一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于高氮鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法，其特征是：根據(jù)目標(biāo)鋼種成分，在熔煉爐中冶煉氮含量為(0.75～0.9)×[％N]的自耗電極母材，并鍛造成自耗電極；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下采用固態(tài)起弧方法進(jìn)行起弧造渣；向熔煉室內(nèi)充入氮?dú)庠鰤褐?～3MPa，同步提升冷卻水壓力，采用低熔速在40～45V、3000～4200A下冶煉、補(bǔ)縮成型。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)合理控制電流、電壓和氮?dú)鈮毫Φ葏?shù)，利用氣相滲氮方法實(shí)現(xiàn)了高氮奧氏體不銹鋼中氮合金化的高效進(jìn)行，為開(kāi)發(fā)氮含量較高、成分均勻、性能優(yōu)異的高氮奧氏體不銹鋼提供技術(shù)保障。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種加壓電渣重膝氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及高氮鋼冶煉領(lǐng)域，特別設(shè)及一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏 體不誘鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于奧氏體不誘鋼具有良好的初性、耐均勻腐蝕和局部腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用于 化工、造紙和紙漿工業(yè)、醫(yī)療器械等，但低碳和超低碳奧氏體不誘鋼強(qiáng)度的不足限制了此類(lèi) 鋼的進(jìn)一步應(yīng)用。氮作為間隙強(qiáng)化元素加入奧氏體不誘鋼中，能極大地提高奧氏體穩(wěn)定性， 部分或全部替代昂貴的Ni,且通過(guò)與其它合金元素(Cr、Mo等）的協(xié)同作用，改善鋼的強(qiáng)度、 初性、耐磨性和耐腐蝕性能等。
[0003] 在常壓下，為提高奧氏體不誘鋼中氮的溶解度，一般是通過(guò)適當(dāng)提高合金體系中 增加氮溶解度元素的含量，如Cr、Mn、Mo等。目前在常壓下冶煉的商業(yè)化奧氏體不誘鋼中的 氮含量均低于0.65%。加壓氮?dú)饫訜捒娠@著提高奧氏體烙體中的氮含量，加壓電渣重烙是 目前工業(yè)化生產(chǎn)高氮鋼的有效方法。德國(guó)VSG公司利用該技術(shù)成功研制了性能優(yōu)異的高氮 奧氏體不誘鋼P(yáng)900N( ISCrlSMnO . 9N)、P900NM〇( ISCrl 8Mn2MoO .9N)和P2000 (18化14Mn3Mo0.9N)，該類(lèi)鋼具有較高的屈服強(qiáng)度和塑性、較低的導(dǎo)磁性能W及良好的耐腐 蝕性能，特別是耐應(yīng)力腐蝕性能，在發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)、醫(yī)用生物植入材料、海洋工程等領(lǐng)域具有 廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 在加壓電渣重烙過(guò)程中，氮合金化工藝是核屯、和關(guān)鍵。德國(guó)開(kāi)發(fā)了壓力達(dá)4.2MPa， 利用添加 Si3N4等氮化合金的方法進(jìn)行氮合金化的加壓電渣爐，可生產(chǎn)重達(dá)20t的鑄錠，但該 方法易使某些鋼種的娃含量超標(biāo)，且氮分布均勻性較差，有時(shí)必須進(jìn)行二次重烙，造成生產(chǎn) 成本顯著增加；另一種方法是日本NIMS和國(guó)內(nèi)東北大學(xué)采用的復(fù)合電極法，成功制備了氮 含量為0.8~1.2%、成分均勻、組織致密的高氮奧氏體不誘鋼，但存在復(fù)合電極制備復(fù)雜、 焊接復(fù)合電極過(guò)程中易使電渣錠增氧等缺點(diǎn)。
