CN105970074A - 一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,属于钢铁冶金技术领域,包括有以下步骤:(1)钢铁料及不易氧化合金料一起加入真空感应炉坩埚内;(2)先抽真空,然后给电加热,直至钢铁料熔清;(3)熔清后测温并保持真空度与温度进行精炼;(4)计算所需氮气压力,然后向炉内充入该压力的氮气进行增氮合金化;(5)在氮气气氛下进行其他合金料的合金化,并在计划浇钢时间进行浇注。本发明利用氮气进行氮合金化,利用氮气气氛保护进行其他元素的合金化,反应过程平稳可控,冶炼周期短,达到快速、准确冶炼低氮不锈钢的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,属于钢铁冶金领域。
背景技术
氮是一种强烈奥氏体形成元素,比镍作用强27倍,在不锈钢中常被用来代替昂贵的镍,并且氮还可在复杂的奥氏体钢中借氮化物的析出而产生弥散硬化,改善钢的力学性能和耐腐蚀性能。因此,可在无显著影响脆性的情况下加入氮来提高热强性。
目前真空感应炉冶炼含氮不锈钢,主要采用在氩气气氛下填加氮化合金进行增氮合金化。但是在真空感应炉内充氩加氮化合金,钢中氮的收得率不稳定,增氮量不易控制;为了避免集中产生大量气泡,氮化合金只能分批逐量加入,严重拖慢生产节奏;加入氮化合金时带起的烟尘,不利于真空下炉况的观察;采用氮化合金进行合金化,生产成本较高。
发明内容
本发明提供一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,利用氮气进行氮合金化,利用氮气气氛保护进行其他元素的合金化,反应过程平稳可控,冶炼周期短,达到快速、准确冶炼低氮不锈钢的目的。
本发明所采取的技术方案是:
一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,包括有以下步骤:
(1)钢铁料及不易氧化合金料一起加入真空感应炉坩埚内;
(2)先抽真空,然后给电加热,直至钢铁料熔清;
(3)熔清后测温并保持真空度与温度进行精炼;
(4)计算所需氮气压力,然后向炉内充入该压力的氮气;
(5)在氮气气氛下进行其他合金料的合金化,并在计划浇钢时间进行浇注
进一步的,步骤(1)中的不易氧化合金料为随炉加入。
进一步的,步骤(1)中不易氧化合金料为含Cr、Ni、Mo的合金料。
进一步的,步骤(1)中钢铁料熔化加热时真空度≤5Pa。
进一步的,步骤(3)溶清后保持1Pa以下的真空度2-3min。
进一步的,步骤(4)中根据钢液温度、钢液面面积及计划浇钢时间计算所需氮气压力,氮气压力P按照下式计算:P=0.45ω•t-1•H-1•(0.001T-0.48)-1,其中ω为氮含量目标值,ppm;t为反应时间,min;H为炉体坩埚高度,m;T为钢液温度,℃。
进一步的,步骤(5)中,其他合金料的合金化为添加易氧化合金料。
进一步的,步骤(5)中,氮与其他合金料合金化完成后立即浇注。
进一步的,上述低氮不锈钢为氮含量0.002%-0.08%,铬含量10%-20%的低氮不锈钢。
Cr、Ni、Mo的化学性质不如Fe元素活泼或者和Fe元素近似,称为不易氧化元素;化学性质比Fe元素活泼的元素为易氧化元素,因此将含Cr、Ni、Mo元素的合金料称作不易氧化合金料,其他合金料称作易氧化合金料。
本发明采用真空处理去除原料中的氮,并通过计算充氮气氛所需氮气压力,达到精确控制不锈钢中氮含量的目的,通过随炉加入难氧化合金料、利用氮合金化过程中的氮气保护加入其它易氧化合金元素的方式,达到缩短冶炼时间的目的。
本发明针对真空感应炉冶炼低氮不锈钢钢种,使其氮含量偏差精确控制在±4PPm,包括氮的合金化在内的整个合金化过程小于15分钟,冶炼周期小于2h,能够达到快速、准确冶炼低氮不锈钢的目的。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
(1)本发明利用氮气进行氮合金化,利用氮气气氛保护进行其他元素的合金化,反应过程平稳可控,冶炼周期短,达到快速、准确冶炼低氮不锈钢的目的;
(2)使用氮气代替氮化合金进行氮合金化,大量节省成本;
(3)通过钢液温度、钢液面面积及计划浇钢时间计算所需氮气压力,计算精确,使其氮含量偏差精确控制在±4PPm,达到精确控制钢中氮含量的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明;
实施例1:采用50kg真空感应炉冶炼316L含氮不锈钢。
(1)纯铁21.77kg、钼铁1.57kg、镍板4.31kg、金属铬6.71kg一起加入真空感应炉坩埚内。
(2)先抽真空至4Pa,然后给电加热,直至炉料熔清。
(3)熔清后测温,在真空度<1Pa的条件下进行精炼3min。
(4)向炉内充入氮气至50000Pa。
(5)加入金属锰0.63kg,碳粉0.01kg进行合金化并取样,氮气气氛保持8min时进行浇注。产品成分要求及成品成分见表1。
表1 316L不锈钢成分要求及冶炼成品成分(wt%)
实施例2:采用500kg真空感应炉冶炼0Cr16Ni5Mo含氮不锈钢。
(1)纯铁386.4kg、钼铁2.2kg、镍板27.58kg、金属铬80.73kg一起加入真空感应炉坩埚内。
(2)先抽真空至5Pa,后给电加热,直至炉料熔清。
(3)熔清后测温,在真空度<1Pa的条件下进行精炼2.5min。
(4)向炉内充入氮气至50000Pa。
(5)加入金属锰3.08kg进行合金化并取样,氮气气氛保持9.5min时进行浇注。产品成分要求及成品成分见表2。
表2 0Cr16Ni5Mo不锈钢成分要求及冶炼成品成分(wt%)
实施例3:采用50kg真空感应炉冶炼X12CrMoWVNbN含氮钢。
(1)纯铁38.2kg、钼铁0.78kg、镍板0.324kg、金属铬4.5kg、钨铁0.565kg一起加入真空感应炉坩埚内。
(2)先抽真空至5Pa,后给电加热,直至炉料熔清。
(3)熔清后测温,在真空度<1Pa的条件下进行精炼2min。
(4)向炉内充入氮气至40000Pa。
(5)加入电解锰0.21kg、铌铁0.03kg、钒铁0.17kg进行合金化并取样,氮气气氛保持5min20s时进行浇注。产品成分要求及成品成分见表3。
表3 X12CrMoWVNbN含氮钢成分要求及冶炼成品成分(wt%)
Claims (9)
1.一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于包括有以下步骤:
(1)钢铁料及不易氧化合金料一起加入真空感应炉坩埚内;
(2)先抽真空,然后给电加热,直至钢铁料熔清;
(3)熔清后测温并保持真空度与温度进行精炼;
(4)计算所需氮气压力,然后向炉内充入该压力的氮气进行增氮合金化;
(5)在氮气气氛下进行其他合金料的合金化,并在计划浇钢时间进行浇注。
2.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(1)中的不易氧化合金料为随炉加入。
3.如权利要求2所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(1)中不易氧化合金料为含Cr、Ni、Mo的合金料。
