CN106884073B

CN106884073B - 一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法

Info

Publication number: CN106884073B
Application number: CN201611254054.6A
Authority: CN
Inventors: 杜旭景
Original assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Current assignee: Sinosteel Xingtai Machinery and Mill Roll Co Ltd
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-30
Also published as: CN106884073A

Abstract

本发明公开了一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，包括a）粒度筛选：将高氮铬铁合金按照不同粒度范围进行分类筛选；b）烘干：将进行粒度筛选后的高氮铬铁合金烘干；c）合金的加入：分三次将不同粒度范围的高氮铬铁合金按比例依次加入。本发明提供一种高氮铬铁加入方法，以解决传统加入方法收得率低的问题，增加合金的利用率。

Description

一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法

技术领域

本发明涉及一种铁合金的加入方法，具体涉及一种高氮铬铁加入方法。

背景技术

目前，通过往铸钢材质中添加氮元素可以改善钒在钢中的分布形态，在铸钢材质中缺氮的情况下，大部分钒是没有充分发挥其析出强化作用，可以说是浪费了。增加氮元素后，使钢中原来处于固溶状态的钒变成析出状态的钒；使钢的耐磨性以及综合性能得到大幅提高，不同碳含量的钢中，V（C，N）的沉淀强化效果所氮含量的增加呈线性递增。然而，传统的方法是在钢包中的直接加入钢水，氮收得率不高于60%，同时，这也极大地增加高氮铬铁合金的消耗，造成成本的增加。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是如何提供一种高氮铬铁加入方法，以解决传统加入方法收得率低的问题，增加合金的利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，包括以下步骤：

a）粒度筛选：将高氮铬铁合金按照不同粒度范围进行分类筛选；

b）烘干：将进行粒度筛选后的高氮铬铁合金烘干；

ｃ）合金的加入：分三次将不同粒度范围的高氮铬铁合金按比例依次加入。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤a）中进行分类筛选分为三个粒度范围。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的高氮铬铁合金的三个粒度范围分别是≤3mm、4～8mm、9～50mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤b）中合金的烘干温度为180～200℃，烘干时间为6h。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤c）中第一次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为9～50mm，第二次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为4～8mm，第三次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为≤3mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：第一次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前10～15分钟，第二次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前5～8分钟，第三次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前20～40秒。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤c）中按照重量比为3：5：2的比例加入粒度为9～50mm、4～8mm、≤3mm的高氮铬铁合金。

本发明技术方案的进一步改进在于：第一次和第二次将高氮铬铁合金均加入至冶炼炉中，第三次将高氮铬铁合金加入至钢包内。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过对高氮铬铁合金加入方法的优化，使得制备得到的铸钢材质实现了氮元素收得率的提高达到70%以上。

本发明中通过在不同粒度合金中氮元素的释放速率不同，采用了不同粒度的合金分批次加入的方法，延长了高氮铬铁中氮的损耗程。在加入合金的步骤中，粒度≤3mm的合金在包底加入，这样一方面增大了与钢水的接触面积，溶解速度快，另一方面合金溶解过程中吸收热量，可迅速调整钢水温度，并且在浇注前加入合金料，会增加局部过冷并增加形核质点，细化凝固组织。同时，粒度为4～8mm和9～50mm的合金在出钢前分批加入至冶炼炉内，使得各粒度合金都能充分发挥作用。对于4-8mm和9-50mm的合金，由于其粒度较大，溶解过程中需要较长的时间，因此4-8mm和9-50mm粒度的合金按从大到小依次在炉内加入，利用熔炼炉中较高的过热度使得合金能够充分溶解，并且在炉内充分扩散。通过不同粒度的多层次加入的改进，能够保证氮的充分混合和吸收。

在合金工具刚的合金元素中，钒元素对轧辊的耐磨性的影响最为显著。钒不仅有利于MC型碳化钨的形成，而且会明显促进层片状M₂C型碳化物的形成，抵制骨骼状M₆C型碳化物的形成，使钢中原来处于固溶状态的钒变成析出状态的钒，从而提高了轧辊的耐磨性。本发明通过设计分粒度分批加入方法，提高了氮元素的收得率，按该方法收得率不低于70%。

