CN1253594C - 一种氮化铬铁的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于黑色金属的热处理技术领域，特别是涉及一种氮化铬铁的生产工艺。其特征是采用了原料准备、原料进炉、加温抽真空充氮加压、充氮保压加温和氮铬铁完全液化出炉工艺步骤，该工艺具有冶炼时间短、节约能源、产量高和氮化铬铁产品含氮稳定的特点，为氮化铬铁的生产提供了一种较理想的方法。
Description
技术领域
本发明属于黑色金属的热处理技术领域，特别是涉及一种氮化铬铁的生产工艺。
背景技术
氮化铬铁是铁合金系列产品的一个分支，主要作为生产特种钢的添加物使用。目前氮化铬铁的生产方法主要有两种方法，它是将铬铁产品在一定条件下，通入氮气与铬铁进行化合反应而获得氮化铬铁，具体有液体渗氮方法和固体渗氮方法这两种形式。采用液体渗氮方法生产氮化铬铁是在高温条件下进行的，用该方法生产的氮化铬铁的含量很低；含氮量补足2.0％，远远低于国家标准GB5685-85规定的氮化铬铁中A类产品N成分不小于3.0％的要求，因此采用液体渗氮方法身产的没有氮化铬铁商用价值；而用固体渗氮方法生产氮化铬铁又有两种技术方案，一种方案是将高碳铬铁破碎成粉末状，放入回转窑氧化焙烧，加入黏合剂后压制成铁，送入真空微氮胳铁电炉进行真空加热脱碳；当温度在1300-1400℃时，结束脱碳反应，停止加温，让其自然冷却，在冷却过程中通入氮气渗氮，实施渗氮工艺步骤：从开始真空脱氮至渗氮步骤结束须要80多个小时，耗电达3900-4000w·h/吨；另一种方案是先将微氮铬铁破碎为小颗粒，放入真空电炉加热，在温度达到900℃左右时送入氮气并继续加温到1400-1500℃，当铬铁表面出现熔融状时，停电冷却至400℃以下出炉，该方案全过程至少需8-10小时；采用固体渗氮方法获得的氮化铬铁，其表面物理状态差，并有部分游离氮吸附在产品中，使化验测定的含量不正确，在进入特种钢高温冶炼中易产生烧损。该产品在国家标准中属B类产品，要求其N成分不小于5.0％。为了保证生产特种钢的使用要求，也有将固体渗氮获得的氮化铬铁进行重熔的，但大大增加了能源消耗和生产成本。由于上述方法生产不够完善、生产成本高、周期长，效率低，因此，采用一种新的生产工艺生产氮化铬铁是冶金生产企业关注的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用中频炉生产氮化铬铁的工艺，在中频加温的基础上，采用加压充氮的步骤，较好地解决了以往生产氮化铬铁工艺方法的不足。
本发明的目的的这样实现的：其特征是采用了以下工艺步骤：
a、原料准备：将块状微碳铬铁破碎成小颗粒；
b、原料进炉：将小颗粒的微碳铬铁放在能够抽真空、充氮加压的中频炉内；
c、加温抽真空充氮加压：将炉内温度升至600-900℃时，抽真空，在炉内真空度大于6×10-2Pa时，向炉内充入氮气，并加压至0.5MPa以上；
d、充氮保压加温：继续向炉内充氮保压升温，将炉内温度提高到1600℃；
e、氮铬铁完全液化出炉：铬铁完全液化成液体时，解除压力，出炉浇铸；即可得到含氮量为：3.0％以上的氮化铬铁。
本发明采用在密封的中频炉内对微氮铬铁进行加温、抽真空、加压、充氮、保温等工艺步骤，使微氮铬铁在固态状态即开始渗氮，在微氮铬铁升温熔化成液体时继续渗氮，最终得到液体渗氮效果的氮化铬铁，即氮化铬铁国家标准中A类产品。本发明所生产的氮化铬铁的含氮量高，缩短了冶炼时间，同样的0.5吨炉，产量可提高一倍以上，还可节省电力资源，是一种较为理想的氮化铬铁生产方法。
附图说明
图1为本发明所使用的中频炉结构示意图
图1所示的中频炉为一个密封耐压容器，其包括炉壳、中频线圈、磁轭、保温层、炉衬和真空及充氮口构成，它能够抽真空和加压，中频线圈位于磁轭内，磁轭对中频产生的磁场进行屏蔽和导磁，在炉体上还设有安全阀和防爆装置，以确保生产安全。
标号说明：1-炉壳、2-磁轭、3-保温层、4-真空压力表、5-测温口、6-真空及充氮口、7-窥视装置、8-炉衬、9-中频线圈、10-炉体倾动轴、11-电源进出密封装置、12-导电杆、13-防爆口
结合实施例对本发明进一步说明如下：
具体实施方式
本发明所述氮化铬铁的生产工艺步骤是：
原料准备：将块状微碳铬铁破碎成小颗粒；
原料进炉：将小颗粒的微碳铬铁放在能够抽真空、充氮加压的中频炉内；
加温抽真空充氮加压：将装有炉料的中频炉密封后送电加压，炉内温度升至600℃时，抽真空，在炉内真空度大于6×10-2Pa时，向炉内充入氮气，并加压至0.5MPa以上；
充氮保压加温：继续向炉内充氮保压升温，将炉内温度缓慢地提高到1600℃；
氮铬铁完全液化出炉：当温度升高到1600℃铬铁完全液化成液体时，解除压力，打开炉盖，出炉浇铸在铬铁锭模上，即可得到含氮量为：3.0％以上的氮化铬铁。
本发明所提供的生产工艺也适合氮化锰铁的生产，因此采用本发明生产氮化锰铁也属本发明保护的。
Claims (2)
1一种氮化铬铁的生产工艺，其特征是采用了以下工艺步骤：
a、原料准备：将块状微碳铬铁破碎成小颗粒；
b、原料进炉：将小颗粒的微碳铬铁放在能够抽真空、充氮加压的中频炉内；
c、加温抽真空充氮加压：将炉内温度升至600-900℃时，抽真空，在炉内真空度大于6×10-2Pa时，向炉内充入氮气，并加压至0.5Mpa以上；
d、充氮保压加温：继续向炉内充氮保压升温，将炉内温度提高到1600℃：
e、氮铬铁完全液化出炉：铬铁完全液化成液体时，解除压力，出炉浇铸；即可得到含氮量为：3.0％以上的氮化铬铁。
2、根据权利要求1所述的一种氮化铬铁的生产工艺，其特征在于所述的中频炉为一个密封耐压容器，其包括炉壳、中频线圈、磁轭、保温层、炉衬和真空及充氮口构成。
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