一种电渣重熔制备H13钢的方法与流程

一种电渣重熔制备h13钢的方法
技术领域
1.本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种电渣重熔制备h13钢的方法。


背景技术：

2.模具钢按照用途和服役条件主要分为塑料模具钢、冷作模具钢和热作模具钢，其中热作模具钢主要用于制造对高温状态的金属进行热成形处理的模具，如热锻模具、热挤压模具、压铸模具等。h13钢是运用较为广泛的热作模具钢品种，高品质的h13钢会采用电渣重熔工艺来生产，国内部分厂商在生产h13钢时已采用电渣重熔技术，在利用电渣重熔技术时可将待处理钢件作为自耗电极进行熔炼和浇注，在这过程中会添加稀土以提高钢的洁净度、组织均匀性、等向性和细化晶粒。但是，由于设备和冶炼技术水平的限制，电渣重熔过程极易造成钢液的二次氧化，并且电渣重熔过程中稀土的烧损会降低钢中稀土的收得率，使得钢中的稀土收得率不稳定也不可控，且钢件组织问题较多，难以满足高品质模具钢的使用要求。
3.因此，亟须提供一种电渣重熔制备h13钢的方法，使制备的钢中稀土含量稳定可控，以满足我国对高品质h13钢的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电渣重熔制备h13钢的方法，该方法制备得到的h13钢晶粒细小、组织均匀，且钢中稀土含量稳定可控。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明的技术方案提供了一种电渣重熔制备h13钢的方法，以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢；
7.所述预熔渣包括如下质量百分比的组分：caf240～50％，cao 15～30％，稀土氧化物20～30％，al2o35～15％，mgo 1～3％和naf 3～5％；
8.所述还原剂包括如下质量百分比的组分：si 55～65％，ca24～31％和余量fe；
9.所述还原剂与预熔渣具有如公式i所示的关系；
10.m
还
＝(0.1～15)
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
11.其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
12.优选地，所述自耗电极包括如下质量百分比的组分：c 0.35～0.41％，si 1.00～1.20％，mn 0.20～0.50％，cr 5.00～5.50％，mo 1.3～1.75％，v 0.80～1.00％，o≤0.002％，s≤0.002％，p≤0.02％和余量fe。
13.优选地，所述预熔渣中的稀土氧化物为ceo2和la2o3中的一种或两种。
14.优选地，所述电渣重熔包括依次进行的化渣、自耗电极的重熔和脱锭；
15.所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为400～700mm时，重熔的电流为6
×
103～1
×
104a，重熔的电压为55～73v；所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为700～1000mm时，重熔的电流为1
×
104～1.5
×
104a，重熔的电压为73～91v。
16.优选地，预熔渣在化渣前进行预处理，所述预处理包括依次进行的预熔、冷却、破碎和烘干。
17.优选地，所述预处理的氛围为惰性气体。
18.优选地，所述预熔的温度为1500～1600℃，在所述预熔的温度下保温的时间为8～12min。
19.优选地，所述破碎后的预熔渣粒径为0.01～10mm。
20.优选地，所述烘干后的预熔渣中的结晶水的质量百分比低于0.01％。
21.优选地，所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为400～700mm时，预熔渣的使用量根据公式ii计算；所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为700～1000mm时，预熔渣的使用量根据公式iii计算；
[0022][0023][0024]
其中，公式ii和公式iii中的m
渣
为预熔渣的质量，kg；公式ii和公式iii中的d
结
为结晶器的内径，mm。
[0025]
