專利名稱：生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種重熔用自耗電極，具體地說涉及一種電弧渣重 熔生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法。
背景技術：
不銹鋼原料資源的緊張與新品種開發(fā)的滯后，制約著中國不銹 鋼行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國是個缺鉻少鎳的國家，不銹鋼原料資源 十分緊缺，成為大量發(fā)展傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼的瓶頸。企業(yè)必須加緊 開發(fā)并生產(chǎn)少鎳、無鎳的不銹鋼新品種。高氮鋼具有高強度、良好 的韌性、抗均勻腐蝕、抗局部腐蝕(如點蝕，縫隙腐蝕等)性能，優(yōu) 異的性能勿庸置疑。冶煉過程中氮的加入是難點所在。氮是唯一的 氣體合金元素，也是最廉價的合金元素，以氮代鎳，是含氮鋼生產(chǎn) 中重點研究開發(fā)的一項新技術。由于沒有加壓冶金設備，國內高氮 鋼的研究和開發(fā)受到了很大的限制。
電渣重熔法是目前生產(chǎn)高氮鋼的主要方法之一，國內也有應用 的相關報道。在此基礎上，國外發(fā)展的電弧渣重熔技術國內未見相 關應用報道。特別是通過中空自耗電極輸?shù)椒ㄎЧ?，?可以在常壓下進行也可以在加壓下進行，各國的相關設備和工藝技 術保密很少有報道，需要自己開發(fā)。其重熔用中空自耗電極也是工 藝過程的一重要環(huán)節(jié)，未見其制作方法的報道。
現(xiàn)有的重熔用自耗電極為實體結構，其生產(chǎn)方法一般是直接使 用合金化的鋼水澆鑄或合金化的鋼坯軋制而成。經(jīng)檢索國內尚未有 制作中空自耗電極的報道，而且用現(xiàn)有的重熔用自耗電極的生產(chǎn)方 法來生產(chǎn)中空自耗電極很難實現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對國內現(xiàn)有技術沒有中空自耗電極的缺陷， 提供一種工藝方法簡單、操作性強的生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的 制作方法。實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術方案包括半圓形鋼坯，本方案 采用組合式的方法制作中空自耗電極，其步驟是
a. 所述的半圓形鋼坯的平面?zhèn)戎行牟课粠в行“雸A形凹槽；
b. 在半圓形鋼坯的凹槽內放置用于重熔時通入氮氣的普通鋼管， 該普通鋼管的一端與半圓形鋼坯齊平，另一端伸出半圓形鋼坯，并 與半圓形鋼坯固定連接；
C.在半圓形鋼坯上面再放置第二塊與其規(guī)格相同的半圓形鋼坯， 第二塊半圓形鋼坯的小半圓形凹槽與凸出的普通鋼管對應，兩只相 同規(guī)格的鋼坯相對固定連接在一起，組合成成品中空自耗電極。
釆用上述技術方案，本發(fā)明顯著的優(yōu)點在于組合式中空自耗 電極制作工藝簡單，可批量生產(chǎn)，它是使用中空自耗電極進行電弧 渣重熔生產(chǎn)高氮鋼的重要一環(huán)，從而可促進國內電弧渣重熔高氮鋼 的開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展。


圖1是本發(fā)明組合中空自耗電極用的半圓形鋼坯。
圖2是放置有鋼管的半圓形鋼坯。
圖3是本發(fā)明的整體結構示意圖。
圖4是本發(fā)明在電弧渣重熔過程中的應用示意圖。
圖中，半圓形鋼坯l，小品半圓形凹槽2，普通鋼管3，鋼管焊
縫4，第二塊半圓形鋼坯5，鋼坯焊縫6，電源7，氮氣進口 8，夾
持電極9，中空自耗電極IO，水冷結晶器ll，冷卻水出口12，中熔
渣13，金屬熔池14，鋼錠15，冷卻水進口 16。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述
本實施例是一種生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法，其步 驟是
見圖1，用合金化的鋼水澆鑄或合金化的鋼坯軋制成半圓形鋼 坯l (合金含量應考慮后步重熔鋼管所需補充合金量)，在半圓形鋼 坯1的平面?zhèn)戎行奈恢瞄_有小半圓形凹槽2。
見圖2，在半圓形鋼坯1的小半圓形凹槽2內放置普通鋼管3 (鋼管直徑由氮氣需要量決定)，普通鋼管3的一端與半圓形鋼坯1
4齊平，另一端伸出半圓形鋼坯1外，普通鋼管3與半圓形鋼坯1的 小半圓形凹槽2的接觸部位用點焊焊接，并留有兩條斷續(xù)的鋼管焊縫4。