[0005] 在加壓電渣重烙過(guò)程中，考慮到高壓氮?dú)鈼l件下氮可穿過(guò)渣池進(jìn)入到金屬烙池 中，利用氣相滲氮代替添加氮化合金的工藝，具有可連續(xù)增氮、鑄錠中氮分布均勻、易于通 過(guò)壓力調(diào)節(jié)電渣錠中的氮含量、適于娃含量要求嚴(yán)格的鋼種、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。但加壓電渣 重烙過(guò)程的冶煉參數(shù)和氮?dú)鈮毫?duì)高氮奧氏體不誘鋼中氮含量和鑄錠質(zhì)量控制有顯著影 響，若工藝匹配不當(dāng)，會(huì)顯著降低增氮效果，甚至產(chǎn)生渣溝等表面質(zhì)量問(wèn)題。因此，在利用加 壓電渣重烙冶煉高氮奧氏體不誘鋼的過(guò)程中，如何合理選擇工藝參數(shù)是順利生產(chǎn)成分均 勻、組織致密的高氮奧氏體不誘鋼的核屯、技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，適用于 冶煉目標(biāo)鋼種成分為：C:《0.2%、Mn:12~30%、Cr:15~30%、Si:《l%、Mo:0~4.5%、N: 0.7~2%、化:0~4.5%、5:《0.015%、口:《0.05%少6:余量的高氮奧氏體不誘鋼。
[0007] 本發(fā)明的核屯、思想是:首先在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冶煉氮含量為(0.75~0.9) X [%N]的奧 氏體不誘鋼自耗電極母材，式中[%N]為常壓下目標(biāo)鋼種的氮溶解度，然后在加壓電渣重烙 過(guò)程中利用氣相滲氮的方式，通過(guò)合理匹配冶煉工藝參數(shù)和氮?dú)鈮毫?，將氮含量升高?.7 ~2%，從而探索出一種合理、高效、經(jīng)濟(jì)的制備高氮奧氏體不誘鋼的氮合金化方法，為開(kāi)發(fā) 氮含量較高、成分均勻、性能優(yōu)異的高氮奧氏體不誘鋼提供技術(shù)保障。
[0008] 本發(fā)明為一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，其特征在于 該種方法具體包括如下步驟：
[0009] (1)制備自耗電極:依據(jù)目標(biāo)鋼種的元素成分，通過(guò)下述公式計(jì)算常壓下目標(biāo)鋼種 的氮溶解度[%N]，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)的真空感應(yīng)爐冶煉氮含量為(0.75~0.90) X [ %N]的自耗 電極母材，目標(biāo)鋼種的氮溶解度計(jì)算公式為：
[0010]
[0011]
[001 ^ 將母材加熱到1150~1200°C保溫2~3小時(shí)，控制終鍛溫度不低于1050°C，將母材 鍛造成適合加壓電渣爐電渣重烙尺寸的自耗電極，然后空冷;清除自耗電極表面的氧化皮， 然后將其焊接到假電極上，并與加壓電渣爐的電極夾持器相連接；
[0013] (2)準(zhǔn)備渣料并造渣:將與所冶煉高氮奧氏體不誘鋼相同材質(zhì)的引弧環(huán)、0.45± 0.05kg引弧屑放到位于自耗電極下面的加壓電渣爐底水箱上;將適于高氮奧氏體不誘鋼氣 相滲氮用的預(yù)烙渣在500~700°C溫度下經(jīng)4~6小時(shí)的烘烤后，全部加入到加壓電渣爐結(jié)晶 器內(nèi)；安裝加壓電渣爐上部的爐殼，將烙煉室密閉；向加壓電渣爐烙煉室中按10~15L/min 的流量通入氮?dú)?，通氣時(shí)間為5~IOmin，將烙煉室內(nèi)的空氣全部排出，同時(shí)向加壓電渣爐結(jié) 晶器內(nèi)通入常壓冷卻水；閉合交流電源，采用固態(tài)起弧方法在電壓35~40V、電流2000~ 2500A的條件下化渣20~25min，完成造渣；
[0014] (3)加壓電渣冶煉:在造渣完成后，逐漸向烙煉室內(nèi)充入氮?dú)庵翂毫?~3MPa，并 同步提升結(jié)晶器的冷卻水壓力，使結(jié)晶器銅壁兩側(cè)壓力基本保持一致，并將電壓調(diào)整至40 ~45V、電流3000~4200A，進(jìn)行加壓電渣重烙氣相滲氮烙煉，烙速控制方程為V= (0.35~ 0.45) XD kg/h，D為電渣爐結(jié)晶器尺寸，單位為mm;通過(guò)步進(jìn)式加料機(jī)按照0.4~0.化g/噸 鋼的比例不斷加入侶?；蛲耷珊辖鹈撗?加壓電渣重烙補(bǔ)縮結(jié)束后，抬升電極，冶煉結(jié)束； 關(guān)閉交流電源5min后，打開(kāi)加壓電渣爐放氣閥泄壓至常壓，同步降低加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi) 冷卻水壓力，在鋼錠溫度降至室溫后，脫出鋼錠。