本发明提供了一种电渣重熔制备h13钢的方法，以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢；所述预熔渣包括如下质量百分比的组分：caf240～50％，cao 15～30％，稀土氧化物20～30％，al2o35～15％，mgo 1～3％和naf 3～5％；所述还原剂包括如下质量百分比的组分：si 55～65％，ca 24～31％和余量fe；所述还原剂与预熔渣具有如公式i所示的关系。本发明通过在电渣重熔过程中，使用含稀土的预熔渣和硅钙铁还原剂对待处理h13钢自耗电极进行处理，高温下的钢渣相互作用效果同样能使得一部分稀土元素进入钢液中，同时，硅钙铁还原剂能将渣中的稀土氧化物还原使得稀土元素进入钢液中，通过调控硅钙铁还原剂的添加量可以有效地调控钢中的稀土含量，从而可以使h13钢获得稳定可控的稀土含量；通过钢渣相互作用以及还原剂添加获得的稀土元素，可以与钢液中的杂质如o和s等形成稀土氧化物和稀土氧硫化物，可促进钢液的异质形核，并呈弥散均匀分布，达到细化凝固组织、抑制偏析的效果；同时，本发明通过控制还原剂与预熔渣的用量关系，即采用上述公式i所示的关系，可以使还原剂与预熔渣协同作用，即利用预熔渣形成的渣池与还原剂的还原作用，共同抑制稀土的烧损，从而可以进一步保证h13钢中的稀土含量更加稳定、可控。
[0026]
实施例的结果表明，采用本发明的工艺制备得到的h13钢的稀土含量与目标稀土含量的差量不超过0.001％，说明成品h13钢稀土含量稳定可控，且h13钢晶粒细小、组织均匀。
附图说明
[0027]
图1为本发明实施例1制备得到的h13钢s1样品金相组织图；
[0028]
图2为本发明实施例1经过常规锻造和退火得到的退火态h13钢样品金相组织图；
[0029]
图3为本发明对比例1经过与实施例1相同的常规锻造和退火得到的锻后退火态h13钢的金相组织图；
[0030]
图4为本发明实施例7制备得到的退火态h13钢t1号样品金相组织图。
具体实施方式
[0031]
本发明的技术方案提供了一种电渣重熔制备h13钢的方法，以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢；
[0032]
所述预熔渣包括如下质量百分比的组分：caf240～50％，cao 15～30％，稀土氧化物20～30％，al2o35～15％，mgo 1～3％和naf 3～5％；
[0033]
所述还原剂包括如下质量百分比的组分：si 55～65％，ca 24～31％和余量fe；
[0034]
所述还原剂与预熔渣具有如公式i所示的关系；
[0035]
m
还
＝(0.1～15)
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0036]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0037]
本发明以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢。
[0038]
在本发明中，所述自耗电极优选包括如下质量百分比的组分：c 0.35～0.41％，si 1.00～1.20％，mn 0.20～0.50％，cr 5.00～5.50％，mo 1.3～1.75％，v 0.80～1.00％，o≤0.002％，s≤0.002％，p≤0.02％和余量fe。本发明通过将待处理h13钢作为自耗电极，并将其各组分含量控制在上述范围内，能够降低重熔过程中剧烈的钢渣反应会造成si等组分的烧损，以及避免o和s含量过高在其与稀土元素具有极强亲和力条件下形成大尺寸夹杂物，从而更有利于获得组织均匀且晶粒细小的h13钢。
[0039]
本发明对所述自耗电极的制备方法没有特殊限定，采用本领域熟知的制备h13钢自耗电极的方法即可。
[0040]
在本发明中，所述预熔渣包括如下质量百分比的组分：caf240～50份，cao 15～30份，稀土氧化物20～30份，al2o35～15份，mgo 1～3份和naf 3～5份，优选为caf243～48份，cao 18～25份，稀土氧化物23～28份，al2o38～12份，mgo 1.5～2.5份和naf 3.5～4.5份。本发明通过调整预熔渣的组分，即以钙铝化合物为主体，并添加稀土氧化物并将其含量控制在上述范围内，在电渣重熔的高温下的钢渣相互作用以及还原剂添加对稀土氧化物的还原作用，最终使得稀土单质的形式进入钢液中，并与钢液中的杂质如o和s等形成稀土氧化物和稀土氧硫化物，可促进钢液的异质形核，并呈弥散均匀分布，达到细化凝固组织、抑制偏析的效果；同时，添加naf并将其含量控制在上述范围内可以降低预熔渣的熔化温度，在时预熔渣在自耗电极熔化前预先熔化，从而保护自耗电极熔化后接触空气而发生氧化；添加mgo并将其含量控制在上述范围内，更有利于预熔渣熔化后在渣池表面形成一层保护膜，有效降低稀土元素的烧损。
[0041]
在本发明中，所述预熔渣中的稀土氧化物优选为ceo2和la2o3中的一种或两种，更优选为ceo2。本发明通过选择ceo2和la2o3中的一种或两种作为预熔渣中的稀土来源，更有利于细化h13钢的晶粒，可大幅降低h13钢的偏析，从而更有利于获得晶粒细小、组织均匀的h13钢。
