強(qiáng)化電爐還原對(duì)冷作模具鋼結(jié)晶度的影響工藝研究

在汽車(chē)成型、航空航天、軌道交通、儀器儀表、醫(yī)療器械、家用電器、新能源等眾多領(lǐng)域，60%～80%的零部件均靠模具成型，因此，模具的質(zhì)量水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。

目前我國(guó)的模具鋼產(chǎn)量已躍居世界第一，但絕大多數(shù)屬于中低端產(chǎn)品，高端優(yōu)質(zhì)的模具鋼仍需從德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口。國(guó)外高端冷作模具鋼的品質(zhì)潔凈度非常高，A、B、C、D粗/細(xì)系及Ds各類(lèi)非金屬夾雜物級(jí)別均≤1.0級(jí)，鋼中氧含量≤20ppm。

某公司原生產(chǎn)冷作模具鋼的工藝流程為：40噸電爐（加入碳粉和硅鐵塊/粉還原）→電爐出鋼→鋼包除渣→40噸LF爐（加入石灰、精煉渣等渣料和鋼渣友還原）→40噸VD→氬氣保護(hù)澆注鋼錠→紅送→825初軋機(jī)軋制扁坯或4500噸快鍛機(jī)鍛造開(kāi)坯→退火→修磨→700軋機(jī)成材→退火→矯直→拋丸→檢驗(yàn)入庫(kù)。生產(chǎn)得到的冷作模具鋼B類(lèi)細(xì)系夾雜物級(jí)別≥2.0級(jí)的百分比達(dá)到了43.7%，鋼中平均氧含量0.00344%。因此，原工藝冶煉的冷作模具鋼的潔凈度差。為了提高鋼的潔凈度，開(kāi)展了強(qiáng)化電爐還原新工藝對(duì)冷作模具鋼潔凈度的影響試驗(yàn)研究。

新工藝采用鋁錠和鋼渣友（其主要成分為Al2O3 30%～45%，Al 40%～50%）代替原工藝的硅鐵塊/粉，強(qiáng)化電爐還原。分析討論了新舊工藝電爐還原爐渣成分的差異和新舊工藝的VD吊包澆鋼前精煉終渣成分；進(jìn)行了新舊工藝的精煉爐渣系A(chǔ)l2O3溶解速率對(duì)比、新舊工藝精煉渣系中SiO2含量與鋼中氧含量的關(guān)系、新舊工藝?yán)渥髂＞咪摰臐崈舳葘?duì)比（非金屬夾雜物級(jí)別和鋼中氧含量）等方面的研究。

結(jié)果表明：電爐強(qiáng)化還原新工藝，采用強(qiáng)脫氧劑鋁錠和鋼渣友，代替了原工藝中的弱脫氧劑硅鐵或粉，提高了爐渣堿度，加強(qiáng)了脫氧，大幅度降低了渣中Cr2O3含量。電爐出鋼后，爐渣的流動(dòng)性良好，鋼包能夠?qū)⒏逽iO2含量的電爐還原渣去除干凈，有效降低LF爐渣中的SiO2含量，將精煉冷作模具鋼的終渣成分控制在低SiO2含量的鈣鋁渣系要求范圍內(nèi)，有效提高了渣系A(chǔ)l2O3溶解速率，從而減少鋼中Al2O3夾雜物總量和降低B類(lèi)氧化物夾雜級(jí)別。新工藝冶煉的冷作模具鋼中≥2.0級(jí)B類(lèi)氧化物細(xì)系夾雜比例比原工藝的降低了30.4%，其平均氧含量降低幅度達(dá)到了48.0%，提高了冷作模具鋼的潔凈度。

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