CN110106432A - 一种高氮钢的制备方法 - Google Patents

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徐志强
孙东
杨传浩
张如金
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YANTAI TAIHAI MANOIR NUCLEAR EQUIPMENT CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高氮钢的制备方法，包括如下步骤：1)装料：在中频炉炉底铺垫一层金属锰，在金属锰之上加入微碳铬铁和氮化铬铁；2)熔化：中频炉升温至不高于1450℃，钢水液面达到炉内高度2/3时加入预熔渣；3)精炼：控制功率不大于1000千瓦，采用沉淀脱氧法在预熔渣下加入硅钙合金，控制温度在1460℃‑1480℃之间；4)终脱氧：出钢前向钢包或模具中加入硅钙合金；5)出钢：加入聚渣剂，出钢前3min内测定钢水温度在1470℃‑1490℃后，出钢。本发明的有益效果是：本发明采用中频炉在常压条件下可生产出氮含量大于0.7％的高氮钢，解决了高压冶炼法制备高氮钢消耗高安全隐患大，常压冶炼制备高氮钢氮含量不超过0.6％的问题。

Description

一种高氮钢的制备方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种高氮钢的制备方法。
背景技术
通常情况下把铁素体基体中含有质量分数0.08％以上的氮或者在奥氏体基体中含有质量分数0.4％以上的氮的钢称为高氮钢(工业要求一般需要大于0.6％)。氮是强烈的奥氏体形成元素，在高氮钢中作为合金元素可以和钢中的其它合金元素(如锰、铬、钒、铌和钛等)交互作用，而赋予该钢种许多优异性能，如提高奥氏体的稳定性，使钢的力学性能大大提高，改善钢的耐腐蚀性等。目前高氮钢在医学临床和火力发电电机护环等方面有着良好的应用，前景十分广阔。
高压冶炼为高品质高氮钢的一种制备方法，高压冶炼的原理是在提高氮的分压的条件下通过向钢水中加入含氮合金达到氮合金化的目的，但是由于在操作和处理大量过饱和氮的钢水时，存在较大的安全隐患。采用常压冶炼安全性较好，但常压冶炼工艺的氮含量一般不大于0.6％，无法满足高品质高氮钢的需求。
发明内容
本发明针对现有高品质高氮钢不易制备的问题，提供一种高氮钢的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高氮钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)装料：在中频炉炉底铺垫一层金属锰，在金属锰之上加入微碳铬铁和氮化铬铁；
2)熔化：中频炉升温至不高于1450℃，钢水液面达到炉内高度2/3时加入预熔渣；
3)精炼：控制功率不大于1000千瓦，采用沉淀脱氧法在预熔渣下加入硅钙合金，控制温度在1460℃-1480℃之间；
4)终脱氧：出钢前向钢包或模具中加入硅钙合金；
5)出钢：加入聚渣剂，出钢前3min内测定钢水温度在1470℃-1490℃后，出钢。
其中，步骤1)中所述金属锰用量为150-200公斤/吨钢水，所述微碳铬铁用量为200-230公斤/吨钢水，所述氮化铬铁用量为80-90公斤/吨钢水；步骤2)中升温操作为：送电功率200千瓦，保持半小时后，按不大于150千瓦/10分钟提升功率，直至温度达标；步骤2)中预熔渣的加入量为2-3公斤/吨钢水；步骤3)中硅钙合金用量为0.5-1公斤/吨钢水；步骤4)中硅钙合金的用量为1.5-2公斤/吨钢水；步骤5)中聚渣剂用量为3-5公斤/吨钢水。
本发明的有益效果是：本发明采用中频炉在常压条件下可生产出氮含量大于0.7％的高氮钢，解决了高压冶炼法制备高氮钢消耗高安全隐患大，常压冶炼制备高氮钢氮含量不超过0.6％的问题。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种高氮钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)原辅材料：工业纯铁(按450-500公斤/吨钢水加入)、微碳铬铁、金属锰、氮化铬铁、预熔渣、硅钙合金、聚渣剂等，原辅材料不需烘烤，要求预熔渣水分≤0.30％；
(2)装料：中频炉炉底不铺垫石灰，先铺垫一层金属锰(按150-200公斤/吨钢水加入)，接着加入微碳铬铁(按200-230公斤/吨钢水加入)、氮化铬铁(按80-90公斤/吨钢水加入)；
(3)熔化期：严格控制熔化期的操作及供电制度，防止钢水局部过热。送电功率200千瓦，保持半小时，按不大于150千瓦/10分钟升功率，温度控制不高于1450℃，钢水液面达到2/3时加入预熔渣，加入量2-3公斤/吨钢水；
(4)精炼期：控制功率不大于1000千瓦。采用沉淀脱氧，预熔渣下加入硅钙合金，用量按0.5-1公斤/吨钢水加入，精炼期温度1460℃-1480℃；
(5)终脱氧：出钢前将1.5-2公斤/吨钢水的硅钙合金加入钢包或模具中；
(6)出钢：采用聚渣剂(按3-5公斤/吨钢水加入)去除钢水表面浮渣；温度满足1480±10℃要求时，出钢；需在出钢前3min中内测定出钢温度。
本实施例制备出的高氮钢含氮量为0.75％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高氮钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)装料：在中频炉炉底铺垫一层金属锰，在金属锰之上加入微碳铬铁和氮化铬铁；
2)熔化：中频炉升温至不高于1450℃，钢水液面达到炉内高度2/3时加入预熔渣；
3)精炼：控制功率不大于1000千瓦，采用沉淀脱氧法在预熔渣下加入硅钙合金，控制温度在1460℃-1480℃之间；
4)终脱氧：出钢前向钢包或模具中加入硅钙合金；
5)出钢：加入聚渣剂，出钢前3min内测定钢水温度在1470℃-1490℃后，出钢。
2.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述金属锰用量为150-200公斤/吨钢水，所述微碳铬铁用量为200-230公斤/吨钢水，所述氮化铬铁用量为80-90公斤/吨钢水。
3.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤2)中升温操作为：送电功率200千瓦，保持半小时后，按不大于150千瓦/10分钟提升功率，直至温度达标。
4.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤2)中预熔渣的加入量为2-3公斤/吨钢水。
5.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤3)中硅钙合金用量为0.5-1公斤/吨钢水。
6.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤4)中硅钙合金的用量为1.5-2公斤/吨钢水。
7.根据权利要求1所述的高氮钢的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述聚渣剂用量为3-5公斤/吨钢水。
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