本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法。
背景技术：
随着现代工程技术的进步，对钢的综合性能要求日趋严格。不同形态的非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏钢基体的连续性和完整性，使金属材料的塑性、韧性、强度、疲劳极限和耐蚀性等性能降低，严重影响钢的综合性能。对于钻头等合金工具钢，考虑到其疲劳性能、强度等性能指标，大颗粒球形ds类非金属夹杂要求控制在0～1.0级(评级标准：gbt10561-2005)，同时要求钢材超低氧含量。
控制ds类夹杂物已成为高疲劳寿命钢材的重点研究方向。常用的ds类夹杂控制措施包括降低精炼渣碱度、提高耐材质量减少外来夹杂、控制钢液中钙含量等。专利cn105002324b公开了一种控制重轨钢点状夹杂物的方法，专利cn1247799c公开了一种重轨钢ds类夹杂物的控制方法，该两件发明通过simn合金脱氧，lf精炼工位采用低碱度渣系，钢包底吹合适的搅拌强度等方法控制ds类夹杂尺寸。但是对于铝镇静钢种，很难采用低碱度渣系控制夹杂物成分，并且低碱度渣系脱氧能力有限，难以满足钢材超低氧的需要。专利cn102268512b公开了一种夹杂物的控制方法，主要通过高碱度渣系和两步钙处理控制夹杂物，该方法使用于含硫含铝钢，主要控制a类夹杂的形态，且使用钙处理工艺，很难避免产生ds类夹杂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法，通过铁水预处理脱硫、精炼渣系的选择、lf精炼全程底吹强度控制、rh真空处理、软搅拌和连铸工艺的控制，在满足超低氧钢需求的前提下，控制ds类夹杂物级别≤1.0级。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法，工艺流程包括：铁水预处理脱硫→转炉顶底复合吹炼→lf精炼→rh真空处理→软搅拌→连铸，其中：
(1)铁水预处理脱硫：脱硫终点硫含量≤0.002％，脱硫结束扒渣率≥90％；
(2)lf精炼：转炉出钢中后期加入3～5kg/t合成渣、3.5～6kg/t石灰、1～1.5kg/t铝合金；lf精炼到站通电升温和合金化，并分批次加入0～1kg/t的电石扩散脱氧；通电造渣和合金化过程底吹流量在1～5nl/min·t；
(3)rh真空处理：钢液循环流量≥90t/min，保持时间≥30min；
(4)软搅拌：底吹流量在0.2～0.5nl/min·t，时间≥20min；
(5)连铸：过热度为20～40℃。
进一步，所述的合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法中，转炉顶底复合吹炼，转炉终点碳含量在0.06～0.1％，磷含量≤0.012％，温度≥1620℃；
进一步，所述的合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法中，lf精炼时，精炼终渣成分包括：al2o330～40wt％，cao50～60wt％，mgo4～6wt％，sio26～8wt％，(t.fe+mno)≤1wt％及其他不可避免的杂质。
更进一步，所述的合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法中连铸时，整体式浸入式水口，长水口氩气保护浇注，全浇次恒拉速。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
本发明脱硫功能前置到转炉之前，在满足高效低成本脱硫的同时可以有效减轻lf精炼工序负担，避免脱硫产物污染钢液；控制lf精炼钢液动能，尤其是渣金反应层的动能，控制渣金反应及渣金界面流场，减少钢液中夹杂物出现的概率；lf精炼过程小批量多批次炉渣脱氧，降低钢液氧含量；rh真空处理控制钢液的循环次数和循环强度，去除夹杂；软搅拌过程有效的去除夹杂物；连铸过程保持一定的过热度，提供合适的夹杂物上浮空间。综合以上，在不更改设备的情况下，该发明简单可行地控制ds类夹杂的级别≤1.0级，同时满足钢材的超低氧要求，全氧含量≤15ppm。
具体实施方式
本发明中合金工具钢中ds类夹杂物的控制方法，工艺流程包括：铁水预处理脱硫、转炉顶底复合吹炼、lf精炼、rh真空处理、软搅拌、连铸。下面结合具体实施例和对比例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例采用上述控制方法冶炼15crnimn，钢包容积为100t，具体实施方案如下：
铁水预处理脱硫：使用9kg/tcao基脱硫剂进行搅拌脱硫，终点硫为0.0018％，扒渣率≥90％；
转炉顶底复合吹炼：以脱硫铁水和废钢为原料，在转炉通过石灰、球团等造脱磷渣，碱度为3.8，顶吹氧气脱碳，转炉底吹强度为0.062m3/t·min，转炉终点温度为1632℃，终点磷含量为0.011％，终点碳含量0.08％；
