一种准确控制高氮钢氮含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种能够准确控制高氮钢氮含量的方法，具体包括以下步骤：步骤1、准备物料，将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气的流量为510‑900Nm

A Method for Accurate Control of Nitrogen Content in High Nitrogen Steel

【技术实现步骤摘要】
一种准确控制高氮钢氮含量的方法
本专利技术属于钢铁的冶炼制造领域，具体涉及一种准确控制高氮钢氮含量的方法。
技术介绍
八十年代末开始受到世界普遍重视的氮合金化的高氮合金钢，包括高氮不锈钢和高氮工具钢等材料，尤其高氮不锈钢，由于其节约镍等优良的性能，受到各国的重视，甚至被作为战略性结构材料。目前国内外均匀报道关于如何冶炼高氮钢，较普遍地采用加压冶炼技术，在高压下冶炼高氮钢；还有文献报道在常压下冶炼高氮钢。然而，由于常压下冶炼高氮奥氏体不锈钢的冶炼方法过于复杂，在常压或低压下浇注，氮容易析出，不能准确控制氮的含量，而且当氮含量大于1.0％时，高氮钢容易出现气孔缺陷，不能够稳定生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够准确控制高氮钢氮含量的方法，以解决现有常压下冶炼高氮钢无法准确控制氮含量的技术难题。为实现上述目的，本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种能够准确控制高氮钢氮含量的方法，具体包括以下步骤：步骤1、对还原铁粉、锰粉、微碳铬铁粉、钼铁粉或铁合金物料破碎，按比例配料混合；然后将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理，获得氮化料；渗氮处理时，抽真空度为100～0.02Pa渗氮，送氮气温度为500～1100℃，渗氮温度为900～1200℃，渗氮时炉内压力0.1～0.3Mpa，渗氮保温时间1～12小时，渗氮保温结束后停止加热，经2～10小时，炉内冷却到400～500℃时停止送氮气即可；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气的流量为510-900Nm3/h，搅拌，先加硅钙合金使硅钙脱氧剂进入到钢水里与钢水反应，硅钙脱氧剂加入量一般按钢水量的0.1～0.2％加入；之后再加入萤石进行脱硫，脱硫时进行氮氩切换，并全程吹氩，氩气流量为50～75m3/min，吹氩处理之后将钢水温度调整至1480～1590℃；步骤4、当步骤3的钢水温度控制在1480～1590℃，清理干净流钢槽、炉面后，清除炉渣，在150秒内完成所熔炼钢水的浇注，获得铸件；然后在常压环境下进行电渣重熔，渣料重量百分比的成分为：CaF2：53～76％、CaO：8～26％、Al2O3：6～18％、MgO：2～14％，重熔电压为40～60V、电流3000～14000A。本专利技术的有益效果为：本专利技术是在原有常压冶炼高氮钢的基础上通过向钢水中加入氮锰合金、通入氮气来进一步增加氮的含量，同时通过加入萤石进行脱硫，脱硫时通过氮氩切换，依靠氩气对溶解氮的排斥效应，实现对氮含量的精准控制，保证制备高氮奥氏体不锈钢，为氮含量高的高氮钢的冶炼进一步提供有力依据。该方法操作简单，对于氮含量为1.0％-1.5％范围的高氮奥氏体不锈钢，也能够稳定生产。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例中的技术方案，结合生产操作规程和特征步骤，进行清楚、完整地描述。实施例1以冶炼150kg0Cr21Mn17Mo2.5N1.0高氮奥氏体不锈钢为例，高氮钢的化学成分如下表(％，重量百分数)：按照高氮钢成分要求(如表1)，在考虑了冶金消耗或烧损之后，进行配料计算和采购：含73％Cr-27％Fe的微碳铬铁粒料(尺寸约40～50mm)200kg，99.9％的纯锰粒料(尺寸约40～50mm)100kg；含99.9％Fe还原铁块坯300kg，99.9％的钼铁20kg。步骤1、使用颚式破碎机、对辊机、强力破碎机，对还原铁粉、锰粉、微碳铬铁粉、钼铁粉或铁合金物料分别破碎，经过粗碎、中碎、细碎后，将物料破碎到目标程度为20目；筛分各种物料，获取18～25目的粉料，根据熔炼合金的成分要求，配比、称取粉料后，装入混料机混合均匀；然后将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理，获得氮化料；渗氮处理时，抽真空度为100～0.02Pa渗氮，送氮气温度为500～1100℃，渗氮温度为900～1200℃，渗氮时炉内压力0.1～0.3Mpa，渗氮保温时间1～12小时，渗氮保温结束后停止加热，经2～10小时，炉内冷却到400～500℃时停止送氮气即可；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气的流量为510-900Nm3/h，搅拌，先加硅钙合金使硅钙脱氧剂进入到钢水里与钢水反应，硅钙脱氧剂加入量一般按钢水量的0.1～0.2％加入；之后再加入萤石进行脱硫，脱硫时进行氮氩切换，并全程吹氩，氩气流量为50～75m3/min，吹氩处理之后将钢水温度调整至1480～1590℃；步骤4、当步骤3的钢水温度控制在1480～1590℃，清理干净流钢槽、炉面后，清除炉渣，在150秒内完成所熔炼钢水的浇注，获得铸件；然后在常压环境下进行电渣重熔，渣料重量百分比的成分为：CaF2：53～76％、CaO：8～26％、Al2O3：6～18％、MgO：2～14％，重熔电压为40～60V、电流3000～14000A。