[0042]
在本发明中，所述还原剂包括如下质量百分比的组分：si 55～65％，ca 24～31％和余量fe；优选为si 58～62％，ca 28～30％和余量fe。本发明通过选用硅钙铁作为电渣重熔h13钢的还原剂，并将其各组分含量控制在上述范围内，可以有效地将渣中的稀土氧化物还原，从而可以使h13钢获得稳定可控的稀土含量。
[0043]
在本发明中，所述还原剂与预熔渣具有如公式i所示的关系；
[0044]
m
还
＝(0.1～15)
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0045]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0046]
本发明通过控制还原剂与预熔渣的用量关系，即采用上述公式i所示的关系，可以控制预熔渣形成的渣池与还原剂的还原反应来控制钢中稀土含量，从而保证h13钢中的稀土含量稳定、可控。
[0047]
在本发明中，所述h13钢的目标稀土含量按质量百分比计优选为0.003～0.04％，更优选为0.01～0.03％。本发明将h13钢的目标含量设定在上述范围内，可以更好地利用还原剂将预熔渣中的稀土氧化物有效还原为稀土单质，从而获得更接近目标稀土含量的h13钢。
[0048]
在本发明中，所述电渣重熔优选包括依次进行的化渣、自耗电极的重熔和脱锭。
[0049]
在本发明中，所述预熔渣在化渣前优选进行预处理，所述预处理优选包括依次进行的预熔、冷却、破碎和烘干。
[0050]
在本发明中，所述预处理的氛围优选为惰性气体。本发明对所述惰性气体的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的惰性气体即可。在本发明中，所述惰性气体优选为氩气。
[0051]
在本发明中，所述预熔的温度优选为1500～1600℃，更优选为1550℃；待渣完全熔化后，在所述预熔的温度下保温的时间优选为8～12min，更优选为10min。在本发明中，所述预熔的温度下保温的时间优选为预熔渣完全熔化后的保温时间。本发明通过控制预熔渣的预熔温度和时间，能够保证预熔渣充分熔化并使其各组分均匀熔合，从而获得各组分均匀分布的预熔渣。
[0052]
本发明对所述预熔渣的冷却方式和破碎操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式和破碎操作将预熔渣冷却至室温并破碎至所需粒径即可。
[0053]
在本发明中，所述破碎后的预熔渣粒径优选为0.01～10mm，更优选为0.1～5mm。本发明通过将预熔渣破碎成细小微粒并控制其粒径在上述范围内，更有利于预熔渣在化渣时均匀熔化，从而形成稳定的渣池，更有利于保护自耗电极熔化时不易发生氧化烧损。
[0054]
在本发明中，所述烘干后的预熔渣中的结晶水的质量百分比优选低于0.01％，更优选低于0.008％。本发明通过控制预熔渣的水分为尽可能低的范围，可以有效避免通过渣池引入水分并使其在高温下分解成氧气和氢气，从而有效避免形成钢液夹杂和氧化。
[0055]
本发明对所述烘干的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的烘干方法使预熔渣达到结晶水控制的范围内即可。在本发明中，所述烘干的温度优选为600～900℃，烘干的时间优选为6～10h。本发明通过控制烘干的温度和时间，能够保证预熔渣在烘干时避免在较高温度下发生烧损，并保证其结晶水含量达到更低的要求。
[0056]
在本发明中，所述电渣重熔优选在惰性气氛下进行；本发明对所述惰性气氛的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的惰性气体即可。在本发明中，所述惰性气体有选为氮气或氩气，更优选为氩气。
[0057]
在本发明中，所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为400～700mm时，预熔渣的使用量优选根据公式ii计算；所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为700～1000mm时，预熔渣的使用量优选根据公式iii计算；
[0058][0059][0060]
其中，公式ii和公式iii中的m
渣
为预熔渣的质量，kg；公式ii和公式iii中的d
结
为结晶器的内径，mm。
[0061]
本发明通过根据不同的自耗电极重熔时使用的熔炼炉结晶器的尺寸，选择不同的预熔渣投加质量，能够有效保证预熔渣熔化后的渣池充分覆盖在钢液表面，有效避免钢液接触空气发生氧化烧损，进一步保证获得具有稀土稳定含量的h13钢。
