一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法与流程

1.本发明属于合金结构钢制备技术领域，尤其涉及一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法。


背景技术：

2.钢的热处理会显著改善钢的力学性能，通过热处理可以改变钢的硬度、强度、韧性、耐磨性等机械性能，但钢的热处理也会带来一些负面影响。热处理工序后金相观察时，经常会发现混晶现象。混晶是指材料中出现严重晶粒不均匀的现象，表现为微观观察金属基体上晶粒大小不一，粗晶与细晶混杂。
3.晶粒度是表征金属材料韧性好坏的指标，晶粒度级别越高，材料韧性越高，反之韧性越差。如果在高级别晶粒的区域混入低级别的晶粒，就会拉低金属材料整体的性能，低级别晶粒所占比例越大，材料的整体性能越不稳定。
4.碳含量为0.11～0.16％的低碳合金结构钢在调质后容易出现混晶现象，迫切需要进行质量攻关，解决调质后的混晶文图，减少质量内损。


技术实现要素：

5.为解决低碳合金结构钢调质后容易出现混晶缺陷的问题，本发明提供了一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法。
6.本发明的技术方案：
7.一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，所述合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质，通过联合控制锻造工序的终锻温度、最后一火次锻造比和调质工序淬火、回火温度消除合金结构钢调质后的混晶缺陷，所述终锻温度为800～900℃，所述最后一火次锻造比不小于1.5，所述调质工序淬火温度为900℃，所述回火温度为610℃。
8.进一步的，所述合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。
9.进一步的，所述lf精炼工序中到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，取样一后按全铝含量进行调整铝含量，根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间不低于20min。
10.进一步的，所述vd真空精炼工序中钢液温度不低于1640℃，真空度达到67pa时保持15min以上；放散后，调好氩气，软吹氩时间15分钟以上，以渣面微动，不裸露钢液为准。
11.进一步的，所述浇铸电极坯料工序中采用氩气保护浇注，吊包温度1555℃，模温30～80℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间150～270s，帽口浇注时间70～150s；首炉过热度控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。
12.进一步的，所述电极坯料退火工序中电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
13.进一步的，所述电渣重熔工序中重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao 38kg、mgo 9kg；造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为0～4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4～4.5ka，精炼时间为45min；完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0
±
0.5ka，熔炼电压为48v，然后在30分钟内将工艺电流升至15.0
±
0.5ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0
±
0.5ka，熔炼电压为84v。
14.进一步的，所述电渣锭退火工序中电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
15.进一步的，所述锻造工序中电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，采用拔长工艺。
16.进一步的，所述调质工序中淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右；回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，出炉后空冷。
17.本发明的有益效果：
18.本发明通过联合控制低碳合金结构钢锻造工序的终锻温度、最后疑惑次锻造比和调质工序的淬火、回火温度有效消除了合金结构钢调质后的混晶缺陷，经调质处理后合金结构钢的晶粒度达到8.5级，无混晶，显著提高了产品合格率，杜绝了质量原因导致的钢材损失，增加了产品质量稳定性，为钢厂带来巨大的经济效益。
附图说明
19.图1为实施例1调质后试样的晶粒度显微图片；
20.图2为对比例1调质后试样的晶粒度显微图片。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
22.实施例1
23.本实施例提供了一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法。
24.本实施例中合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。
25.本实施例合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极
坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质。
26.在电炉冶炼工序中：
27.为尽量降低有害元素，要求配料中生铁或铁水的质量不少于20％；出钢温度不低于1580℃，出钢磷含量不超过0.008％。初炼炉出钢严禁下渣，如下渣必须进行倒渣处理。
28.在lf精炼工序中：
29.到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂al粒+sife+c粉，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，白灰加入量为300kg，复合渣加入100kg，取样一后按全铝含量进行调整铝含量，喂铝量按表1执行：
