本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及一种铬钢的冶炼方法。
背景技术：
铬钢是指含铬的合金钢，质地坚硬，耐磨，耐腐蚀，不生锈，可用来制造机器和工具，且具有较高的抗氧化性和耐蚀性，但是由于铬钢冶炼过程中，会有硫和磷等有害元素的产生，硫以熔点较低的fes的形式存在，它在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，只有988℃，当钢凝固时，硫化铁析集在原生晶界处，钢在1100-1200℃进行轧制时，晶界上的fes就将熔化，大大地削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现象，若钢中含硫量偏高，焊接时由于so2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松，为了防止因硫导致的脆性，需要对硫严加控制，一般控制在0.020％-0.050％，钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差，因此需要控制磷的含量。
中国专利公开号为cn103627973b公开了一种低碳铬钢的生产方法包括以下步骤：采用转炉初炼钢水，控制终点出钢温度为1670-1690℃，调整出钢时c含量为0.04-0.06重量份且氧活度为600×10-6-700×10-6，并在出钢过程中定量加入40-50kg/t钢水的铬铁合金；在钢包精炼炉中对初炼后的钢水进行第一次精炼，在第一次精炼开始时加入铬铁合金，调整钢水中的cr含量为3.6-4.0重量份，控制第一次精炼的终点出站温度为1645-1655℃；在rh炉中对第一次精炼后的钢水进行脱碳处理，调整c含量为0.02％以下；再在钢包精炼炉中对脱碳处理后的钢水进行第二次精炼，在第二次精炼开始时加入铬铁合金，调整钢水中的cr含量为3.8-4.2重量份，控制第二次精炼的终点出站温度为1595-1605℃，最后得到低碳铬钢。本方法制取的低碳铬钢，在转炉出钢时控制合适的终点碳含量，定量加入铬铁，在后续精炼过程中分批加入铬铁合金，避免了一次性加入大量铬铁合金带来的温降过大的问题，还采用rh炉进行真空脱碳处理，对钢中碳含量进行有效控制，合理的分配了各工序的冶金负荷，操作简单、效果好，但是生产出的铬钢由于含硫、磷等原素使得铬钢具有塑性差、热脆性和冲击韧性低等不足，且焊接性能与冷弯性能差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种铬钢的冶炼方法，以解决现有技术中铬钢的塑性和冲击韧性低，焊接性能与冷弯性能变差，铬钢发生热脆，抗氧化性和耐蚀性低等多项缺陷。
一种铬钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一、脱磷，在钢水中加入脱碳炉炉渣并搅拌，再加入活性剂5-10重量份并搅拌，对搅拌后得到的钢水进行吹炼3-4min，所述脱碳炉炉渣成分为35-45重量份的强碱性氧化钙，7-14重量份的二氧化硅、8-16重量份的氧化镁，1-3重量份的五氧化二磷，1-3重量份的氧化锰，18-30重量份的氧化铁，2-5重量份的三氧化二铝；
步骤二、脱硫，在吹炼后的钢水中加入脱硫剂，所述脱硫剂成分为强碱性氧化钙，提升钢水温度至1500℃并搅拌40-60min，脱硫后扒渣；
步骤三、转炉沸腾出钢，控制终点出钢温度为1680±5℃，调整出钢时的c含量为0.05重量份且氧活度为600×10-6；
步骤四、出钢后钢包运至rh炉工位，所述rh炉真空度为0.2kpa以下，时间20-25min；
步骤五、rh炉搬出后运回转炉，吹氩，吹氩量控制在0.3-0.4m3/min，同时对初炼后的钢水进行第一次精炼，在第一次精炼的过程中加入20-30kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.0-3.0重量份，控制第一次精炼的终点出站温度为1645-1655℃；
步骤六、再在钢包精炼炉中对钢水进行第二次精炼，在第二次精炼开始时加入5-10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.0-4.5重量份，控制第二次精炼的终点出站温度为1595-1605℃，加完铬铁合金之后继续吹氩5min后停止吹氩，最后得到脱硫脱磷的铬钢，所述铬钢的成分为：碳≤0.03％、；磷≤0.02％、硫≤0.03％、硅:0.10-0.20％、铬:4.0-4.5％以及余量的fe。
优选的，所述脱碳炉炉渣成分为45重量份的强碱性氧化钙，10重量份的二氧化硅、15重量份的氧化镁，2重量份的五氧化二磷，2重量份的氧化锰，23重量份的氧化铁，3重量份的三氧化二铝，所述步骤五中加入25kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.6重量份，所述步骤六中，加入10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.4重量份。