[0015] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法中氣相滲氮 的原理是:在高壓氮?dú)庀?，氣相中的氮?yáng)2}在氣-渣界面形成吸附態(tài)氮Nads,并與渣中的氧離 子(〇2^反應(yīng)生成氮離子(妒^，之后通過(guò)烙渣擴(kuò)散到渣-金界面并與溶解氧[0]反應(yīng)生成溶 解氮[N]，進(jìn)入鋼中。
[0016] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，其特征在 于:采用低烙速加壓電渣重烙高氮奧氏體不誘鋼。加壓電渣重烙的烙速V由電渣爐結(jié)晶器尺 寸D的大小確定:V= (0.35~0.45) XD kg/h，D的單位為mm，而常壓下電渣重烙的烙速為:V = (0.7~0.8) XD kg/h。采用運(yùn)種低烙速的加壓電渣重烙可W增加自耗電極的烙化時(shí)間， 從而延長(zhǎng)氮通過(guò)渣池向鋼中擴(kuò)散的時(shí)間，顯著提高氣相滲氮的效果。
[0017] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，其特征在 于:所用預(yù)烙渣的氮容較高，達(dá)到1.18Xl(^l3，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:CaF2:61%，Al203: 13%，CaO:20%，MgO:5%，Si〇2:l%。
[0018] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，其特征在 于:所使用的氮?dú)饧兌?gt;99.999%。
[0019] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，其特征在 于:采用與所冶煉高氮奧氏體不誘鋼相同材質(zhì)的引弧環(huán)、〇.45±0.05kg引弧屑和全部預(yù)烙 渣進(jìn)行固態(tài)起弧造渣。
[0020] 本發(fā)明的一種加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不誘鋼的方法，首先在氮?dú)?保護(hù)下冶煉氮含量為(0.75~0.90) X [%N]的奧氏體不誘鋼自耗電極，然后在加壓電渣重 烙過(guò)程中利用氣相滲氮的方式，通過(guò)控制合理的工藝參數(shù)和氮?dú)鈮毫?，在低烙速下將氮?量升高至0.7~2.0%，從而探索出一種合理、高效、經(jīng)濟(jì)的制備高氮奧氏體不誘鋼的氮合金 化方法，冶煉獲得氮含量較高、成分均勻、性能優(yōu)異的高氮奧氏體不誘鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】不局 限于下述的實(shí)施例。
[0022] 實(shí)施例一
[0023] 采用加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉200kg目標(biāo)鋼種18Crl4Mn3Mo0.7N，其成分 (wt.%)如下表：
[00241
[0025] 通過(guò)下述公式計(jì)算18化14Mn3Mo0.7N在1500°C、常壓下的氮溶解度[%N]:
[0026]
[0027] 式中：為氮壓力，p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
[0028] 氮溶解度[%^的計(jì)算結(jié)果為0.610%，確定真空感應(yīng)爐冶煉高氮奧氏體不誘鋼自 耗電極母材氮含量約為0.5%。
[0029] 依據(jù)目標(biāo)鋼種的元素成分，使用真空感應(yīng)爐，在冶煉過(guò)程中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，添加氮 化銘冶煉氮含量為0.48 %的自耗電極母材，成分如下：
[00301
