CN110343809A - 一种冶炼高氮钢用脱氧剂及脱氧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冶炼高氮钢用脱氧剂及脱氧方法，所述脱氧剂包括氧化镁15‑20份、铝20‑30份、碳酸钡10‑15份、氟化钠2‑5份、碳化钙15‑20份；所述脱氧方法为：（1）真空渗氮；（2）在真空感应炉中熔炼钢水；（3）加入脱氧剂进行脱氧并持续冶炼15～25分钟，冶炼温度为1500～1600℃，最后将钢液静置2～4分钟后带电浇入锭模；脱氧剂的加入量为占钢水总质量的0.2%～0.23%。该脱氧剂具有很强的吸氧能力，同时由于加入氟化钠使用过程中不会出现铝上浮或镁溶解在钢液中的问题，可大大提高脱氧效率，保证高氮钢的强度。

Description

一种冶炼高氮钢用脱氧剂及脱氧方法
技术领域
本发明属于钢铁的冶炼制造领域，具体涉及一种冶炼高氮钢用脱氧剂及脱氧方法。
背景技术
由于高氮钢具有优异的机械性能和抗腐蚀性能，与之相关的研究在过去的几十年中不断地发展。氮一直被当作是有害元素，直到20世纪的最后十年，美国的pickering才认为氮是特别重要的元素。氮是空气中大量存在的元素，来源广泛价格低廉，将氮加入钢中能部分取代镍的用量从而节约了资源。然而，迄今为止高氮钢发展证明，大规模生产高氮钢时，氮的使用所节约的原料成本不足以抵消其冶炼过程中带来的附加能耗。高氮钢冶炼过程中的高能耗是限制高氮钢大量生产应用的因素之一，因此，高氮钢的应用领域也局限在对钢材性能要求较高的特殊领域。夹杂物等级是影响高氮钢产品性能的重要因素之一，与高氮钢冶炼过程中的脱氧工艺密切相关。
现在炼钢过程中，一般使用的是纯铝脱氧剂，这是利用纯铝和氧亲合力强、脱氧效率高而得到广泛应用，但是纯铝脱氧也有一些缺陷，就是铝的熔点低、密度小，在钢液中上浮，而且脱氧产生的三氧化二铝可塑性差且熔点高，存在于钢中会引起钢的热蠕变脆性，降低钢的高温强度。还有使用镁做脱氧剂，因为镁的性质活泼，更利于氧的结合，是最理想的脱氧剂，但镁的密度小，并且镁的沸点低、溶解度低，很难溶解到钢液中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冶炼高氮钢用脱氧剂，以解决现有铝或镁作为脱氧剂时容易在钢液中上浮或溶解在钢液中，导致冶炼的高氮钢高温强度降低等技术难题。
为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种冶炼高氮钢用脱氧剂，包括下述重量份的原料：
氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份。
本发明还提供了一种采用上述脱氧剂在冶炼高氮钢时的脱氧方法，所述高氮钢其成分配比为重量百分比：Cr：20%～22%，N：0.6%～1%，Mn：16%～18%、Mo：2~3，余量为Fe，具体包括以下步骤；
（1）真空渗氮：将纯铁、微碳铬铁粉、钼铁粉和锰粉经过粗碎、中碎、细碎后，将物料破碎到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；
（2）在真空感应炉中熔炼钢水：将氮化料加入到加入中频真空感应炉中至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；
（1）脱氧、浇注：然后加入脱氧剂进行脱氧并持续冶炼15～25分钟，冶炼温度为1500～1600℃，最后将钢液静置2～4分钟后带电浇入锭模；其中，所述脱氧剂包括下述重量份的原料：氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份；脱氧剂的加入量为占钢水总质量的0.2%～0.23%。
本发明的有益效果为：本发明提供的脱氧剂具有很强的吸氧能力，同时由于加入氟化钠使用过程中不会出现铝上浮或镁溶解在钢液中的问题，可大大提高脱氧效率，保证高氮钢的强度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明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
一种冶炼高氮钢用脱氧剂，包括下述重量份的原料：
氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份。
实施例2
本发明还提供了一种采用上述脱氧剂在冶炼高氮钢时的脱氧方法，所述高氮钢其成分配比为重量百分比：Cr：20%～22%，N：0.6%～1%，Mn：16%～18%、Mo：2~3，余量为Fe，具体包括以下步骤；
（1）真空渗氮：将纯铁、微碳铬铁粉、钼铁粉和锰粉经过粗碎、中碎、细碎后，将物料破碎到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；
（2）在真空感应炉中熔炼钢水：将氮化料加入到加入中频真空感应炉中至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；
（3）脱氧、浇注：然后加入脱氧剂进行脱氧并持续冶炼15～25分钟，冶炼温度为1500～1600℃，最后将钢液静置2～4分钟后带电浇入锭模；其中，所述脱氧剂包括下述重量份的原料：氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份；脱氧剂的加入量为占钢水总质量的0.2%～0.23%。

Claims (2)

1.一种冶炼高氮钢用脱氧剂，其特征在于：包括下述重量份的原料：
氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份。
2.采用权利要求1所述的脱氧剂冶炼高氮钢时的脱氧方法，其特征在于：所述高氮钢其成分配比为重量百分比：Cr：20%～22%，N：0.6%～1%，Mn：16%～18%、Mo：2~3，余量为Fe，具体包括以下步骤；
真空渗氮：将纯铁、微碳铬铁粉、钼铁粉和锰粉经过粗碎、中碎、细碎后，将物料破碎到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；
在真空感应炉中熔炼钢水：将氮化料加入到加入中频真空感应炉中至完全熔融，温度控制在1450～1550℃范围；
（3）脱氧、浇注：然后加入脱氧剂进行脱氧并持续冶炼15～25分钟，冶炼温度为1500～1600℃，最后将钢液静置2～4分钟后带电浇入锭模；其中，所述脱氧剂包括下述重量份的原料：氧化镁15-20份、铝20-30份、碳酸钡10-15份、氟化钠2-5份、碳化钙15-20份；脱氧剂的加入量为占钢水总质量的0.2%～0.23%。
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