优选的，所述步骤一中的钢水与脱碳炉炉渣重量比为20-25:1。
优选的，所述步骤一中的钢水中的硅含量为0.15-0.35重量份。
优选的，所述脱碳炉炉渣的碱度范围为2.5-5.0。
本发明的有益效果：
(1)、本发明冶炼出的铬钢含磷小于等于0.02，钢中磷的含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差，本发明冶炼出的铬钢含磷量低，因此冲击吸收功大，抗拉强度强，提高了钢的塑性和冲击韧性，提升了钢的焊接性能与冷弯性能。
(2)、本发明冶炼出的铬钢含硫小于等于0.02，由于硫以熔点较低的fes的形式存在，它在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，只有988℃，当钢凝固时，硫化铁析集在原生晶界处，钢在1100-1200℃进行轧制时，晶界上的fes就将熔化，大大地削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现象，若钢中含硫量偏高，焊接时由于so2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松，本发明冶炼出的铬钢含硫量低，因此减少了铬钢的热脆现象，减少了在焊接金属内形成的气孔和疏松，断后伸长率增大，提高了铬钢的表面质量。
(3)、本发明冶炼出的铬钢含碳小于等于0.02，减轻了各工序的冶金负荷。
(4)、本发明冶炼出的铬钢含铬大于等于4.0，由于铬质地坚硬，耐磨，耐腐蚀，不生锈，具有较高的抗氧化性和耐蚀性，本发明冶炼出的铬钢含硫铬量提升，因此硬度提高，且提高了铬钢的抗氧化性和耐蚀性。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种铬钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一、脱磷，在钢水中加入脱碳炉炉渣并搅拌，再加入活性剂5-10重量份并搅拌，对搅拌后得到的钢水进行吹炼3-4min，所述脱碳炉炉渣成分为35-45重量份的强碱性氧化钙，7-14重量份的二氧化硅、8-16重量份的氧化镁，1-3重量份的五氧化二磷，1-3重量份的氧化锰，18-30重量份的氧化铁，2-5重量份的三氧化二铝；
步骤二、脱硫，在吹炼后的钢水中加入脱硫剂，所述脱硫剂成分为强碱性氧化钙，提升钢水温度至1500℃并搅拌40-60min，脱硫后扒渣；
步骤三、转炉沸腾出钢，控制终点出钢温度为1680±5℃，调整出钢时的c含量为0.05重量份且氧活度为600×10-6；
步骤四、出钢后钢包运至rh炉工位，所述rh炉真空度为0.2kpa以下，时间20-25min；
步骤五、rh炉搬出后运回转炉，吹氩，吹氩量控制在0.3-0.4m3/min，同时对初炼后的钢水进行第一次精炼，在第一次精炼的过程中加入20-30kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.0-3.0重量份，控制第一次精炼的终点出站温度为1645-1655℃；
步骤六、再在钢包精炼炉中对钢水进行第二次精炼，在第二次精炼开始时加入5-10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.0-4.5重量份，控制第二次精炼的终点出站温度为1595-1605℃，加完铬铁合金之后继续吹氩5min后停止吹氩，最后得到脱硫脱磷的铬钢，所述铬钢的成分为：碳≤0.03％、；磷≤0.02％、硫≤0.03％、硅:0.10-0.20％、铬:4.0-4.5％以及余量的fe。
在本实施例中，所述脱碳炉炉渣成分为45重量份的强碱性氧化钙，10重量份的二氧化硅、15重量份的氧化镁，2重量份的五氧化二磷，2重量份的氧化锰，23重量份的氧化铁，3重量份的三氧化二铝。所述步骤五中加入25kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.6重量份，所述步骤六中，加入10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.3重量份。所述步骤一中的钢水与脱碳炉炉渣重量比为20-25:1。所述步骤一中的钢水中的硅含量为0.15-0.35重量份。所述脱碳炉炉渣的碱度范围为2.5-5.0。所述活性剂由氧化铜、氧化镍和氧化铈中的一种或几种组成。
实施例2
一种铬钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一、脱磷，在钢水中加入脱碳炉炉渣并搅拌，再加入活性剂5-10重量份并搅拌，对搅拌后得到的钢水进行吹炼3-4min，所述脱碳炉炉渣成分为35-45重量份的强碱性氧化钙，7-14重量份的二氧化硅、8-16重量份的氧化镁，1-3重量份的五氧化二磷，1-3重量份的氧化锰，18-30重量份的氧化铁，2-5重量份的三氧化二铝；
步骤二、脱硫，在吹炼后的钢水中加入脱硫剂，所述脱硫剂成分为强碱性氧化钙，提升钢水温度至1500℃并搅拌40-60min，脱硫后扒渣；