30.表1
31.到lf炉全铝含量(％)＜0.0100.010-0.0140.015-0.0190.020-0.025≥0.025100％计算调铝至(％)0.045-0.0500.04-0.0450.035-0.040.03-0.035不调整
32.根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间为20min，取样分析进行微调合金成分。
33.在vd真空精炼工序中：
34.真空前s含量小于等于0.008％，钢液温度≥1640℃，真空前按保证al规格喂al；至真空位后逐级开启真空泵，真空度达到67pa时保持15min。放散后，调好氩气，软吹氩时间15分钟，以渣面微动，不裸露钢液为准。
35.在浇铸电极坯料工序中：
36.铸锭操作要将流钢砖内和模内的杂物吹净，采用氩气保护浇注，锭身、帽口注速在保证不散流的情况下，吊包温度1555℃，模温80℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间270s，帽口浇注时间150s。过热度控制，首炉控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。
37.连铸使用合格的结晶器铜管，生产前检查铜管内壁及足辊，对中、对弧及水缝情况。连铸采用挡渣墙中包，做好氩气吹扫，全程避免二次氧化。连铸做好中包、钢包、保护渣的烘烤确认情况；采用整体式水口，长水口具备氩封能力，做好全流程保护浇注。在该钢种生产期间，采用合适的首末端电磁搅拌参数；避免液位波动大，液位波动≤
±
3mm。
38.在电极坯料退火工序中：
39.电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
40.在电渣重熔工序中：
41.本实施例使用的结晶器规格为φ640/680，石墨电极规格为φ350，金属电极规格为200mm*200mm，分2组电极冶炼，每组3支，电极坯料重量为6t。
42.本实施例使用的电渣重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao 38kg、mgo 9kg。
43.本实施例电渣重熔过程全程采用流量为0.8m3/h的氩气进行保护。
44.本实施例造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4.5ka，精炼时间为45min。
45.本实施例电渣重熔是在完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0ka，熔炼电压为48v，然后
在30分钟内将工艺电流升至15.0ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0ka，熔炼电压为84v。
46.补缩制度为电流在10min内由10.5ka降至8.5ka，在20min内有8.5ka降至6.5ka，在30min内由6.5ka降至0ka。
47.电渣锭模冷时间为90min，罩冷时间为72min。
48.在电渣锭退火工序中：
49.电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
50.在锻造工序中：
51.电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，合理摆放钢锭或钢坯，避免火焰直射钢锭，造成过热、过烧现象。锻造时采取大压下量操作，压实锻件材内部。
52.本实施例采用锻造两火出成品，采用拔长工艺，第一火锻造比为1.5，第二火锻造比为2.0；终锻温度为800℃。
53.在调质工序中：
54.淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右。
55.回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，出炉后空冷。
56.图1为调质后试样的晶粒度显微图片，由图中可知，调质后晶粒度验证为8.5级，无混晶问题。由此证明本发明通过联合控制锻造工序的终锻温度、最后一火次锻造比和调质工序淬火、回火温度有效消除了合金结构钢调质后的混晶缺陷。
57.实施例2
58.本实施例提供了一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法。
59.本实施例中合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。
60.本实施例合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质。
61.在电炉冶炼工序中：
62.为尽量降低有害元素，要求配料中生铁或铁水的质量不少于20％；出钢温度不低于1580℃，出钢磷含量不超过0.008％。初炼炉出钢严禁下渣，如下渣必须进行倒渣处理。
63.在lf精炼工序中：
64.到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂al粒+sife+c粉，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，白灰加入量为300kg，复合渣加入100kg，取样一后按全铝含量进行调整铝含量，喂铝量按表1执行：
65.表1
66.到lf炉全铝含量(％)＜0.0100.010-0.0140.015-0.0190.020-0.025≥0.025100％计算调铝至(％)0.045-0.0500.04-0.0450.035-0.040.03-0.035不调整
67.根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间为25min，取样分析进行微调合金成分。
68.在vd真空精炼工序中：
69.真空前s含量小于等于0.008％，钢液温度≥1640℃，真空前按保证al规格喂al；至真空位后逐级开启真空泵，真空度达到67pa时保持20min。放散后，调好氩气，软吹氩时间20分钟，以渣面微动，不裸露钢液为准。
70.在浇铸电极坯料工序中：