材料检测：①铸锭成分检测：②组织检查：基体中含有大量的孪晶，基体组织为单相奥氏体，组织致密，无气孔缺陷。实施例2以冶炼100kg0Cr21Mn23Mo2.5N1.2高氮奥氏体不锈钢为例，高氮钢的化学成分如下表(％，重量百分数)：按照高氮钢成分要求(如表2)，在考虑了冶金消耗或烧损之后，进行配料计算和采购：含73％Cr-27％Fe的微碳铬铁粒料(尺寸约40～50mm)100kg，99.9％的纯锰粒料(尺寸约40～50mm)50kg；含99.9％Fe还原铁块坯150kg，99.9％的钼铁10kg。步骤1、使用颚式破碎机、对辊机、强力破碎机，对还原铁粉、锰粉、微碳铬铁粉、钼铁粉或铁合金物料分别破碎，经过粗碎、中碎、细碎后，将物料破碎到目标程度为20目；筛分各种物料，获取18～25目的粉料，根据熔炼合金的成分要求，配比、称取粉料后，装入混料机混合均匀；然后将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理，获得氮化料；渗氮处理时，抽真空度为100～0.02Pa渗氮，送氮气温度为500～1100℃，渗氮温度为900～1200℃，渗氮时炉内压力0.1～0.3Mpa，渗氮保温时间1～12小时，渗氮保温结束后停止加热，经2～10小时，炉内冷却到400～500℃时停止送氮气即可；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气的流量为510-900Nm3/h，搅拌，先加硅钙合金使硅钙脱氧剂进入到钢水里与钢水反应，硅钙脱氧剂加入量一般按钢水量的0.1～0.2％加入；之后再加入萤石进行脱硫，脱硫时进行氮氩切换，并全程吹氩，氩气流量为50～75m3/min，吹氩处理之后将钢水温度调整至1480～1590℃；步骤4、当步骤3的钢水温度控制在1480～1590℃，清理干净流钢槽、炉面后，清除炉渣，在150秒内完成所熔炼钢水的浇注，获得铸件；然后在常压环境下进行电渣重熔，渣料重量百分比的成分为：CaF2：53～76％、CaO：8～26％、Al2O3：6～18％、MgO：2～14％，重熔电压为40～60V、电流3000～14000A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够准确控制高氮钢氮含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对还原铁粉、锰粉、微碳铬铁粉、钼铁粉或铁合金物料破碎，按比例配料混合；然后将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理，获得氮化料；渗氮处理时，抽真空度为100～0.02Pa渗氮，送氮气温度为500～1100℃，渗氮温度为900～1200℃，渗氮时炉内压力0.1～0.3Mpa，渗氮保温时间1～12小时，渗氮保温结束后停止加热，经2～10小时，炉内冷却到400～500℃时停止送氮气即可；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气的流量为510‑900Nm

【技术特征摘要】
1.一种能够准确控制高氮钢氮含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对还原铁粉、锰粉、微碳铬铁粉、钼铁粉或铁合金物料破碎，按比例配料混合；然后将混合均匀的粉料放入真空渗氮炉进行渗氮处理，获得氮化料；渗氮处理时，抽真空度为100～0.02Pa渗氮，送氮气温度为500～1100℃，渗氮温度为900～1200℃，渗氮时炉内压力0.1～0.3Mpa，渗氮保温时间1～12小时，渗氮保温结束后停止加热，经2～10小时，炉内冷却到400～500℃时停止送氮气即可；步骤2、将氮化料加入到熔炼设备加热至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；步骤3、加除渣剂除渣2～3次，除渣结束后加入氮锰合金，此时通入氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈咨伟，
申请(专利权)人：吉林常春高氮合金研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22