明的铸钢，具有强度高、抗冲压耐磨性能、冲击韧性和焊接性能良好的特性，完全满足了石油钻采设备泥浆栗主要的承压件空气包、排出管路和滤网外壳的使用要求。中国发明专利CN 103469115还公开了一种叉车转向节用铸钢材料及其制备方法，其中含有下列重量百分比的元素成分:碳0.15-0.35、硅 1.2-1.4、锰 4.2-4.5、磷 0.01-0.03、硫 0.015-0.04、铬 3.2-3.5、铜 0.1-0.3、?凡 1.2-1.4、钼 0.4-0.6、妈 2.5-2.7、N1.3-0.4、As0.2-0.3、Hf0.6-0.8、B1.1-0.15、Be0.26-0.36、Pb0.23-0.29、余量为铁。该发明铸钢材料能够满足耐磨又有较高冲击韧性和强度，具有铸件初始硬度高，屈服强度高、不易变形断裂的特点。中国发明专利CN103397269还公开了一种低成本高强度耐磨铸钢，其特征在于，所述铸钢的化学成分及其质量百分比为:碳 0.10-0.16、锰 0.35-0.50、硅 0.75-0.90、磷彡 0.040、硫彡 0.040、络 1.35-1.65、镍
0.15-0.25、铜 0.2-0.3、T1.08-0.10、Ta0.04-0.06^Hf0.01-0.02^Nb0.04-0.06、V0.2-0.4、Mo0.05-0.07、基质为铁。该发明超高强度铸钢的机械性能为:拉伸强度1080MPa，屈服强度873MPa，延伸率14%，断面收缩率27%，冲击吸收功56J，冲击韧性66J/cm2，硬度291HB。
[0005]但是，上述使铸钢组织细化和净化的方法，工艺复杂，且对厚壁铸钢件而言，其细化和净化效果不明显，导致厚壁铸钢件的性能无法大幅度提高。
【发明内容】
[0006]本发明针对厚壁铸钢件中存在的上述问题，提出在炉内采用硅铁和锰铁以及硅钙钡合金预脱氧基础上，将终脱氧和细化凝固组织工艺结合成一起，在钢包内进行，从而实现厚壁铸钢件凝固组织的细化和净化。
[0007]本发明的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，具体工艺步骤是:
[0008](1)先在电炉内熔炼铸钢材料，当钢水温度升至1560_1590°C时，分别加入占炉内钢水质量分数0.3-0.6%的硅铁和0.5-0.7%的锰铁预脱氧，当钢水温度升至1580-1610°C时，继续加入占炉内钢水质量分数0.25-0.50%的硅钙钡合金预脱氧，当钢水炉前调整成分合格后将其升温至1620-1650°C时出炉至钢包，钢包内预先加入了多元铝铁合金块，多元铝铁合金块的化学组成及质量分数为:45-48% A1, <0.40% C, 16-18% Si, 6.0-7.5% Ca,余量Fe ;多元铝铁合金块的尺寸为(100?150)mmX (200?250)mmX (30?50)mm，多元铝铁合金块加入量占进入钢包内钢水质量分数的0.12-0.18% ;
[0009](2)当步骤(1)钢包内钢水温度降至1580_1610°C时，继续向钢包内用喂丝机加入铝包合金丝，铝包合金丝由外皮金属铝带和粉芯材料两部分组成，其中粉芯材料包括120-180nm的铌铁粉、20-50 μm的钒氮合金粉、20-50 μm的稀土硅铁粉和20-50 μm的铜镁合金粉，各种合金粉末占粉芯材料的质量分数比如下:铌铁粉25-30%，钒氮合金粉30-35 %，稀土硅铁粉25-30 %，铜镁合金粉10-15 %，粉芯材料占铝包合金丝总质量的55-60%，铝包合金丝加入量占钢包内钢水质量分数的0.20-0.35% ；
[0010](3)步骤⑵中的钢包内钢水经扒渣、静置后，当温度降至1490-1520°c时，浇入大型铸型，钢水浇注24-48小时后开箱入缓冷坑，当铸件温度低于120°C后出坑切割浇口和冒口，即可获得凝固组织细小和夹杂物少的厚壁铸钢件。
[0011]如上所述的锰铁的化学成分质量分数为:0.5-1.5% C，75-82 % Μη, <2.5 %Si, <0.2% P, <0.02% S,余量为 Fe。