71.铸锭操作要将流钢砖内和模内的杂物吹净，采用氩气保护浇注，锭身、帽口注速在保证不散流的情况下，吊包温度1555℃，模温50℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间150s，帽口浇注时间120s。过热度控制，首炉控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。
72.连铸使用合格的结晶器铜管，生产前检查铜管内壁及足辊，对中、对弧及水缝情况。连铸采用挡渣墙中包，做好氩气吹扫，全程避免二次氧化。连铸做好中包、钢包、保护渣的烘烤确认情况；采用整体式水口，长水口具备氩封能力，做好全流程保护浇注。在该钢种生产期间，采用合适的首末端电磁搅拌参数；避免液位波动大，液位波动≤
±
3mm。
73.在电极坯料退火工序中：
74.电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
75.在电渣重熔工序中：
76.本实施例使用的结晶器规格为φ640/680，石墨电极规格为φ350，金属电极规格为200mm*200mm，分2组电极冶炼，每组3支，电极坯料重量为6t。
77.本实施例使用的电渣重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao 38kg、mgo 9kg。
78.本实施例电渣重熔过程全程采用流量为0.8m3/h的氩气进行保护。
79.本实施例造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4.5ka，精炼时间为45min。
80.本实施例电渣重熔是在完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0ka，熔炼电压为48v，然后在30分钟内将工艺电流升至15.0ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0ka，熔炼电压为84v。
81.补缩制度为电流在10min内由10.5ka降至8.5ka，在20min内有8.5ka降至6.5ka，在30min内由6.5ka降至0ka。
82.电渣锭模冷时间为90min，罩冷时间为72min。
83.在电渣锭退火工序中：
84.电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
85.在锻造工序中：
86.电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，合理摆放钢锭或钢坯，避免火焰直射钢锭，造成过热、过烧现象。锻造时采取大压下量操作，压实锻件材内部。
87.本实施例采用锻造三火出成品，采用拔长工艺，第一火锻造比为1.5，第二火锻造比为1.6，第三火锻造比为2.1；终锻温度为850℃。
88.在调质工序中：
89.淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右。
90.回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，出炉后空冷。
91.实施例3
92.本实施例提供了一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法。
93.本实施例中合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。
94.本实施例合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质。
95.在电炉冶炼工序中：
96.为尽量降低有害元素，要求配料中生铁或铁水的质量不少于20％；出钢温度不低于1580℃，出钢磷含量不超过0.008％。初炼炉出钢严禁下渣，如下渣必须进行倒渣处理。
97.在lf精炼工序中：
98.到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂al粒+sife+c粉，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，白灰加入量为300kg，复合渣加入100kg，取样一后按全铝含量进行调整铝含量，喂铝量按表1执行：
99.表1
100.到lf炉全铝含量(％)＜0.0100.010-0.0140.015-0.0190.020-0.025≥0.025100％计算调铝至(％)0.045-0.0500.04-0.0450.035-0.040.03-0.035不调整
101.根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间为30min，取样分析进行微调合金成分。
102.在vd真空精炼工序中：
103.真空前s含量小于等于0.008％，钢液温度≥1640℃，真空前按保证al规格喂al；至真空位后逐级开启真空泵，真空度达到67pa时保持25min。放散后，调好氩气，软吹氩时间25分钟，以渣面微动，不裸露钢液为准。
104.在浇铸电极坯料工序中：
105.铸锭操作要将流钢砖内和模内的杂物吹净，采用氩气保护浇注，锭身、帽口注速在保证不散流的情况下，吊包温度1555℃，模温30℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间240s，帽口浇注时间150s。过热度控制，首炉控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。
106.连铸使用合格的结晶器铜管，生产前检查铜管内壁及足辊，对中、对弧及水缝情况。连铸采用挡渣墙中包，做好氩气吹扫，全程避免二次氧化。连铸做好中包、钢包、保护渣的烘烤确认情况；采用整体式水口，长水口具备氩封能力，做好全流程保护浇注。在该钢种生产期间，采用合适的首末端电磁搅拌参数；避免液位波动大，液位波动≤
±
3mm。
107.在电极坯料退火工序中：
108.电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
109.在电渣重熔工序中：
110.本实施例使用的结晶器规格为φ640/680，石墨电极规格为φ350，金属电极规格为200mm*200mm，分2组电极冶炼，每组3支，电极坯料重量为6t。
111.本实施例使用的电渣重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao 38kg、mgo 9kg。