本发明中通过使铸钢材质中提升氮元素的含量以改善钒在钢中的分布形态。高氮铬铁合金加入以后一方面起到变质作用，另外特别是在氮元素加入量≥0.1%以上时可以与材质中的V形成大量V（C）N碳化物，起到强化作用。经过氮元素的加入，使碳化物形态得到了较大的改进，基体中可以分布大量的弥散颗粒碳化物，对基体形成有效的保护。根据磨损机理认为，基体和碳化物在受到磨损时，碳化物将作为主要的耐磨相，同时对基体起到保护作用，增强整体的耐磨性。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明：

a）粒度筛选：将高氮铬铁合金按照≤3mm、4～8mm、9～50mm进行分类筛选；

b）烘干：将进行粒度筛选后的高氮铬铁合金烘干，烘干温度为180～200℃，烘干时间为6h；

ｃ）合金的加入：按照粒度为9～50mm、4～8mm、≤3mm的高氮铬铁合金的重量比为3：5：2的比例，在出钢前10～15分钟，加入粒度范围为9～50mm的高氮铬铁合金至冶炼炉中；出钢前5～8分钟，加入粒度范围为4～8mm的高氮铬铁合金至冶炼炉中；出钢前20～40秒，加入粒度范围为≤3mm的高氮铬铁合金至钢包中。

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1、

冶炼钢水量为4.2t，加高氮铬铁50kg，其中10kg为≤3mm粒度加入包底，15kg为4～8mm在出钢前5分钟加入，25kg为9～50mm在出钢前10分钟加入。处理后N含量由处理前的0.0337%升为0.1157%，其中高氮铬铁氮含量为9.26%，根据检测情况核算N收得率为74.41%。

实施例2、

冶炼钢水量为5.6t，加高氮铬铁60kg，其中12kg为≤3mm粒度加入包底，30kg为4～8mm在出钢前7分钟加入，18kg为9～50mm在出钢前13分钟加入。处理后N含量由处理前的0.0432%升为0.1214%，其中高氮铬铁氮含量为9.58%，根据检测情况核算N收得率为76.19%。

实施例3、

冶炼钢水量为7.8t，加高氮铬铁150kg，其中30kg为≤3mm粒度加入包底，75kg为4～8mm在出钢前7分钟加入，45kg为9～50mm在出钢前13分钟加入。处理后N含量由处理前的0.0250%升为0.1765%，其中高氮铬铁氮含量为9.35%，根据检测情况核算N收得率为84.26%。

实施例4、

冶炼钢水量为10t，加高氮铬铁200kg，其中40kg为≤3mm粒度加入包底，100kg为4～8mm在出钢前8分钟加入，60kg为9～50mm在出钢前15分钟加入。处理后N含量由处理前的0.0430%升为0.2015%，其中高氮铬铁氮含量为9.35%，根据检测情况核算N收得率为84.76%。

Claims

1.一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，包括以下步骤：

a）粒度筛选：将高氮铬铁合金按照不同粒度范围进行分类筛选，分类筛选分为三个粒度范围；

b）烘干：将进行粒度筛选后的高氮铬铁合金烘干；

ｃ）合金的加入：分三次将高氮铬铁合金按照粒度由大到小、按照重量比为3：5：2的比例依次加入；

具体加入过程为：第一次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为9～50mm，第二次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为4～8mm，第三次加入的高氮铬铁合金的粒度范围为≤3mm。

2.根据权利要求1所述的一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，其特征在于：步骤b）中合金的烘干温度为180～200℃，烘干时间为6h。

3.根据权利要求1所述的一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，其特征在于：第一次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前10～15分钟，第二次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前5～8分钟，第三次加入高氮铬铁合金的时间为出钢前20～40秒。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种制备铸钢过程中高氮铬铁合金的加入方法，其特征在于：第一次和第二次将高氮铬铁合金均加入至冶炼炉中，第三次将高氮铬铁合金加入至钢包内。