[0012]如上所述的硅铁的化学成分质量分数为:72?80%的Si，<0.2%的C，彡0.02%的S，彡0.04%的P，余量为Fe。
[0013]如上所述的硅钙钡合金的化学成分质量分数为:40?45%的S1、10?12%的Ca、10?12%的Ba、彡0.8%的(:、彡0.04%的P、彡0.06%的S，余量为Fe。
[0014]如上所述的铌铁粉的化学成分质量分数为:50-60 % Nb, <2.0 % Si, <1.0 %C, <0.05% S, <0.04% P,余量为 Fe。
[0015]如上所述的氮化钒铁粉的化学成分质量分数为:53-58% V，10-12% N, <0.6%C, <2.5% Si, <0.08% P, <0.05% S, <2.0% A1,余量 Fe。
[0016]如上所述的铜镁合金粉的化学成分质量分数为:20-25% Mg, 75-80% Cu。
[0017]如上所述的稀土硅铁粉的化学成分质量分数为:27.0?30.0% RE，38.0?42.0% Si, <3.0% Μη, <5.0% Ca, <3.0% Ti，余量为 Fe。
[0018]铝包合金丝的制备方法是将上述粉芯材料放入在药芯焊丝成形机上己乳成“U”形的金属铝带内，然后在药芯焊丝成形机上闭合成“0”形，继续经过药芯焊丝成形机上的乳丝机减径至Φ6.5-8.0mm即可满足要求。
[0019]本发明铸钢先在电炉内熔炼，工艺简便，生产效率高。当钢水温度升至1560-1590°C时，分别加入占炉内钢水质量分数0.3-0.6%的硅铁和0.5-0.7%的锰铁预脱氧，当钢水温度升至1580-1610°C时，继续加入占炉内钢水质量分数0.25-0.50%的硅钙钡合金预脱氧，这样可以确保炉内钢水具有较少的含氧量。但是铸钢熔化温度高，且铸钢中碳含量较低，容易吸氧，导致钢水在冶炼后期氧含量超标。为此本发明在经过0.3-0.6%的硅铁、0.5-0.7%的锰铁和0.25-0.50%的硅钙钡合金预脱氧后，当钢水炉前调整成分合格后将其升温至1620-1650°C时出炉至钢包，钢包内预先加入了多元铝铁合金块，多元铝铁合金块的化学组成及质量分数％为:45-48Α1，<0.40C, 16_18Si，6.0-7.5Ca,余量Fe，多元铝铁合金块的尺寸为100?150mmX200?250mmX30?50mm，多元铝铁合金块加入量占进入钢包内钢水质量分数的0.12-0.18%，加入上述多元铝铁合金块，可以大幅度较少钢水中的氧。
[0020]本发明当钢包内钢水温度降至1580_1610°C时，继续向钢包内用喂丝机加入铝包合金丝，铝包合金丝由外皮金属铝带和粉芯材料两部分组成，其中粉芯材料包括120-180nm的铌铁粉、20-50 μ m的钒氮合金粉、20-50 μ m的稀土硅铁粉和20-50 μ m的铜镁合金粉，各种合金粉末占粉芯材料的质量分数比如下:铌铁粉25-30%，钒氮合金粉30-35%，稀土硅铁粉25-30%，铜镁合金粉10-15%，粉芯材料占铝包合金丝总质量的55-60% ;其中加入了120-180nm的铌铁粉和20-50 μ m的钒氮合金粉，可以使铌与氮以及钢液中的碳化合生成高熔点的且颗粒尺寸细小Nb (C, N)，可以作为钢初生结晶相的凝固核心，促进铸钢凝固组织的细化。钒氮合金粉中的钒和氮可在钢水中结合生成高熔点的VN，有利于凝固组织的细化。加入稀土硅铁粉除了细化凝固组织，还有促进夹杂物形态和分布改进的作用。此外，加入20-50 μm的铜镁合金粉，除了利用镁的脱氧脱硫作用减少夹杂物外，特别是镁在高温钢水中反应剧烈，带动钢水具有明显的运动效果，有助于减少纳米铌铁粉的聚集，促进铸钢件凝固组织的改善。
[0021]本发明铝包合金丝的制备方法是将上述粉芯材料放入在药芯焊丝成形机上己乳成“U”形的金属铝带内，然后在药芯焊丝成形机上闭合成“0”形，继续经过药芯焊丝成形机上的乳丝机减径至Φ6.5