112.本实施例电渣重熔过程全程采用流量为0.8m3/h的氩气进行保护。
113.本实施例造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4ka，精炼时间为45min。
114.本实施例电渣重熔是在完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0ka，熔炼电压为48v，然后在30分钟内将工艺电流升至15.0ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0ka，熔炼电压为84v。
115.补缩制度为电流在10min内由10.5ka降至8.5ka，在20min内有8.5ka降至6.5ka，在30min内由6.5ka降至0ka。
116.电渣锭模冷时间为90min，罩冷时间为72min。
117.在电渣锭退火工序中：
118.电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
119.在锻造工序中：
120.电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，合理摆放钢锭或钢坯，避免火焰直射钢锭，造成过热、过烧现象。锻造时采取大压下量操作，压实锻件材内部。
121.本实施例采用锻造二火出成品，采用拔长工艺，第一火锻造比为1.6，第二火锻造比为2.1；终锻温度为900℃。
122.在调质工序中：
123.淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右。
124.回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，出炉后空冷。
125.对比例1
126.本对比例中合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。
127.本对比例合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质。
128.在电炉冶炼工序中：
129.为尽量降低有害元素，要求配料中生铁或铁水的质量不少于20％；出钢温度不低于1580℃，出钢磷含量不超过0.008％。初炼炉出钢严禁下渣，如下渣必须进行倒渣处理。
130.在lf精炼工序中：
131.到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂al粒+sife+c粉，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，白灰加入量为300kg，复合渣加入100kg，取样一后按全铝含量
进行调整铝含量，喂铝量按表1执行：
132.表1
133.到lf炉全铝含量(％)＜0.0100.010-0.0140.015-0.0190.020-0.025≥0.025100％计算调铝至(％)0.045-0.0500.04-0.0450.035-0.040.03-0.035不调整
134.根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间为20min，取样分析进行微调合金成分。
135.在vd真空精炼工序中：
136.真空前s含量小于等于0.008％，钢液温度≥1640℃，真空前按保证al规格喂al；至真空位后逐级开启真空泵，真空度达到67pa时保持15min。放散后，调好氩气，软吹氩时间15分钟，以渣面微动，不裸露钢液为准。
137.在浇铸电极坯料工序中：
138.铸锭操作要将流钢砖内和模内的杂物吹净，采用氩气保护浇注，锭身、帽口注速在保证不散流的情况下，吊包温度1555℃，模温80℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间270s，帽口浇注时间150s。过热度控制，首炉控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。
139.连铸使用合格的结晶器铜管，生产前检查铜管内壁及足辊，对中、对弧及水缝情况。连铸采用挡渣墙中包，做好氩气吹扫，全程避免二次氧化。连铸做好中包、钢包、保护渣的烘烤确认情况；采用整体式水口，长水口具备氩封能力，做好全流程保护浇注。在该钢种生产期间，采用合适的首末端电磁搅拌参数；避免液位波动大，液位波动≤
±
3mm。
140.在电极坯料退火工序中：
141.电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
142.在电渣重熔工序中：
143.本实施例使用的结晶器规格为φ640/680，石墨电极规格为φ350，金属电极规格为200mm*200mm，分2组电极冶炼，每组3支，电极坯料重量为6t。
144.本实施例使用的电渣重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao 38kg、mgo 9kg。
145.本实施例电渣重熔过程全程采用流量为0.8m3/h的氩气进行保护。
146.本实施例造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4.5ka，精炼时间为45min。
147.本实施例电渣重熔是在完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0ka，熔炼电压为48v，然后在30分钟内将工艺电流升至15.0ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0ka，熔炼电压为84v。
148.补缩制度为电流在10min内由10.5ka降至8.5ka，在20min内有8.5ka降至6.5ka，在30min内由6.5ka降至0ka。
149.电渣锭模冷时间为90min，罩冷时间为72min。
150.在电渣锭退火工序中：
151.电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)
h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。
152.在锻造工序中：