步骤三、转炉沸腾出钢，控制终点出钢温度为1680±5℃，调整出钢时的c含量为0.05重量份且氧活度为600×10-6；
步骤四、出钢后钢包运至rh炉工位，所述rh炉真空度为0.2kpa以下，时间20-25min；
步骤五、rh炉搬出后运回转炉，吹氩，吹氩量控制在0.3-0.4m3/min，同时对初炼后的钢水进行第一次精炼，在第一次精炼的过程中加入20-30kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.0-3.0重量份，控制第一次精炼的终点出站温度为1645-1655℃；
步骤六、再在钢包精炼炉中对钢水进行第二次精炼，在第二次精炼开始时加入5-10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.0-4.5重量份，控制第二次精炼的终点出站温度为1595-1605℃，加完铬铁合金之后继续吹氩5min后停止吹氩，最后得到脱硫脱磷的铬钢，所述铬钢的成分为：碳≤0.03％、；磷≤0.02％、硫≤0.03％、硅:0.10-0.20％、铬:4.0-4.5％以及余量的fe。
在本实施例中，所述脱碳炉炉渣成分为35重量份的强碱性氧化钙，12重量份的二氧化硅、13重量份的氧化镁，3重量份的五氧化二磷，3重量份的氧化锰，29重量份的氧化铁，5重量份的三氧化二铝。所述步骤五中加入20kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.0重量份，所述步骤六中，加入5kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.0重量份。所述步骤一中的钢水与脱碳炉炉渣重量比为20-25:1。所述步骤一中的钢水中的硅含量为0.15-0.35重量份。所述脱碳炉炉渣的碱度范围为2.5-5.0。所述活性剂由氧化铜、氧化镍和氧化铈中的一种或几种组成。
实施例3
一种铬钢的冶炼方法，包括以下步骤：
步骤一、脱磷，在钢水中加入脱碳炉炉渣并搅拌，再加入活性剂5-10重量份并搅拌，对搅拌后得到的钢水进行吹炼3-4min，所述脱碳炉炉渣成分为35-45重量份的强碱性氧化钙，7-14重量份的二氧化硅、8-16重量份的氧化镁，1-3重量份的五氧化二磷，1-3重量份的氧化锰，18-30重量份的氧化铁，2-5重量份的三氧化二铝；
步骤二、脱硫，在吹炼后的钢水中加入脱硫剂，所述脱硫剂成分为强碱性氧化钙，提升钢水温度至1500℃并搅拌40-60min，脱硫后扒渣；
步骤三、转炉沸腾出钢，控制终点出钢温度为1680±5℃，调整出钢时的c含量为0.05重量份且氧活度为600×10-6；
步骤四、出钢后钢包运至rh炉工位，所述rh炉真空度为0.2kpa以下，时间20-25min；
步骤五、rh炉搬出后运回转炉，吹氩，吹氩量控制在0.3-0.4m3/min，同时对初炼后的钢水进行第一次精炼，在第一次精炼的过程中加入20-30kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.0-3.0重量份，控制第一次精炼的终点出站温度为1645-1655℃；
步骤六、再在钢包精炼炉中对钢水进行第二次精炼，在第二次精炼开始时加入5-10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.0-4.5重量份，控制第二次精炼的终点出站温度为1595-1605℃，加完铬铁合金之后继续吹氩5min后停止吹氩，最后得到脱硫脱磷的铬钢，所述铬钢的成分为：碳≤0.03％、；磷≤0.02％、硫≤0.03％、硅:0.10-0.20％、铬:4.0-4.5％以及余量的fe。
在本实施例中，所述脱碳炉炉渣成分为45重量份的强碱性氧化钙，7重量份的二氧化硅、8重量份的氧化镁，1重量份的五氧化二磷，1重量份的氧化锰，18重量份的氧化铁，2重量份的三氧化二铝。所述步骤五中加入30kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为2.6重量份，所述步骤六中，加入10kg铬铁合金，调整钢水中的铬含量为4.5重量份。所述步骤一中的钢水与脱碳炉炉渣重量比为20-25:1。所述步骤一中的钢水中的硅含量为0.15-0.35重量份。所述脱碳炉炉渣的碱度范围为2.5-5.0。所述活性剂由氧化铜、氧化镍和氧化铈中的一种或几种组成。
对上述3个实施例以及市场上的40铬钢进行成分测试和性能测试，结果如下表1和表2：
表1成分测试结果
表2性能测试结果
通过与市场上40铬钢对比，本发明冶炼出的铬钢含磷、硫和碳量更低，含铬量提高，且硬度提高、抗拉强度、断后伸长率和冲击吸收功数值均大于40铬钢,其中实施例1为最优，减少了铬钢的热脆现象，减少了焊接时由于so2在焊接金属内形成气的孔和疏松，提高了铬钢从高温降到0℃以下时的塑性和冲击韧性，优化了铬钢的焊接性能与冷弯性能。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围。