本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种利用转炉冶炼fe-ni低膨胀合金的方法。
背景技术：
绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但fe-ni型合金由于它的铁磁性，在很大的温度变化范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。正是由于这种优点，其主要用于制造在环境温度变化范围内，尺寸高度精确的零部件和在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，如精密仪器、仪表零件和随温度变化刻度漂移很小的无线电频率元件、天文仪器构架及钟表摆轮装置等。近年来，随着对因瓦合金的深入研究，其应用领域也不断扩展，如作为特殊结构材料使用，包括：光真空工业、海洋长途运输的液化天然气(lng)储气罐、特殊传输电缆、大型电子望远镜的基座定位装置等。
目前在冶炼铁镍低膨胀合金时，主要采用的工艺为原料→电炉冶炼→aod→lf精炼。采用电炉冶炼消耗大量的电能，成本高，精炼过程没有脱气工序，大量的ni、cr等合金含有的水气，带来h的增高，影响后续连铸或模铸工序和产品质量。
而对于以转炉为主的钢厂，急需开发出一种fe-ni低膨胀合金的冶炼方法，既能有效的利用现有装备，提高生产效率，又能够弥补传统工艺的不足。
技术实现要素：
本发明提供了一种fe-ni低膨胀合金的冶炼方法，实现了用转炉冶炼fe-ni低膨胀合金，利用全铁水冶炼和转炉化学升温来保证钢质纯净度和降低能耗，利用ni板代替废钢，在完成合金化的同时提升钢质纯净度，转炉出钢后经过lf精炼和vd真空脱气，调整钢水成分，并降低钢中气体含量。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种fe-ni低膨胀合金的冶炼方法，所述fe-ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：c≤0.1％，si≤0.3％，mn≤0.5％，p≤0.01％，s≤0.01％，ni30％～40％，cr0.1％～0.3％，co0.1％～0.3％，o≤0.003％，n≤0.008％，h＜0.00015％，余量为fe和不可避免的杂质；所述fe-ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→lf炉外精炼→vd精炼；具体步骤如下：
1)铁水预处理：
铁水预处理时根据铁水情况，向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉，将铁水s脱至小于0.002％，脱硫后彻底扒渣；
2)转炉冶炼：
转炉采用全铁水冶炼，加入ni板；采取双联工艺进行冶炼，前半钢出钢目标c1.9％～2.5％，p＜0.010％，ni6％～8％，出钢温度＞1450℃；后半钢出钢目标c＜0.05％，p＜0.005％，ni15％～18％，出钢温度1690～1710℃，达到目标值后出钢；
3)lf炉外精炼：
钢水进lf炉后，先加入0.01％～0.03％的al进行脱氧，再分批次加入ni合金，每次加入量不超过25kg/吨钢，含量达到成分要求为止；根据炉内钢水的化学成分加入其它元素合金，直至达到目标值为止；lf精炼搬出目标c＜0.1％，si＜0.1％，p＜0.009％，s＜0.005％，温度＞1600℃；
4)vd精炼：
钢水进入vd抽真空后，保持真空度＜66.7pa的时间在15min以上，底吹氩气流量50～80nm3/h；定h＜0.00015％，温度＞1560℃后搬出，准备上机浇注。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实现了用转炉冶炼fe-ni低膨胀合金，利用全铁水冶炼和转炉化学升温来保证钢质纯净度和降低能耗，利用ni板代替废钢，在完成合金化的同时提升钢质纯净度，转炉出钢后经过lf精炼和vd真空脱气，调整钢水成分，并降低钢中气体含量。
具体实施方式
本发明是一种fe-ni低膨胀合金的冶炼方法，所述fe-ni低膨胀合金的化学成分按质量百分比计为：c≤0.1％，si≤0.3％，mn≤0.5％，p≤0.01％，s≤0.01％，ni30％～40％，cr0.1％～0.3％，co0.1％～0.3％，o≤0.003％，n≤0.008％，h＜0.00015％，余量为fe和不可避免的杂质；所述fe-ni低膨胀合金的冶炼方法为：铁水预处理→转炉冶炼→lf炉外精炼→vd精炼；具体步骤如下：
1)铁水预处理：
铁水预处理时根据铁水情况，向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉，将铁水s脱至小于0.002％，脱硫后彻底扒渣；
2)转炉冶炼：
转炉采用全铁水冶炼，加入ni板代替常规工艺中加入的废钢；采取双联工艺进行冶炼，前半钢出钢目标c1.9％～2.5％，p＜0.010％，ni6％～8％，出钢温度＞1450℃；后半钢出钢目标c＜0.05％，p＜0.005％，ni15％～18％，出钢温度1690～1710℃，达到目标值后出钢；
