严格控制钢中有害元素,入炉铁水要求[S]≤0.030%、[As]≤0.015%,[Sn]≤0.015%,废钢采用优质废钢[8].为了控制钢中氧含量,转炉终点w(C)=0.10%~0.20%.为了控制P元素采用双渣操作冶炼,出钢进行留钢操作.脱氧合金化时先加入铝铁强脱氧,使脱氧产物尽快形成、聚集及上浮,出钢至1/3时再加入碳粉、低碳铬铁、硅铁、低碳锰铁等材料,出钢末期加入石灰、合成渣进行渣洗.为了保证钢水质量和温降,钢包新包前3炉、中修包前2炉、小修包第1炉均不得用于本钢种.

  2.3 LF精炼控制

  2.3.1 合金加入

  H13含有较高的Si、Mo、Cr、V,需要加入大量合金.如果全部在转炉出钢加入,则转炉需要足够的合金料仓容量,其次会造成温度损失大,不利于合金熔化,甚至结包.因此,韶钢根据实际情况选择在转炉出钢部分加入合金,大部分合金在LF精炼工序完成.具体操作是加完渣料后料仓加入低碳铬铁3 500 kg,钼铁2 500 kg.然后升温加热至1 630℃后再用行车吊加低碳铬铁5 000 kg,钒铁2 000 kg.

  2.3.2 精炼过程

  精炼前期加入500 kg石灰、150 kg合成渣化渣,化渣后通过手投渣面复合脱氧剂、碳化硅对炉渣进行扩散脱氧,待炉渣黄白后喂入铝丝深脱氧,确保取初样时白渣,精炼中后期通过碳化硅粉对炉渣进行维护,确保精炼中后期全程白渣冶炼.为保证LF精炼炉脱氧效果,炼钢氩气总体遵循前高后低的原则,冶炼前期送电、增碳配合金时,在保证电极平稳的状态下适当的提高氩气流量,在大量增碳且节奏较紧情况下可提升电极大氩气搅拌增碳,冶炼中后期适当减少氩气流量,防止液面翻滚严重造成钢水氧化.

  2.4 RH真空处理控制

  RH真空处理要求真空度在133 Pa以内,真空时间大于21 min,充分降低钢水中有害气体含量.深真空处理后进行软吹处理.软吹时间要求≥30 min,促使钢中微小夹杂物进一步上浮进入炉渣中,提高钢水洁净度,软吹控制以不吹破渣面且渣面略微波动为准,严禁钢水裸露.

  2.5 大方坯连铸

  2.5.1 过程控制

  H13钢合金成分含量高,导热性差,裂纹敏感性强,冷却不均极易产生裂纹和偏析,造成铸坯表面和内部质量不合格[9,10].为此,连铸生产过程,二冷采用弱冷却,比水量控制在0.15~0.18 L/kg,此外切割温度控制在750℃以上,切割后进行入坑缓冷,入坑温度控制在600℃以上,出坑温度控制在200℃以内,通过以上措施铸坯杜绝了铸坯裂纹现象.H13钢连铸过程中,采取了一系列提高铸坯质量的措施.如在提升内部质量方面采用结晶器电磁搅拌+末端电磁搅拌+软压下控制技术;在保护浇注方面,采用全程保护浇注,使用整体式水口,大包长水口采用密封圈和吹氩气保护,中间包开浇前对中包进行吹氩替换中包内空气.

  2.5.2 连铸切割

  H13钢合金含量高达9%,是韶钢目前生产的合金含量最高的钢种,一般火焰切割难以将铸坯切断,为确保H13钢成功开发,提前进行连铸火焰切割机改造,增加喷铁粉装置,实施喷粉切割,在切割中通过同步喷出铁粉起到助燃助熔作用,增加切割燃烧时的氧化反应,对被铸坯进行预热,并借助铁粉在火焰中强烈的氧化反应释放出大量热能确保H13顺利完成切割.

  2.6 轧制

  采用步进梁式加热炉加热,在加热炉内,为保证铸坯加热均匀,需控制好加热时间及均热段温度,加热时间控制在8 h左右,均热段温度控制在1 220~1 260℃[11].合理控制炉内气氛,有效减少了钢材的脱碳层深度.铸坯出加热炉后高压水除P,清除钢坯表面的氧化铁皮.轧制速度控制:粗轧3.0 m/s,连轧速度1.0 m/s;为了降低圆钢轧后应力,避免裂纹产生,圆钢需进坑缓冷,缓冷温度控制在600℃以上,针对过程出现异常情况,对不能保证缓冷温度的圆钢,单独管理进行去应力退火.

Copyright © 2019-2020 东启特钢有限公司 版权所有 模具钢  备案号:鲁ICP备19018988号-2

地址:山东省烟台市龙口芦头镇芦头大街南500米 电话:13963813331 邮箱:315186927@qq.com

关注我们

服务热线

13963813331

扫一扫,关注我们