[0031] 隨后將母材加熱到1200°C保溫2小時(shí)，開(kāi)始鍛造，采用較小的壓下量，控制終鍛溫 度不低于1050°C，將母材鍛造成直徑O = 130mm的自耗電極，之后空冷。車(chē)削掉自耗電極表 面的氧化皮，將自耗電極焊接到假電極上，之后將假電極裝卡到電極夾持器上。
[0032] 將與所冶煉18Crl4Mn3Mo0.7N相同材質(zhì)的引弧環(huán)、0.43kg引弧屑放在自耗電極下 面的加壓電渣爐底水箱上。將9kg預(yù)先在600 °C烘烤5小時(shí)的預(yù)烙渣均勻倒入直徑為D = 220mm的結(jié)晶器內(nèi)，預(yù)烙渣組成的重量百分比為：CaF2:61%，Al2〇3:13%，Ca0:20%，MgO: 5%，Si〇2:1%。安裝加壓電渣爐上部的爐殼，將烙煉室密閉；向烙煉室中WlOL/min的速度 通入氮?dú)?min，使烙煉室內(nèi)的空氣全部排出，并向加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi)通入常壓冷卻水，采 用固態(tài)起弧方法進(jìn)行起弧造渣，控制電壓37V、電流2400A，化渣20min，完成造渣。
[0033] 造渣結(jié)束后，將加壓電渣爐烙煉室壓力和冷卻水壓力同步提升至1.45MPa，調(diào)整電 壓和電流分別為43V和3800A，烙速控制為91kg/h，進(jìn)行加壓電渣重烙冶煉，冶煉過(guò)程中控制 電流波動(dòng)< ± 3 %、電壓波動(dòng)< ± 0.5 %、烙速波動(dòng)< ± 0.化g/h。同時(shí)利用步進(jìn)式加料機(jī)加 入總重IlOg的侶粒進(jìn)行脫氧。在補(bǔ)縮完畢后，抬升電極，冶煉結(jié)束。關(guān)閉交流電源5min后，同 步降低烙煉室氮?dú)鈮毫屠鋮s水壓力至常壓，待鋼錠冷卻到室溫后，脫出鋼錠，其成分如 下：
[0034]
[0035] 在電渣錠的上、中、下S個(gè)不同高度W及每個(gè)高度處沿著徑向的邊緣、中徑、中屯、 =個(gè)不同位置取樣檢測(cè)氮含量，檢測(cè)結(jié)果如下： 「nfV5Al
[0037] 上表中的氮含量結(jié)果表明，此例所得到的高氮奧氏體不誘鋼電渣錠氮含量達(dá)到目 標(biāo)鋼種18化14Mn3Mo0.7N標(biāo)準(zhǔn)要求，氮含量在高度和徑向分布均勻。
[0038] 實(shí)施例二
[0039] 采用加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉200kg目標(biāo)鋼種18Crl8Mn3Mol . IN,其成分 (wt.%)如下表：
[prvinl
[(
[(
[( _' . .............
[0044] 氮溶解度[%N]的計(jì)算結(jié)果為0.872 %，確定真空感應(yīng)爐冶煉高氮奧氏體不誘鋼自 耗電極母材氮含量約為0.66%。
[0045] 依據(jù)目標(biāo)鋼種的元素成分，使用真空感應(yīng)爐，在冶煉過(guò)程中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，添加氮 化銘冶煉得到氮含量為0.65 %的自耗電極母材，成分如下：
[0046]
[0047] 隨后將母材加熱到118(TC保溫2小時(shí)，開(kāi)始鍛造，采用較小的壓下量，控制終鍛溫 度不低于1050°C，將母材鍛造成直徑O = 130mm的自耗電極，之后空冷。車(chē)削掉自耗電極表 面的氧化皮，將自耗電極焊接到假電極上，之后將假電極裝卡到電極夾持器上。
[004引將與所冶煉18化18Mn3Mol. IN相同材質(zhì)的引弧環(huán)、0.42kg引弧屑放在自耗電極下 面的加壓電渣爐底水箱上。將8.8kg預(yù)先在550°C烘烤6小時(shí)的預(yù)烙渣均勻倒入直徑為D = 220mm的結(jié)晶器內(nèi)，預(yù)烙渣組成的重量百分比為：CaF2:61%，Al203:13%，Ca0:20%，MgO: 5%，Si02:1%。安裝加壓電渣爐上部的爐殼，將烙煉室密閉；向烙煉室中WlOL/min的速度 通入氮?dú)?min，使烙煉室內(nèi)的空氣排出，并向加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi)通入常壓冷卻水，采用固 態(tài)起弧方法進(jìn)行起弧造渣，控制電壓37V、電流2300A，化渣20min，完成造渣。
