其中主要元素含量(wt%)為:碳0.004，氮8.5，鉻為60.6，Sil.7，S 彡 0.05，P 彡 0.05。
[0037]3)用聞氣絡鐵中間體溶煉聞氣合金溶體:將上述獲得的塊狀聞氣絡鐵中間體取330kg加入感應熔化爐內(nèi)熔化為熔體，加入12kg金屬鋁塊，保持熔體溫度在1700?1750°C范圍內(nèi)，還原渣中Cr2O3,除去熔體表面的熔渣，當檢驗熔體氮含量降到6wt%時，視為高氮合金熔體形成，降溫至并保持熔體溫度在1450?1550°C之間；
4)熔煉高氮鋼與澆注:先向高氮合金熔體一次性兌入真空熔煉金屬錳熔體200kg和鑰鐵20kg，隨后向熔體加入560kg工業(yè)純鐵，保持熔體溫度在1550?1600°C之間，待工業(yè)純鐵完全熔化后繼續(xù)加熱30min，保持熔體溫度在1500?1550°C之間，進行脫氧、脫磷、脫硫及除渣，再升溫至1650°C出爐澆注。檢測獲得高氮鋼總重量為1013kg，其成分含量(wt%)為:鉻 19.01，錳 17.52，氮 0.98，碳 0.01，鑰 1.96，Si 0.55，S 彡 0.03，P 彡 0.01，其它元素0.8,余量為鐵。
[0038]實施例3
制備約100kg高氮鋼，主要成分與實施例1相同，所用除金屬錳采用經(jīng)真空熔煉再吹入滲氮氣體后澆注的氮含量(Wt%)為5.5的固態(tài)含氮金屬錳外，其它原料同實施例1。
[0039]步驟:
O制備脫碳鉻鐵、滲氮及熔煉高氮合金熔體與實施例1相同；
2)熔煉高氮鋼為先向高氮合金熔體一次性加入經(jīng)真空熔煉再吹入滲氮氣體后澆注的固態(tài)含氮金屬錳220kg，同時加入鑰鐵20kg，金屬錳熔化后保持熔體溫度在1550?1600°C之間，再向熔體陸續(xù)加入560kg工業(yè)純鐵，加入速度以熔體表面不發(fā)生凝固即可，待工業(yè)純鐵完全熔化后繼續(xù)加熱15min，保持熔體溫度在1480?1550°C之間，進行脫氧、脫磷、脫硫及除渣，再升溫至1650°C出爐澆注。檢測獲得高氮鋼總重量為1016kg，其成分含量(wt%)為:鉻 19.22，錳 18.63，氮 0.89，碳 0.025，鑰 1.87，Si 1.1，S 彡 0.03，P 彡 0.01，其它元素
0.65，余量為鐵。
【主權項】
1.一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于:先用鉻精礦粉和高碳鉻鐵粉及滲氮氣體制備高氮鉻鐵中間體，再用高氮鉻鐵中間體制取高氮鋼，其具體步驟如下: 1)用鉻精礦粉和高碳鉻鐵粉制備脫碳鉻鐵:將鉻精礦粉和與高碳鉻鐵粉按碳與氧摩爾比1:1?1: 1.5進行計算配比，再添加粘結(jié)劑并進行均勻混合，然后將混合的粉體壓成塊狀或球狀體并低溫干燥制成含碳含氧的混合鉻鐵料塊；把混合鉻鐵料塊裝入真空加熱爐，開始升溫到900?1200°C以上時，使爐內(nèi)壓力彡800Pa，再繼續(xù)升溫至1200?1500°C范圍內(nèi)，使爐內(nèi)壓力< 500Pa，保持混合鉻鐵料塊不發(fā)生熔化；經(jīng)5?80小時，控制爐內(nèi)壓力降至(10Pa,再停留O?5小時后，即完成脫碳工序，得到脫碳鉻鐵塊；繼續(xù)保持溫度為1200?ΙδΟΟ?和爐內(nèi)壓力彡10Pa ； 2)用脫碳鉻鐵塊直接制備高氮鉻鐵中間體:經(jīng)脫碳工序得到的脫碳鉻鐵塊，在保持爐溫1200?1500°C和爐內(nèi)壓力彡10Pa下，直接向爐內(nèi)通入滲氮氣體對脫碳鉻鐵塊進行滲氮，滲氮氣體通入流量按每噸脫碳鉻鐵塊0.01?2.0m3/min，滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?1200°C，滲氮過程的爐內(nèi)壓力由彡10Pa逐漸增加并保持滲氮爐內(nèi)壓力在0.1?0.5MPa范圍內(nèi)，滲氮時間為2?20小時，當不再補充滲氮氣體情況下爐內(nèi)壓力穩(wěn)定不變時，即完成滲氮工序，出爐得到高氮鉻鐵中間體； 3)用高氮鉻鐵中間體熔煉高氮合金熔體:將塊狀高氮鉻鐵中間體加入熔化爐內(nèi)熔化為熔體，保持熔體溫度在1450?1750°C范圍內(nèi)，除去熔體表面的浮渣，當檢驗熔體氮含量降到2?6wt%時，得到高氮合金熔體，保持其熔體在1450?1600°C的能夠維持熔體狀態(tài)的較低溫度范圍； 4)熔煉高氮鋼與澆注:將金屬錳和金屬鐵及其它合金元素加入到高氮合金熔體中，其金屬錳含量(wt%)占高氮鋼熔體總量的5?30，金屬鐵含量(wt%)占高氮鋼熔體總量的25?60，高氮合金熔體量(wt%)占高氮鋼熔體總量的20?50，其它合金元素含量(wt%)包括鑰、鈮、鎳、銅、鈦、釩、稀土等共占高氮鋼熔體總量不大于10，加入各金屬及合金過程中保持熔體溫度為1400?1600°C ;待熔體中固態(tài)物完全熔化后繼續(xù)加熱O?30min并保持熔體溫度為1400?1600°C，進行脫氧、硫、磷及除渣，再升溫至1500?1680°C出爐澆注。