lf精炼：转炉出钢中后期加入4kg/t合成渣、5kg/t石灰、1.2kg/t铝饼。lf精炼到站通电升温和合金化，并少批量多批次加入1kg/t的电石扩散脱氧，调白渣。精炼中后期炉渣成分为al2o332.1wt％，cao52.2wt％，mgo4.8wt％，sio27.5wt％，(t.fe+mno)为0.79wt％及其他不可避免的杂质，白渣时间为23min，通电造渣和合金化过程底吹流量在1～5nl/min·t；
rh真空处理工艺：钢液循环流量为98t/min，保持时间33min；
软搅拌工艺：底吹流量在0.4nl/min·t，时间28min；
连铸：整体式浸入式水口，长水口氩气保护浇注，过热度32℃，全浇次恒拉速。
按照gbt10561-2005对产品进行非金属夹杂物评级，ds类夹杂在0～0.5级，满足产品要求。
实施例2
本实施例采用上述控制方法冶炼15ni4mo，钢包容积为100t，具体实施方案如下：
铁水预处理脱硫：使用9.5kg/tcao基脱硫剂进行搅拌脱硫，终点硫为0.0015％，扒渣率≥90％；
转炉顶底复合吹炼：以脱硫铁水和废钢为原料，在转炉通过石灰、球团等造脱磷渣，碱度为4.2，顶吹氧气脱碳，转炉底吹强度为0.11m3/t·min，转炉终点温度为1645℃，终点磷含量为0.009％，终点碳含量0.07％；
lf精炼：转炉出钢中后期加入4kg/t合成渣、5.5kg/t石灰、1.5kg/t铝饼。lf精炼到站通电升温和合金化，并少批量多批次加入1kg/t的电石扩散脱氧。精炼中后期炉渣成分为al2o334.1wt％，cao52.2wt％，mgo4.8wt％，sio27.5wt％，(t.fe+mno)为0.79wt％及其他不可避免的杂质，白渣时间为20min，通电造渣和合金化过程底吹流量在1～5nl/min·t；
rh真空处理工艺：钢液循环流量100t/min，保持时间30min；
软搅拌工艺：底吹流量在0.5nl/min·t，时间25min；
连铸：整体式浸入式水口，长水口氩气保护浇注，过热度26℃，全浇次恒拉速。
按照gbt10561-2005对产品进行非金属夹杂物评级，ds类夹杂在0～1.0级，满足产品要求。
对比实施例1
本对比例采用以下控制方法冶炼15crnimn，钢包容积为100t，具体实施方案如下：
转炉顶底复合吹炼：以高炉和废钢为原料，在转炉通过石灰、球团等造脱磷渣，碱度为3.8，顶吹氧气脱碳，转炉底吹强度为0.062m3/t·min，转炉终点温度为1619℃，终点磷含量为0.01％，终点碳含量0.08％；
lf精炼：转炉出钢中后期加入5kg/t造渣渣、6.5kg/t石灰、0.8kg/t铝饼。lf精炼到站通电升温和合金化，并一次加入1.2kg/t的电石扩散脱氧，调白渣。钢包大底吹流量，强制脱硫。精炼中后期炉渣成分为al2o323.8wt％，cao62.8wt％，mgo4.8wt％，sio27.5wt％，(t.fe+mno)为0.9wt％及其他不可避免的杂质，白渣时间为23min，通电造渣和合金化过程底吹流量在3～8nl/min·t；
rh真空处理工艺：钢液循环流量为85t/min，保持时间28min；
软搅拌工艺：底吹流量在1nl/min·t，时间18min；
连铸：整体式浸入式水口，过热度25℃，全浇次恒拉速。
按照gbt10561-2005对产品进行非金属夹杂物评级，ds类夹杂在0～1.0级的比例仅占18％，出现1.5级以上大尺寸的ds类夹杂，不能满足该类产品的夹杂要求。
对比实施例2
本对比例采用以下控制方法冶炼15ni4mo，钢包容积为100t，具体实施方案如下：
转炉顶底复合吹炼：以高炉铁水和废钢为原料，在转炉通过石灰、球团等造脱磷渣，碱度为4.2，顶吹氧气脱碳，转炉底吹强度为0.11m3/t·min，转炉终点温度为1635℃，终点磷含量为0.013％，终点碳含量0.06％；
lf精炼：转炉出钢中后期加入4kg/t合成渣、5.5kg/t石灰、1.5kg/t铝饼。lf精炼到站通电升温和合金化，并一批次加入1kg/t的电石扩散脱氧。钢包大底吹流量，强制脱硫。精炼中后期炉渣成分为al2o321.8wt％，cao60.9wt％，mgo5.5wt％，sio28.9wt％，(t.fe+mno)为0.6wt％及其他不可避免的杂质，白渣时间为20min，通电造渣和合金化过程底吹流量在5～8nl/min·t；
rh真空处理工艺：钢液循环流量为93t/min，保持时间22min；
软搅拌工艺：底吹流量在1.2nl/min·t，时间20min；
连铸：整体式浸入式水口，长水口氩气保护浇注，过热度42℃，全浇次多次调整拉速。
按照gbt10561-2005对产品进行非金属夹杂物评级，ds类夹杂在0～1.0级的比例占42％，发现2.0级别及以上的ds类夹杂，不能满足该类产品的标准要求。
对比实施例1、2和对比实施例1、2，在不更改设备的情况下，该发明简单可行地控制ds类夹杂的级别≤1.0级，同时满足钢材的超低氧要求，全氧含量≤15ppm。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。