[0001]
本发明涉及一种高纯净度低碳钢真空中频感应炉冶炼方法。
背景技术：
[0002]
低碳钢为碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
[0003]
真空感应熔炼是在电磁感应过程中产生涡电流，使金属熔化。此制造过程可用来提炼高纯度的金属及合金。主要包括真空感应炉熔炼、悬浮熔炼和冷坩埚熔炼。由于在真空下熔炼容易将溶于钢和合金中的氮、氢、氧和碳去除到远比常压下冶炼更低的水平，同时对于在熔炼温度下蒸汽压比基体金属高的杂质元素(铜、锌、铅、锑、铋、锡和砷等)可通过挥发去除，而合金中需要加入的铝、钛、硼及锆等活性元素的成分易于控制。因此，经真空感应熔炼的金属材料可明显地提高韧性、疲劳强度、耐腐蚀性能，高温蠕变性能以及磁性合金的磁导率等多种性能。
[0004]
1、专利“一种优质高钨高钴镍合金材料及其制备方法”介绍了一种采用真空感应炉冶炼高钨高钴镍合金的方法。该方法存在两方面不足，一是精炼期在真空度＜1pa下进行精炼，存在钢水飞溅问题，会造成炉口使用寿命降低；二是精炼结束后降温至钢水表面结膜，充氩至5000～20000pa，加入金属锆，金属锆存在于钢膜表面，造成锆元素在钢水中分布不均匀。采用本专利冶炼方法具有两方面优势：一是钢水在熔化前充入惰性保护气体氩气，气体压力为0.06mpa,在微负压的状态下避免了冶炼过程中的钢水飞溅，炉口使用寿命提高。二是在整个熔炼过程接近结束钢水温度约1600℃时加入铝粒、硅铁、金属锰等进行脱氧合金化，搅拌一定时间，避免了钢水结壳，合金成份能够在钢水中均匀分布。
[0005]
2、专利“一种高锰高铬奥氏体不锈钢及其制备方法”介绍了一种采用非真空感应炉冶炼高锰高铬奥氏体不锈钢的方法。该方法存在的不足主要是在非真空的条件下进行冶炼钢水会氧化，造成钢水氧含量偏高，钢中夹杂物增多。本专利是在抽真空后充入惰性气体，在惰性气体保护下进行冶炼，避免了钢水氧化，钢水氧含量低，钢中夹杂物数量少。
[0006]
3、专利“一种高铬超纯铁素体不锈钢真空感应冶炼方法”介绍了一种采用真空感应炉冶炼高铬超纯铁素体不锈钢的方法。该方法存在的不足主要是合金料中纯铁外表面氧化铁皮不打磨，在冶炼过程中表面氧化铁皮会增加钢水的氧含量，特别是超纯铁素体不锈钢，会造成不锈钢纯净度降低。本专利对冶炼原料工业纯铁进行抛丸处理，去除纯铁表面氧化铁皮，杜绝了氧化铁皮对钢水的氧化。
技术实现要素：
[0007]
本发明的目的是提供一种高纯净度低碳钢真空中频感应炉冶炼方法，克服低碳钢中频感应炉非真空冶炼造成钢水氧化不足的问题。
[0008]
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0009]
本发明一种高纯净度低碳钢真空中频感应炉冶炼方法，包括：
[0010]
1)对冶炼原料工业纯铁进行抛丸处理，去除纯铁表面氧化铁皮，提高冶炼原料纯净度；
[0011]
2)按照冶炼钢种的元素配比称取一定量的纯铁、碳粉、硅铁合金、金属锰、铝粒；
[0012]
3)摆放好锭模、冒口；坩埚内加入原料，各项准备工作做好后，合上炉盖；
[0013]
4)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计到达0.08mpa时启动罗茨泵，小功率给电加热，功率约为30kwh；
[0014]
5)在原料熔化前，一直处于真空状态，且真空度小于40pa；
[0015]
6)当原料开始熔化时，调大给电功率，功率为100kwh，关闭截止阀，充氩气到0.06mpa时关闭充氩阀门，继续进行加热；
[0016]
7)熔炼过程应密切观察炉料熔化情况及真空度的变化；
[0017]
8)当整个熔炼过程接近结束钢水温度约1600℃时加入铝粒、硅铁、金属锰进行脱氧合金化，搅拌一定时间，然后进行浇注；浇注结束后，保压大于30min后，破空充入空气，熔炼结束。
[0018]
进一步的，钢种质量百分比的化学组分为：碳0.12％～0.20％；硅≤0.30％，锰0.30％～0.70％，硫≤0.045％，磷≤0.045％，其余为fe及不可避免的杂质。
[0019]
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
[0020]
低碳钢冶炼过程平稳，钢中氧含量低(氧含量＜25ppm)，钢水纯净度高。前期采用非真空感应炉冶炼低碳钢，冶炼过程中钢水飞溅，钢水氧化严重，钢中氧含量偏高(氧含量70-150ppm)，钢水纯净度差。
[0021]
高纯净度低碳钢冶炼实验平均60炉/年，冶炼价格为4156元/炉，经济效益＝60
×
4156＝24.936万元/年。
具体实施方式
[0022]
一种高纯净度低碳钢真空中频感应炉冶炼方法，合金化学组分为：碳0.12％～0.20％；硅≤0.30％，锰0.30％～0.70％，硫≤0.045％，磷≤0.045％；采用纯铁为冶炼原料，对纯铁进行抛丸处理，去除纯铁表面氧化铁皮，提高冶炼原料纯净度；原料加热前开始抽真空，在原料升温熔化前一直处于抽真空状态，降低冶炼原料以及炉体环境气体含量。当原料开始熔化后停止抽真空，充入氩气作为保护气体，直至冶炼浇注结束。具体包括：
[0023]
1)对冶炼原料工业纯铁进行抛丸处理，去除纯铁表面氧化铁皮，提高冶炼原料纯净度。
[0024]
2)按照冶炼钢种的元素配比称取一定量的纯铁、碳粉、硅铁合金、金属锰、铝粒等。
[0025]
3)摆放好锭模、冒口。坩埚内加入纯铁、碳粉等原料，各项准备工作做好后，合上炉盖。
[0026]
4)启动滑阀泵对炉室进行抽真空，当真空计到达0.08mpa时启动罗茨泵，小功率给电加热，功率约为30kwh。
[0027]
5)在原料熔化前，一直处于真空状态，且真空度小于40pa。
[0028]
6)当原料开始熔化时，调大给电功率，功率约为100kwh，关闭截止阀，充氩气到0.06mpa时关闭充氩阀门，继续进行加热。
[0029]
7)熔炼过程应密切观察炉料熔化情况及真空度的变化。
[0030]
8)当整个熔炼过程接近结束钢水温度约1600℃时加入铝粒、硅铁、金属锰等进行脱氧合金化，搅拌一定时间，然后进行浇注。浇注结束后，保压大于30min后，破空充入空气，熔炼结束。
[0031]
高纯净度低碳钢冶炼实验平均60炉/年，冶炼价格为4156元/炉，经济效益＝60
×
4156＝24.936万元/年。
[0032]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。