4.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:钢铁料熔化加热时真空度≤5Pa。
5.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(3)溶清后保持1Pa以下的真空度2-3min。
6.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(4)中根据钢液温度、钢液面面积及计划浇钢时间计算所需氮气压力,氮气压力P按照下式计算:P=0.45ω•t-1•H-1•(0.001T-0.48)-1,其中ω为氮含量目标值,ppm;t为反应时间,min;H为炉体坩埚高度,m;T为钢液温度,℃。
7.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(5)中,其他合金料的合金化为添加易氧化合金料。
8.如权利要求1所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:步骤(5)中,氮与其他合金料合金化完成后立即浇注。
9.如权利要求1-8所述的一种真空感应炉快速冶炼低氮不锈钢的方法,其特征在于:所述低氮不锈钢为氮含量0.002%-0.08%,铬含量10%-20%的低氮不锈钢。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108570535A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-25 | 河北工业职业技术学院 | 一种不锈钢真空条件下吹氮气合金化的实验设备和方法 |
CN113025819A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 光谱纯石墨坩埚的再利用方法 |
CN115161535A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-10-11 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢锭的制造方法 |
CN115233114A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-10-25 | 天工爱和特钢有限公司 | 一种高致密无偏析的高氮低碳、高耐蚀抗菌刀具钢及其制造方法 |
CN115572790A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-06 | 河钢股份有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢精准控氮的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090034194A (ko) * | 2007-10-02 | 2009-04-07 | 한국기계연구원 | 변태유기소성을 이용한 고강도·고연성 스테인리스 압연판재및 이의 제조방법 |
CN101538636A (zh) * | 2008-03-19 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 钢包炉用氮气进行氮合金化工艺 |
CN103555882A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种低碳不锈钢钢包增氮的方法 |
CN104862609A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-08-26 | 东北大学 | 一种分阶段控制压力的加压感应冶炼高氮不锈钢的方法 |
-
2016
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090034194A (ko) * | 2007-10-02 | 2009-04-07 | 한국기계연구원 | 변태유기소성을 이용한 고강도·고연성 스테인리스 압연판재및 이의 제조방법 |
CN101538636A (zh) * | 2008-03-19 | 2009-09-23 | 宝山钢铁股份有限公司 | 钢包炉用氮气进行氮合金化工艺 |
CN103555882A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种低碳不锈钢钢包增氮的方法 |
CN104862609A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-08-26 | 东北大学 | 一种分阶段控制压力的加压感应冶炼高氮不锈钢的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
杜晓建等: "不锈钢控氮理论计算与实践", 《钢铁》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108570535A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-25 | 河北工业职业技术学院 | 一种不锈钢真空条件下吹氮气合金化的实验设备和方法 |
CN113025819A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 光谱纯石墨坩埚的再利用方法 |
CN115233114A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-10-25 | 天工爱和特钢有限公司 | 一种高致密无偏析的高氮低碳、高耐蚀抗菌刀具钢及其制造方法 |
CN115161535A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-10-11 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢锭的制造方法 |
CN115161535B (zh) * | 2022-06-07 | 2023-08-18 | 大冶特殊钢有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢锭的制造方法 |
CN115572790A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-06 | 河钢股份有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢精准控氮的方法 |
CN115572790B (zh) * | 2022-09-30 | 2024-01-23 | 河钢股份有限公司 | 一种真空感应炉冶炼低氮不锈钢精准控氮的方法 |
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