[0062]
本发明对所述化渣操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的化渣操作使预熔渣均匀熔化即可。
[0063]
在本发明中，进行自耗电极的重熔时，所述自耗电极每熔化10mm，优选根据公式iv向渣池中投入还原剂；
[0064]
m
投
＝(10/h
自耗
)
×
m
还
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式iv；
[0065]
其中，m
投
为自耗电极每熔化10mm投入的还原剂的质量，kg；h
自耗
为自耗电极的总长度，mm；m
还
为还原剂的质量，即还原剂的总预设投入量。
[0066]
本发明通过根据上述公式iv在进行自耗电极的重熔时，自耗电极每熔化10mm投加还原剂，即采用分批投入还原剂的方式，能够保证稀土元素在电渣锭的均匀性，同时也能起到减少金属熔池中的稀土的氧化烧损的效果，进而保证最终制备得到的h13钢中的稀土含量的稳定可控。
[0067]
在本发明中，所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为400～700mm时，重熔的电流优选为6
×
103～1
×
104a，更优选为7
×
103～9
×
103a；重熔的电压优选为55～73v，更优选为60～70v；所述自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为700～1000mm时，重熔的电流优选为1
×
104～1.5
×
104a，更优选为1.2
×
104～1.4
×
104a；重熔的电压优选为73～91v，更优选为80～90v。本发明通过根据不同的自耗电极重熔使用的熔炼炉结晶器的尺寸，选择不同的重熔电流和电压，能够使自耗电极熔化均匀稳定熔化，并有效降低自耗电极熔化时造成的元素烧损。
[0068]
本发明对所述脱锭的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的脱锭方法即可。
[0069]
本发明提供的电渣重熔制备h13钢的方法，制备得到的h13钢晶粒细小、组织均匀，且钢中稀土含量稳定可控，分布均匀；同时，对电渣重熔的设备和环境没有特殊要求，能够利用有限的条件实现制备高品质的h13钢，工艺简单易行，安全可控，更有利于规模化生产h13钢，以满足我国对高品质h13钢的需求。
[0070]
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0071]
实施例1
[0072]
以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢；
[0073]
其中，自耗电极由如下质量百分比的组分组成：c 0.40％，si 1.10％，mn 0.40％，cr 5.25％，mo 1.35％，v 0.9％，o 0.002％，s 0.0019％，p 0.02％和余量fe；h13钢的目标稀土含量为0.022％；
[0074]
预熔渣由如下质量百分比的组分组成：caf240％，稀土氧化物25％(稀土氧化物由质量百分比为20％的ceo2和80％的la2o3组成)，cao 19％，al2o310％，mgo 3％和naf 3％；
[0075]
还原剂由如下质量百分比的组分组成：si 62.0％，ca 27.2％和余量fe。
[0076]
还原剂与预熔渣的用量具有如公式i所示的关系；预熔渣的使用量根据公式ii计算，且计算得到的预熔渣使用量为51.2kg，且计算得到的还原剂用量为0.5kg；
[0077]
m
还
＝9.766
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0078]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0079]
本实施例电渣重熔的过程具体为依次进行的化渣、自耗电极的重熔和脱锭；电渣重熔在氩气保护气氛下进行；
[0080]
其中，预熔渣在化渣前首先进行预处理，且预处理具体为依次进行的预熔、冷却、破碎和烘干；预处理在氩气的保护氛围下进行；预熔渣进行预熔的温度为1550℃，在预熔的温度下保温的时间为10min；预熔完成后冷却至室温再进行破碎，破碎后的预熔渣粒径为5mm；最后在800℃下烘干10h，烘干后的预熔渣中的结晶水的质量百分比低于0.01％。
[0081]