3)lf炉外精炼：
钢水进lf炉后，先加入0.01％～0.03％的al进行脱氧，再分批次加入ni合金，每次加入量不超过25kg/吨钢，含量达到成分要求为止；根据炉内钢水的化学成分加入其它元素合金，直至达到目标值为止；lf精炼搬出目标c＜0.1％，si＜0.1％，p＜0.009％，s＜0.005％，温度＞1600℃；
4)vd精炼：
钢水进入vd抽真空后，保持真空度＜66.7pa的时间在15min以上，底吹氩气流量50～80nm3/h；定h＜0.00015％，温度＞1560℃后搬出，准备上机浇注。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
本实施例中，所述fe-ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1293℃，s含量为0.0013％；脱硫后彻底扒渣；
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加ni板5.5t，吹氧，前半钢出钢c：2.3％，p：0.009％，ni：7.1％，出钢温度1512℃；后半钢加ni板15t，吹氧，后半钢出钢c：0.025％，p：0.004％，ni：16.1％，出钢温度1705℃。
(3)钢水进lf炉后，先加入18kgal进行脱氧，再分批次加入ni板，每次加入量为24kg/t钢，钢水中ni含量达到35.8％时为止。lf搬出时，c：0.03％，si：0.12％，mn：0.35％，p：0.008％，s：0.003％，cr：0.19％、co：0.24％，温度：1687℃。
(4)钢水进入vd抽真空后，保持真空度＜66.7pa的时间为20min，底吹氩气流量60nm3/h。定h：0.00012％，温度：1610℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的fe-ni低膨胀合金的化学成分为c：0.03％，si：0.12％，mn：0.35％，p：0.008％，s：0.003％，ni：35.8％，cr：0.19％，co：0.24％，o：0.0025，n≤0.0076，h：0.00012％。
【实施例2】
本实施例中，所述fe-ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1298℃，s含量为0.0015％；脱硫后彻底扒渣。
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加ni板5.8t，吹氧，前半钢出钢c：1.9％，p：0.008％，ni：7.4％，出钢温度1551℃；后半钢加ni板17t，吹氧，后半钢出钢c：0.021％，p：0.003％，ni：17.8％，出钢温度1692℃。
(3)钢水进lf炉后，先加入22.5kgal进行脱氧，再分批次加入ni板，每次加入22kg/t，钢水中ni含量达到36.1％时为止；lf搬出c：0.022％，si：0.15％，mn：0.27％，p：0.007％，s：0.006％，cr：0.19％、co：0.27％，温度：1702℃。
(4)钢水进入vd抽真空后，保持真空度＜66.7pa的时间25min，底吹氩气流量60nm3/h。定h：0.00010％，温度：1625℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的fe-ni低膨胀合金的化学成分为c：0.023％，si：0.15％，mn：0.27％，p：0.007％，s：0.006％，ni：36.1％，cr：0.19％，co：0.27％，o：0.0022％，n：0.0065％，h：0.00010％。
【实施例3】
本实施例中，所述fe-ni低膨胀合金的冶炼方法具体包括如下步骤：
(1)铁水预处理时进行脱硫处理，铁水量70t，处理完毕后铁水温度1290℃，s含量为0.0018％；脱硫后彻底扒渣。
(2)转炉采用全铁水冶炼，双联法操作，前半钢加ni板5.8t，吹氧，前半钢出钢c：1.5％，p：0.007％，ni：7.6％，出钢温度1571℃；后半钢加ni板17.2t，吹氧，后半钢出钢c：0.020％，p：0.003％，ni：18％，出钢温度1701℃。
(3)钢水进lf炉后，先加入23kgal进行脱氧，再分批次加入ni板，每次加入22kg/t，钢水中ni含量达到35.9％时为止。lf搬出c：0.027％，si：0.20％，mn：0.35％，p：0.009％，s：0.007％，cr：0.21％，co：0.23％，温度：1691℃。
(4)钢水进入vd抽真空后，保持真空度＜66.7pa的时间20min，底吹氩气流量60nm3/h。定h：0.00013％，温度：1625℃后，搬出准备上机浇注。
最终，本实施例所冶炼的fe-ni低膨胀合金的化学成分为c：0.027％，si：0.20％，mn：0.35％，p：0.009％，s：0.007％，ni：35.9％，cr：0.21％，co：0.23％，o：0.0025％，n：0.0059％，h：0.00013％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。