見圖3，在半圓形鋼坯1的上面再放置一塊與其規(guī)格完全相同 的第二塊半圓形鋼坯5，第二塊半圓形鋼坯5的平面?zhèn)戎行奈恢玫?小半圓形凹槽與凸出在半圓形鋼坯1外的普通鋼管對應插入，兩只 規(guī)格完全相同的半圓形鋼坯l、 5相對對齊再電焊焊接在一起，這樣 就組合成一支成品中空自耗電極7，成品中空自耗電極7的兩側留 有兩條斷續(xù)的鋼坯焊縫6。中空自耗電極7的尺寸由工藝設備和需 熔鑄件的大小確定。這種組合式中空自耗電極7制作工藝簡單，可 批量生產(chǎn)，它是使用中空自耗電極7進行電弧渣重熔生產(chǎn)高氮鋼的 重要環(huán)節(jié)，從而可促進國內電弧渣重熔高氮鋼的開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展。
見圖4，電渣重熔法是目前生產(chǎn)高氮鋼的主要方法之一，并在 此基礎上發(fā)展了如圖4所示的電弧渣重熔技術。該技術用中空自耗 電極7生產(chǎn)高氮鋼，其工藝過程是在充滿氮氣密閉的重熔室內進行， 接通電源10后，將一定流量和壓力的氮氣由氮氣進口 8經(jīng)夾持電極 9輸入到帶電的中空自耗電極7，并送至中空自耗電極7下端中央的 電弧區(qū)，電弧能在中空自耗電極7和金屬熔池14間穩(wěn)定燃燒，部分 氮氣在電弧區(qū)電離，形成氮等離子電弧，大大提高了氮融入鋼液的 熱力學和動力學條件。這樣高溫電弧熔化中空自耗電極7的鋼液滴 充分吸收氮，并滴落到通有冷卻水結晶器11內的金屬熔池14中， 在重熔渣13的作用下金屬熔池14的鋼液繼續(xù)吸收氮。冷卻水由位 于水冷結晶器11下部的冷卻水進口 16進入，在水冷結晶器11內循 環(huán)，由位于水冷結晶器11上部的冷卻水出口 12排出。由于水冷結 晶器ll壁的冷 卻作用，已氮合金化的鋼液迅速凝固，最大限度的減 少氮的逸出。這樣中空自耗電極7逐漸融化，水冷結晶器ll內金屬 熔池14逐漸向上凝固，就熔鑄成高氮鋼錠15。使用電弧渣重熔技 術生產(chǎn)高氮鋼，既可以在常壓下進行，也可以在加壓下進行。
以上公開的僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此， 任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本發(fā)明的保護范圍 之內。
權利要求
1、一種生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法，包括半圓形鋼坯，其特征在于，采用組合式方法制作中空自耗電極，其步驟是a.所述的半圓形鋼坯的平面?zhèn)戎行牟课粠в行“雸A形凹槽；b.在半圓形鋼坯的凹槽內放置用于重熔時通入氮氣的普通鋼管，該普通鋼管的一端與半圓形鋼坯齊平，另一端伸出半圓形鋼坯，并與半圓形鋼坯固定連接；c.在半圓形鋼坯上面再放置第二塊與其規(guī)格相同的半圓形鋼坯，第二塊半圓形鋼坯的小半圓形凹槽與凸出的普通鋼管對應，兩只相同規(guī)格的鋼坯相對固定連接在一起，組合成成品中空自耗電極。
2、 根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法，其特征在于，所述的半圓形鋼坯是用合金化的鋼水澆鑄或合金 化的鋼坯直接軋制成的半圓形鋼坯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重熔用自耗電極，具體地說涉及一種生產(chǎn)高氮鋼用中空自耗電極的制作方法。其步驟是用合金化的鋼水澆鑄或合金化的鋼坯直接軋制成半圓形鋼坯，該半圓形鋼坯的平面?zhèn)戎行膸в行“雸A形凹槽；在鋼坯的凹槽內放置普通鋼管，該普通鋼管的一端與半圓形鋼坯齊平，另一端伸出半圓形鋼坯，并與半圓形鋼坯焊接固定；在半圓形鋼坯上面再放置第二塊與其規(guī)格相同的半圓形鋼坯，第二塊半圓形鋼坯的小半圓形凹槽與凸出的鋼管對應，兩個對齊的鋼坯焊接在一起，組合成成品中空自耗電極。組合式中空自耗電極制作工藝簡單，可批量生產(chǎn)，它是使用中空自耗電極進行電弧渣重熔生產(chǎn)高氮鋼的重要環(huán)節(jié)，從而可促進國內電弧渣重熔高氮鋼的開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展。
文檔編號C22B9/16GK101586195SQ20091014875
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權日2009年7月3日
發(fā)明者劉新生, 果晶晶, 王書桓 申請人:河北理工大學