将上述预处理的预熔渣进行化渣，化渣完成后进行自耗电极的重熔，自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为400mm，重熔的电压为55v，电流为6000a；进行自耗电极的重熔时，自耗电极每熔化10mm(自耗电极总长度为1000mm)，根据公式iv向渣池中每次投入还原剂0.005kg；自耗电极进行重熔后脱锭，得到h13钢s1样品。
[0082]
实施例2
[0083]
本实施例要求h13钢的目标稀土la含量为0.018％；将实施例1中的预熔渣组分替换为如下质量百分比的组分：caf240％，la2o320％，cao 20％，al2o315％，mgo 1％和naf 4％；其余技术特征与实施例1相同，得到h13钢s2样品。
[0084]
实施例3
[0085]
本实施例要求h13钢的目标稀土ce含量为0.015％；将实施例1中的预熔渣组分替换为如下质量百分比的组分：caf240％，ceo220％，cao 20％，al2o315％，mgo 1％和naf 4％；其余技术特征与实施例1相同，得到h13钢s3样品。
[0086]
实施例4
[0087]
本实施例要求h13钢的目标稀土含量为0.018％；将实施例1中的预熔渣组分替换为如下质量百分比的组分：caf240％，稀土氧化物20％(稀土氧化物为20％的ceo2和80％la2o3)，cao 20％，al2o315％，mgo 1％和naf 4％；其余技术特征与实施例1相同，得到h13钢s4样品。
[0088]
实施例5
[0089]
本实施例要求h13钢的目标稀土ce含量为0.024％；将实施例1中的预熔渣组分替换为如下质量百分比的组分：caf245％，ceo225％，cao 15％，al2o310％，mgo 2％和naf 3％；其余技术特征与实施例1相同，得到h13钢s5样品。
[0090]
实施例6
[0091]
本实施例要求h13钢的目标稀土ce含量为0.024％；将实施例1中的预熔渣组分替
换为如下质量百分比的组分：caf250％，ceo225％，cao 15％，al2o35％，mgo 2％和naf 3％；其余技术特征与实施例1相同，得到h13钢s6样品。
[0092]
对比例1
[0093]
将实施例1中的预熔渣替换为传统的三七渣，即由质量百分比为caf270％和al2o330％组成的预熔渣，且不添加还原剂，其余技术特征均与实施例1相同，最终制备得到对比h13钢s7样品。
[0094]
将实施例1～6和对比例1得到的h13钢即s1～s7样品按照相同位置取样，然后进行稀土、o、s和p成分含量的检测，并对实施例1的s1样品金相组织观察，成分检测结果如下表1所示，实施例1的s1样品金相组织如图1所示。
[0095]
表1实施例1和对比例1得到的h13钢和对比h13钢样品稀土、o、s和p成分含量检测结果(质量百分数，％)
[0096][0097]
对比实施例1～7和对比例1样品检测结果由表1可以看出，实施例1～7的方法通过采用含有稀土氧化物的预熔渣制备得到的h13钢不仅能够收得较高的稀土含量，而且最终制备得到的h13钢稀土含量接近目标稀土含量，且与目标稀土含量的差量不超过0.001％；同时，最终制备得到的h13钢中的o、s、p含量也有所降低，说明通过采用添加含有稀土氧化物的预熔渣进行电渣重熔的方法能够使制备得到的h13钢洁净度得到明显提升；同时，说明按照本发明提供的电渣重熔方法设计的预熔渣添加量可有效地向h13钢中添加稀土元素，
并良好的达到了脱硫、脱氧和脱磷的效果。
[0098]
由图1可以看出，通过采用实施例1的电渣重熔工艺制备的h13钢枝晶组织细密，枝晶偏析得到了较好的控制。
[0099]
表2实施例1和实施例2中铸态h13钢的枝晶偏析和液析碳化物水平
[0100][0101]
表2中的二次枝晶臂间距可以用来表征铸态钢的偏析程度，液析碳化物是存在于铸态钢中的碳化物。由表2可以看出，本发明通过含稀土氧化物渣电渣重熔制备含稀土的h13钢的工艺，可以有效地将稀土元素溶入h13钢中，从而改善钢的凝固组织，细化液析碳化物。
[0102]
将实施例1和对比例1得到的h13钢和对比h13钢样品采用常规锻造和退火处理(锻造参数：始锻温度1150℃，终锻温度900℃，锻造比为6；退火温度860℃，在退火温度下的保温时间600min)，分别得到退火态h13钢和对比退火态h13钢样品，并进行金相组织观察，其中，金相组织图分别如图2和图3所示。
[0103]
图2为实施例1经过常规锻造和退火得到的锻后退火态h13钢的金相组织图，图3为对比例1经过与实施例1相同的常规锻造和退火得到的锻后退火态h13钢的金相组织图，由图2和图3可以看出，实施例1中锻后退火态h13钢的碳化物分布明显比对比例1中的要均匀。
[0104]
实施例7
[0105]
以待处理h13钢作为自耗电极，使用预熔渣和还原剂对所述自耗电极进行电渣重熔，得到h13钢；
[0106]