[0049]造渣結(jié)束后，將烙煉室壓力和冷卻水壓力同步提升至2. IMPa,調(diào)整電壓和電流分 別為41V和3600A，烙速控制為87kg/h，進(jìn)行加壓電渣重烙冶煉，冶煉過(guò)程中控制電流波動(dòng)< ± 3%、電壓波動(dòng)<±0.5 %、烙速波動(dòng)<±0.化g/h。同時(shí)利用步進(jìn)式加料機(jī)加入總重120g 的娃巧合金進(jìn)行脫氧。在補(bǔ)縮完畢后，抬升電極，冶煉結(jié)束。關(guān)閉交流電源5min后，同步降低 烙煉室氮?dú)鈮毫屠鋮s水壓力至常壓，待鋼錠冷卻到室溫后，脫出鋼錠，其成分如下：
[(K)加 ]
[0051]在電渣錠的上、中、下=個(gè)不同高度W及每個(gè)高度處沿著徑向的邊緣、中徑、中屯、 =個(gè)不同位置取樣檢測(cè)氮含量，檢測(cè)結(jié)果如下： 「0化 21
[0053]上表中的氮含量結(jié)果表明，此例所得到的高氮奧氏體不誘鋼電渣錠氮含量達(dá)到目 標(biāo)鋼種18化18Mn3Mol. IN標(biāo)準(zhǔn)要求，氮含量在高度和徑向分布均勻。
[0054] 實(shí)施例S
[0化日]采用加壓電渣重烙氣相滲氮冶煉200kg目標(biāo)鋼種24化28Mn3Mo2Nil.9N，其成分如 下表：
[0化6]
[0化7] 通過(guò)下述公式計(jì)算24化28Mn3Mo2Ni 1.9N在1500 °C、常壓下的氮溶解度[% N]:
[0化81
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[0060] 氮溶解度[%^的計(jì)算結(jié)果為1.681%，確定真空感應(yīng)爐冶煉高氮奧氏體不誘鋼自 耗電極母材氮含量約為1.4%。
[0061] 依據(jù)目標(biāo)鋼種的元素成分，使用真空感應(yīng)爐，在冶煉過(guò)程中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，添加氮 化銘冶煉得到氮含量為1.36%的自耗電極母材，成分如下：
[0062]
[0063] 隨后將母材加熱到1220°C保溫2小時(shí)，開(kāi)始鍛造，采用較小的壓下量，控制終鍛溫 度不低于1080°C，將母材鍛造成直徑O 130mm的自耗電極，之后空冷。車(chē)掉自耗電極表面的 氧化皮，將自耗電極焊接到假電極上，之后將假電極裝卡到電極夾持器上。
[0064] 將與所冶煉24化28Mn3Mo2Nil.9N相同材質(zhì)的引弧環(huán)、0.4化g引弧屑放在自耗電極 下面的加壓電渣爐底水箱上。將9.化g預(yù)先在700°C烘烤4小時(shí)的預(yù)烙渣均勻倒入直徑D = 220mm的結(jié)晶器內(nèi)，預(yù)烙渣組成的重量百分比為：CaF2:61 %，Al2〇3:13%，CaO:20% ,MgO: 5%，Si〇2:1%。安裝上部的爐殼，將烙煉室密閉；向烙煉室中WlOL/min的速度通入氮?dú)?8min，使烙煉室空氣排出，并向結(jié)晶器內(nèi)通入常壓冷卻水，采用固態(tài)起弧方法進(jìn)行起弧造 渣，控制電壓36V、電流21004，化渣25111111，完成造渣。
[0065] 造渣結(jié)束后，將烙煉室壓力和冷卻水壓力同步提升至2.9MPa，調(diào)整電壓和電流分 別為40V和3400A，烙速控制為81kg/h，進(jìn)行加壓電渣重烙冶煉，冶煉過(guò)程中控制電流波動(dòng)< ± 3%、電壓波動(dòng)<±0.5 %、烙速波動(dòng)<±0.化g/h。同時(shí)利用步進(jìn)式加料機(jī)加入總重120g 的侶粒進(jìn)行脫氧。在補(bǔ)縮完畢后，抬升電極，冶煉結(jié)束。關(guān)閉交流電源5min后，同步降低烙煉 室氮?dú)鈮毫屠鋮s水壓力至常壓，待鋼錠冷卻到室溫后，脫出鋼錠，其成分如下：
[0066]
[0067]在電渣錠的上、中、下S個(gè)不同高度W及每個(gè)高度處沿著徑向的邊緣、中徑、中屯、 =個(gè)不同位置取樣檢測(cè)氮含量，檢測(cè)結(jié)果如下： TnriARl