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的鉻精礦粉可以是經(jīng)重選、磁選、浮選的鉻礦粉，其化合物含量(wt%)為=Cr2O3 35?80，F(xiàn)eO 8?25，Al2O3 5 ?15，CaO 0.1 ?5，MgO I ?22，S12 2 ?4 ;粉體粒度為 150 ?250 目。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?1200°C是指:把脫碳鉻鐵塊在爐內(nèi)自然降溫。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?1200°C是指:把脫碳鉻鐵塊在爐內(nèi)自然降溫至800?1250°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過5小時，然后再自然降溫至300?500。。。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?1200°C是指:把脫碳鉻鐵塊在爐內(nèi)自然降溫至500?800°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過8小時，然后再自然降溫至300?500。。。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?1200°C是指:把脫碳鉻鐵塊在爐內(nèi)自然降溫至800?1250°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過5小時，然后再自然降溫至500?800°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過8小時，然后再自然降溫至300?500°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的滲氮過程的爐溫從1200?1500°C控制降溫至300?500°C是指:把脫碳鉻鐵塊在爐內(nèi)自然降溫至500?800°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過8小時，然后再升溫至800?1250°C并在該溫度區(qū)任意溫度下保溫不超過5小時，然后再自然降溫至300?500°C。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述的保持滲氮爐內(nèi)壓力在0.1?0.5MPa范圍內(nèi)是指爐內(nèi)壓力在該范圍內(nèi)一次或多次調(diào)整從高壓降到低壓再升到高壓的壓力變化，從而達到置換爐內(nèi)滲氮氣體的目的。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，其特征在于所述熔煉高氮鋼熔體過程中進行脫氧、硫、磷是采用含鎂、鈣包芯線喂線方法。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用鉻精礦粉制造高氮鋼的方法，它是采用鉻精礦代替降碳氧化鉻作為制備高氮鋼的主要原料制備高氮鉻鐵中間體并直接制造高氮鋼方法，其原料來源廣泛可靠，減少了用高碳鉻鐵焙燒降碳氧化鉻工序，降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率及減少煙塵污染，可保證較低的碳含量和較高且可控制的氮含量，可以控制熔煉不同不同成分要求的高氮鋼保證較低的碳含量和較高且可控制的氮含量，獲得高品質(zhì)高氮鋼坯及鑄件。
【IPC分類】C22C38-58, C22C33-06
【公開號】CN104862578
【申請?zhí)枴緾N201410567158
【發(fā)明人】王淮, 孫巖鐸
【申請人】長春工業(yè)大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年10月23日