專(zhuān)利名稱(chēng)：一種常壓下冶煉高氮鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法。
背景技術(shù)：
高氮鋼生產(chǎn)起源于20世紀(jì)50年代，目的是節(jié)約資源，以氮代鎳，并且強(qiáng)化合金，提高合金強(qiáng)度和耐蝕性，近年來(lái)高氮鋼被認(rèn)為是最有研究和開(kāi)發(fā)價(jià)值的新材料之一。隨著高氮鋼生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)和完善，高氮鋼的品種和數(shù)量不斷增加。目前研制、生產(chǎn)高氮鋼的品種主要有聞氣奧氏體不鎊鋼、聞氣鐵素體不鎊鋼、聞氣雙相不鎊鋼、聞氣|旲具鋼、聞氣聞速鋼等。其中，高氮奧氏體不銹鋼用的最多，應(yīng)用也最廣。但含氮合金的冶煉難度大，成為含氮合金應(yīng)用的重要制約因素。目前高氮鋼的生產(chǎn)多采用加壓電渣重熔、反壓鑄造、VOD底吹氮?dú)夂头勰┮苯鸬裙に?，但是加壓設(shè)備裝置昂貴，生產(chǎn)成本較高。而常壓下冶煉含氮鋼的方法是添加氮化合金和噴吹氮?dú)?CN101736658A)、氨氣(CN101235461A)等，但大都只能生產(chǎn)較低氮含量的鋼種，且工藝控制復(fù)雜，穩(wěn)定控制難度大。專(zhuān)利CN1480550A和CN102400029A公布了高氮鋼真空感應(yīng)爐熔煉方法，但在真空爐冶煉高錳高氮鋼存在錳的揮發(fā)問(wèn)題而使工業(yè)生產(chǎn)受限，而且仍需充氣加壓熔煉。CN101285148A公布了一種常壓下制造高氮鋼的方法，但其主要思路是改變常規(guī)合金化溶解冶煉加氮的方法，而采用在獲得非氮基礎(chǔ)合金后，向鋼中加入“變質(zhì)齊Γ的非溶解方法加入高氮合金，并在高氮合金未被溶解或微溶解時(shí)進(jìn)行澆注，使高氮合金混合存留在凝固的基礎(chǔ)合金鋼中，然后再通過(guò)熱變形加工和固溶處理，使混合在鋼中的高氮合金分解、擴(kuò)散、固溶在基體中，從而制備出高氮鋼。顯然，這種方法存在成分不均勻及成分控制不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，并且，需要后續(xù)增加擴(kuò)散固溶處理等工序。隨著高氮鋼的開(kāi)發(fā)和推廣，高氮鋼的用途和用量還在擴(kuò)大，尋求更加經(jīng)濟(jì)高效的高氮鋼生產(chǎn)工藝意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述技術(shù)不足的含錳高氮鋼冶煉方法，即一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法。其特征在于以氮化錳作為加氮的主要中間合金，在中頻感應(yīng)爐中冶煉聞氣鋼。冶煉時(shí)在冶煉后期加入氣化猛，加入氣化猛和出鋼時(shí)的鋼液溫度控制在1400 1600。。。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法，其特征在于包括以下步驟:I)在熔煉爐內(nèi)裝入合金基體元素:純鐵、金屬鉻、鉻鐵、金屬鎳、金屬鈷；2)然后升溫熔化，合金料熔化80%時(shí)加碳粒、高碳鉻鐵，馬上蓋渣，渣料組成為CaO: CsF2=I: 3，CaO用量為合金裝入量的2%左右；料全部進(jìn)入熔池后馬上加入金屬鎢、金屬銀、金屬鑰、金屬鉭；

3)溫度達(dá)到1500 1600°C (具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)開(kāi)始用鋁石灰脫氧，鋁石灰用量為合金裝入量的1%左右；4)渣白后加金屬錳、釩鐵，待加入合金料熔清后加入氮化錳，金屬硅；合金料全部熔清后送電攪拌5 10分鐘；5)加料完成后升溫精煉，精練溫度:1500 1600°C (具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)，精練時(shí)間20 30分鐘；6)精煉完成后降溫調(diào)整溫度出鋼澆鑄，出鋼溫度:1400 1600°C (具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)。冶煉時(shí)加入氮化錳的鋼液溫度適宜控制在1400 1600°C，采用的氮化錳成分要求:Mn彡85.0%，N彡6.0%，所用氮化錳為固體，其適宜的尺寸為:5mm 100mm。技術(shù)原理:氮在合金溶液中的溶解度可由丄$ =[#]計(jì)算得
權(quán)利要求
1.一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在熔煉爐內(nèi)裝入合金基體元素:純鐵、金屬鉻、鉻鐵、金屬鎳、金屬鈷； 2)然后升溫熔化，合金料熔化80%時(shí)加碳粒、高碳鉻鐵，馬上蓋渣，渣料組成為CaO: CaF2 = 7:3，CaO用量為合金裝入量的2%左右；料全部進(jìn)入熔池后馬上加入金屬鶴、金屬銀、金屬鑰、金屬鉭； 3)溫度達(dá)到I5 00 1600°C (具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)開(kāi)始用鋁石灰脫氧，鋁石灰用量為合金裝入量的1%左右； 4)渣白后加金屬錳、釩鐵，待加入合金料熔清后加入氮化錳，金屬硅；合金料全部熔清后送電攪拌5 10分鐘； 5)加料完成后升溫精煉，精練溫度:1500 160(TC(具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)，精練時(shí)間20 30分鐘； 6)精煉完成后降溫調(diào)整 溫度出鋼澆鑄，出鋼溫度:1400 1600°C(具體溫度根據(jù)所冶煉具體鋼種確定)。
2.如權(quán)利要求1所述一種常壓下冶煉高氮鋼的方法，其特征在于:冶煉時(shí)加入氮化錳的鋼液溫度控制在1400 1600°C。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種常壓下冶煉高氮鋼的方法，其特征在于:所采用的氮化錳成分要求:Mn彡85.0%, N ^ 6.0%。
4.如權(quán)利要求3所述氮化錳，其特征在于:氮化錳為固體，其尺寸為:5mm 100mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法。其特征在于以氮化錳作為加氮的主要中間合金，冶煉時(shí)在冶煉后期加入氮化錳，加入氮化錳和出鋼時(shí)的鋼液溫度控制在1400～1600℃。本方法比噴吹氮?dú)?N2)或氨氣(NH3)加氮效果好，且操作簡(jiǎn)單，無(wú)須噴吹加壓設(shè)備；本方法比單純采用常規(guī)氮化鉻鐵加氮效果好。
文檔編號(hào)C21C5/52GK103146875SQ20121045867
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者牛永吉, 白鳳江, 徐靜玉, 賈崇林, 李崇巍, 史世鳳, 范強(qiáng), 張永躍, 高春紅, 李振瑞, 郭文東 申請(qǐng)人:北京北冶功能材料有限公司