其中，自耗电极由如下质量百分比的组分组成：c 0.40％，si 1.10％，mn 0.40％，cr 5.30％，mo 1.30％，v 0.9％，o 0.002％，s 0.0020％，p 0.02％和余量fe；h13钢的目标稀土ce含量为0.012％；
[0107]
预熔渣由如下质量百分比的组分组成：caf240％，ceo225％，cao 15％，al2o315％，mgo 1％和naf 4％；
[0108]
还原剂由如下质量百分比的组分组成：si 62.0％，ca 27.2％和余量fe。
[0109]
还原剂与预熔渣的用量具有如公式i所示的关系；预熔渣的使用量根据公式ii计算，且计算得到的预熔渣使用量为140kg，且计算得到的还原剂用量为0.7kg；
[0110]
m
还
＝5
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0111]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0112]
本实施例电渣重熔的过程具体为依次进行的化渣、自耗电极的重熔和脱锭；电渣重熔在氩气保护气氛下进行；
[0113]
其中，预熔渣在化渣前首先进行预处理，且预处理具体为依次进行的预熔、冷却、破碎和烘干；预处理在氩气的保护氛围下进行；预熔渣进行预熔的温度为1550℃，在预熔的温度下保温的时间为10min；预熔完成后冷却至室温再进行破碎，破碎后的预熔渣粒径为
5mm；最后在800℃下烘干10h，烘干后的预熔渣中的结晶水的质量百分比低于0.01％。
[0114]
将上述预处理的预熔渣进行化渣，化渣完成后进行自耗电极的重熔，自耗电极的重熔使用的熔炼炉结晶器的直径为600mm，重熔的电压为67v，电流为9000a；进行自耗电极的重熔时，自耗电极每熔化10mm(自耗电极总长度为1200mm)，根据公式iv向渣池中每次投入还原剂0.0058kg；自耗电极进行重熔后脱锭，得到h13钢样品t1号。
[0115]
实施例8
[0116]
本实施例中h13钢的目标稀土ce含量为0.020％，将实施例7中的还原剂与预熔渣的用量根据公式i替换为以下所示的关系，且计算得到的还原剂用量为1kg；进行自耗电极的重熔时，自耗电极每熔化10mm(自耗电极总长度为1200mm)，根据公式iv向渣池中每次投入还原剂0.0083kg；其余技术特征与实施例7均相同，得到h13钢样品t2号。
[0117]
m
还
＝7.143
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0118]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0119]
实施例9
[0120]
本实施例中h13钢的目标稀土ce含量为0.040％，将实施例7中的还原剂与预熔渣的用量根据公式i替换为以下所示的关系，且计算得到的还原剂用量为2kg；进行自耗电极的重熔时，自耗电极每熔化10mm(自耗电极总长度为1200mm)，根据公式iv向渣池中每次投入还原剂0.0164kg；其余技术特征与实施例7均相同，得到h13钢样品t3号。
[0121]
m
还
＝14.286
×
10
‑3m
渣
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式i；
[0122]
其中，m
还
为还原剂的质量，kg；m
渣
为预熔渣的质量，kg。
[0123]
对比例2
[0124]
不使用任何还原剂，且其余技术特征与实施例7均相同，得到h13钢样品t4号。
[0125]
将实施例7～9和对比例2得到的h13钢即t1～t4号样品进行稀土元素ce含量检测，并对实施例7的t1号样品进行金相组织观察。其中检测结果如表3所示，金相组织如图4所示。
[0126]
表3实施例7～9和对比例2得到的h13钢即t1～t4号样品检测得到的稀土含量结果
[0127] t1t2t3t4还原剂添加量(kg)0.7120稀土ce含量(％)0.0110.01900.04100.0027
[0128]
由表3可以看出，本发明实施例7～9最终制备得到的h13钢稀土含量接近目标稀土含量，且相比于目标稀土含量仅相差0.001％；同时，在对比例2未添加还原剂的条件下制备的h13钢的稀土含量明显低于实施例1的t1样品稀土含量。可见，本发明提供的电渣重熔制备h13钢的方法可以通过调控添加的还原剂的用量从而可有效调控h13钢中的稀土含量，使h13钢的稀土含量到稳定可控的效果。
[0129]
由图4可以看出，使用本发明所述的电渣重熔技术，其退火态组织依旧较为均匀，且晶粒细小。
[0130]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。