153.电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，合理摆放钢锭或钢坯，避免火焰直射钢锭，造成过热、过烧现象。锻造时采取大压下量操作，压实锻件材内部。
154.本实施例采用锻造两火出成品，采用拔长工艺，第一火锻造比为1.5，第二火锻造比为2.1；终锻温度为1000℃。
155.在调质工序中：
156.淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右。
157.回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，出炉后空冷。
158.图2为本对比例调质后试样的晶粒度显微图片，由图中可知，晶粒度验证为4-8级，出现混晶问题。

技术特征：
1.一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述合金结构钢的生产流程为电炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空精炼
→
浇注电极坯料
→
退火
→
电渣重熔
→
电渣锭退火
→
锻造
→
调质，通过联合控制锻造工序的终锻温度、最后一火次锻造比和调质工序淬火、回火温度消除合金结构钢调质后的混晶缺陷，所述终锻温度为800～900℃，所述最后一火次锻造比不小于1.5，所述调质工序淬火温度为900℃，所述回火温度为610℃。2.根据权利要求1所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述合金结构钢的化学成分按重量百分含量包括：c：0.11～0.16％、si：0.17～0.37％、mn：0.60～1.00％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni：2.75～3.50％、cr：0.80～1.50％、mo：0.40～0.60％、v：0.03～0.10％、cu≤0.25％，其余为fe及不可避免杂质。3.根据权利要求1或2所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述lf精炼工序中到精炼位不喂铝，按加入量为2kg/t加入扩散脱氧剂，根据渣况补加白灰及复合渣调整精炼渣，取样一后按全铝含量进行调整铝含量，根据渣况分批加入al粒、碳粉，使渣变白，渣白后取样全分析，根据结果将成分调入控制成分要求，白渣下精炼时间不低于20min。4.根据权利要求3所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述vd真空精炼工序中钢液温度不低于1640℃，真空度达到67pa时保持15min以上；放散后，调好氩气，软吹氩时间15分钟以上，以渣面微动，不裸露钢液为准。5.根据权利要求4所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述浇铸电极坯料工序中采用氩气保护浇注，吊包温度1555℃，模温30～80℃，浇注时液相线温度为1525℃，锭身浇注时间150～270s，帽口浇注时间70～150s；首炉过热度控制不超过50℃，连浇炉次平均过热度在35℃以内，冷却方式为避风堆冷或热送。6.根据权利要求5所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述电极坯料退火工序中电极坯料以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。7.根据权利要求6所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述电渣重熔工序中重熔渣的加入量为190kg，电渣重熔渣的组成为提纯萤石caf257kg、al2o386kg、cao38kg、mgo9kg；造渣工艺方法为：以石墨电极引弧，引弧电压为96v，造渣电流为0～4.0ka，造渣时间为45min，精炼电流为4～4.5ka，精炼时间为45min；完成造渣后，用金属电极替换渣池中的石墨电极开始熔炼，第一组金属电极进入渣池后，在30min内将熔炼电流升至13.0
±
0.5ka，熔炼电压为48v，然后在30分钟内将工艺电流升至15.0
±
0.5ka，熔炼电压为60v，距锭高300mm时将电流降至12.0
±
0.5ka，熔炼电压为84v。8.根据权利要求7所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述电渣锭退火工序中电渣锭以≤100℃/h的速度升温至680
±
10℃，在680
±
10℃保温时间为(10+q/4)h，q表示电渣锭的重量，然后以≤50℃/h的速度降温至400℃以下。9.根据权利要求8所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述锻造工序中电渣锭加热温度控制在1200～1220℃，采用拔长工艺。10.根据权利要求9所述一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，其特征在于，所述调质工序中淬火工艺为600℃保温4h，升温至900℃保温3小时，淬火，水冷150min，水温≤10℃；淬火从拉炉至入水的时间控制在90s左右；回火工艺为300℃保温3h，升温至610℃保温10h，
出炉后空冷。

技术总结
本发明涉及一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，属于合金结构钢制备技术领域。为解决低碳合金结构钢调质后容易出现混晶缺陷的问题，本发明提供了一种消除合金结构钢混晶缺陷的方法，通过联合控制锻造工序的终锻温度、最后一火次锻造比和调质工序淬火、回火温度消除合金结构钢调质后的混晶缺陷，其中终锻温度为800～900℃，最后一火次锻造比不小于1.5，调质工序淬火温度为900℃，回火温度为610℃。本发明有效消除了合金结构钢调质后的混晶缺陷，经调质处理后合金结构钢的晶粒度达到8.5级，无混晶，显著提高了产品合格率，杜绝了质量原因导致的钢材损失，增加了产品质量稳定性，为钢厂带来巨大的经济效益。厂带来巨大的经济效益。厂带来巨大的经济效益。


技术研发人员：马天超 杨乐 张立明 陈列 董贵文 陶立志 刘光辉 马忠存 李庆斌 张辉
受保护的技术使用者：建龙北满特殊钢有限责任公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/11