[0069]上表中的氮含量結(jié)果表明，此例所得到的高氮奧氏體不誘鋼電渣錠氮含量達(dá)到目 標(biāo)鋼種24化28Mn3Mo2Ni 1.9N標(biāo)準(zhǔn)要求，氮含量在高度和徑向分布均勻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法，其特征在于該種方法具 體包括如下步驟： (1) 制備自耗電極:依據(jù)目標(biāo)鋼種的元素成分，通過(guò)下述公式計(jì)算常壓下目標(biāo)鋼種的氮 溶解度[%N]，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)的真空感應(yīng)爐冶煉氮含量為(0.75~0.90) X [ %N]的自耗電極 母材，目標(biāo)鋼種的氮溶解度計(jì)算公式為：式中:為氮壓力，Ρθ為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓； 將母材加熱到1150~1200°C保溫2~3小時(shí)，控制終鍛溫度不低于1050°C，將母材鍛造 成適合加壓電渣爐電渣重熔尺寸的自耗電極，然后空冷;清除自耗電極表面的氧化皮，然后 將其焊接到假電極上，并與加壓電渣爐的電極夾持器相連接； (2) 準(zhǔn)備渣料并造渣:將與所冶煉高氮奧氏體不銹鋼相同材質(zhì)的引弧環(huán)、0.45±0.05kg 引弧肩放到位于自耗電極下面的加壓電渣爐底水箱上;將適于高氮奧氏體不銹鋼氣相滲氮 用的預(yù)熔渣在500~700°C溫度下經(jīng)4~6小時(shí)的烘烤后，全部加入到加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi)； 安裝加壓電渣爐上部的爐殼，將熔煉室密閉；向加壓電渣爐熔煉室中按10~15L/min的流量 通入氮?dú)?，通氣時(shí)間為5~lOmin，將熔煉室內(nèi)的空氣全部排出，同時(shí)向加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi) 通入常壓冷卻水；閉合交流電源，采用固態(tài)起弧方法在電壓35~40V、電流2000~2500A的條 件下化渣20~25min，完成造渣； (3) 加壓電渣冶煉:在造渣完成后，逐漸向熔煉室內(nèi)充入氮?dú)庵翂毫?~3MPa，并同步 提升結(jié)晶器的冷卻水壓力，使結(jié)晶器銅壁兩側(cè)壓力基本保持一致，并將電壓調(diào)整至40~ 45V、電流3000~4200A，進(jìn)行加壓電渣重熔氣相滲氮熔煉，熔速控制方程為v= (0.35~ 0.45) XD kg/h，D為電渣爐結(jié)晶器尺寸，單位為mm;通過(guò)步進(jìn)式加料機(jī)按照0.4~0.7kg/噸 鋼的比例不斷加入鋁粒或硅鈣合金脫氧;加壓電渣重熔補(bǔ)縮結(jié)束后，抬升電極，冶煉結(jié)束； 關(guān)閉交流電源5min后，打開(kāi)加壓電渣爐放氣閥泄壓至常壓，同步降低加壓電渣爐結(jié)晶器內(nèi) 冷卻水壓力，在鋼錠溫度降至室溫后，脫出鋼錠。2. 根據(jù)權(quán)利1中所述的一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法，其 特征在于本方法所使用的氮?dú)饧兌榷?9.999 %。3. 根據(jù)權(quán)利1中所述的一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法，其 特征在于本方法適用于冶煉目標(biāo)鋼種成分為:C:彡0.2%、Mn: 12~30%、Cr: 15~30%、Si : 彡1%、M〇:0~4.5%川:0.7~2%、附：0~4.5%、5:彡0.015%、卩 ：彡0.05%小6:余量的高氮 奧氏體不銹鋼。4. 根據(jù)權(quán)利1中所述的一種加壓電渣重熔氣相滲氮冶煉高氮奧氏體不銹鋼的方法，其 特征在于：所用預(yù)熔渣的氮容達(dá)到1.18XUT 13,其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：CaF2:61%， Al2〇3:13%，Ca0:20%，MgO:5%，Si〇2:l%。
【文檔編號(hào)】C21C7/00GK105925814SQ201610471784
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】李花兵, 姜周華, 馮浩, 張彬彬, 朱紅春, 張樹(shù)才, 劉福斌, 柴曉星
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)