CN115786632A - 一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法，解决高氮耐蚀塑料模具钢生产增氮的问题，还要突破大规格锻材的加工工艺生产瓶颈，提高钢材内部和表面质量。具体采取“电炉+LF+VD”冶炼将氮含量达到常压下最大可溶解量，减少后期氮化合金料的加入量；“加压电渣炉”重熔过程中炉内吹入氮气增压，并添加氮化合金料达到成分中氮的控制要求。“快锻机”热加工和“退火”热处理解决大规格锻材生产工艺，进而填补高氮耐蚀塑料模具钢锻材生产工艺的空白。本发明具有下列优点：冶炼工艺实现高氮含量、高纯净度；热加工和退火处理使钢材具有高力学性能、高等向性和组织均匀性。

Description

一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法

技术领域

本发明属于钢铁材料锻造生产技术领域，具体涉及一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法；包括含氮量0.25％～0.45％的高氮耐蚀塑料模具钢的冶炼、热加工和热处理的生产全过程。

背景技术

耐蚀塑料模具钢在制作模具时必要的性能有耐磨性、耐蚀性、抛光性。合金成分的设计或配比是影响钢材性能的最主要因素，其中碳是耐蚀塑料模具钢中的重要组成元素，碳含量过高会与铬形成碳化物，增加偏析倾向，降低抛光性能和耐蚀性能。采用高氮合金化，用氮代替碳能够很好的解决这些问题，目前也是耐蚀塑料模具钢的重要的发展方向之一。高氮耐蚀塑料模具钢属于马氏体钢不锈钢，氮在马氏体不锈钢中强化作用主要有马氏体不锈钢相变强化、析出强化和固溶强化等类型。在耐蚀性能方面，氮可阻滞铬在钢中的溶解，改善钝化膜的稳定性，另外国际公认的不锈钢耐点蚀当量计算方法为PRE＝Cr％+3.3Mo％+16N％，可看出氮对于不锈钢耐点腐蚀性能影响程度非常大。抛光性能是耐蚀塑料模具钢的最重要的指标，采用氮合金化后能够显著降低组织偏析，进而获得更优异的组织均匀性与抛光性能。影响氮在钢液中的溶解度的因素有合金成分、温度和压力，在高氮耐蚀塑料模具钢实际生产中，合金成分和温度已然固定，唯有提高压力是实现增氮的有效方法。现今，高氮钢的冶炼方法有很多，例如加压感应熔炼、加压电渣重熔、粉末冶金等，由于增氮设备、技术和能力的限制，一般高氮钢冶炼和加工均在实验室内进行，无法实现工业化稳定连续生产，尤其是大型钢锭的冶炼。高氮耐蚀塑料模具钢的热加工工艺在实验室内通过热模拟等方法研究较多。实际生产过程中，大规格的高氮耐蚀塑料模具钢热加工过程存在的表面质量和内部组织、性能等问题还没有实践验证。因此，未来高氮耐蚀塑料模具钢生产工艺不仅要解决增氮的问题，还要突破大规格锻材的加工工艺生产瓶颈，提高钢材内部和表面质量。

发明内容

本发明公开一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法，即采用“电炉+LF+VD+加压电渣炉”冶炼、“快锻机”热加工和“退火”热处理生产大规格锻材的生产工艺，进而填补高氮耐蚀塑料模具钢锻材生产工艺的空白；其中冶炼工艺的目标是实现高氮含量、高纯净度；热加工和退火处理的目标是使钢材具有高力学性能、高等向性和组织均匀性。

为实现上述目的，技术方案是：初次冶炼采取“电炉+LF+VD”，在保证钢水脱氧效果和良好的纯净度的同时，将氮含量达到常压下最大可溶解量，减少后期氮化合金料的加入量；“加压电渣炉”重熔过程中炉内吹入氮气增压，并添加氮化合金料达到成分中氮的控制要求。氮化合金料选择氮化硅和氮化铬，分别按照70％和30％的增氮比例添加；热加工方面，电渣锭采用均质化处理，并利用35MN快锻机多向变形，控制适当压下量和终锻温度，以保证锻制钢材表面质量，并提高组织均匀性、力学性能和等向性；配以锻后冷却工艺和合适的退火处理工艺，得到均匀的球状珠光体组织，为模具的热处理提供良好的组织准备。

具体工艺步骤：

1.电炉+LF+VD冶炼工艺

①原材料选择生铁、废钢及含铁、铬、钼、钒等元素的合金料；

②电炉装入废钢和生铁→给电→吹氧→加渣→全熔→取样→磷不大于0.007％出钢；

③电炉出钢扒渣后→LF炉到位加入白灰等渣料→给电→加脱氧剂→取样→加入合金料调整成分→成分合格后吊出；

④钢包入VD罐后吹氩气压力不大于100Pa→保持10mi n～20m i n→VD罐开盖→吹氮气(按照电极坯中氮的设计目标，计算吹氮的流量)→取样→补加氮化铬铁→给电调整温度→出钢浇铸电极坯；电极坯规格为Φ470mm～Φ600mm。

2.加压电渣炉重熔工艺：

①准备工作：电极坯表面辊磨处理，清除表面的氧化铁皮，切取本钢种底垫；清理电渣炉体和周围的灰尘和杂物，保证密封效果；检查加压电渣炉压力管道和进料***正常运行；使用Φ750mm或Φ930mm结晶器，加压电渣炉上方的两个合金加料器中，一个加入30kg～50kg的氮化硅，另一个加入50kg～100kg的氮化铬。

②给电起弧，进入造渣阶段，时间为1.0h～2h，熔化速率为610kg/h～900kg/h；造渣开始10mi n后炉内充入氮气提升炉内压力，压力设定10bar～15bar，压力达到设定值后，合金加料器开始向炉内同时加入氮化硅和氮化铬两种氮化合金料，加入速率为分别为2kg/h～6kg/h和3kg/h～10kg/h，实现钢中含氮0.25％～0.45％的目标。

③正常熔炼阶段，保持炉内压力、氮化合金料加入速率、熔速等参数稳定。

④充填阶段保持炉内压力10.0bar～15.0bar稳定。

⑤电渣锭型为Φ750mm或Φ930mm，电渣锭罩冷10h～24h后温送加工厂。

3.热加工工艺：

①钢锭在1200℃～1260℃进行均质化扩散处理，保温时间为15h～30h，使钢锭中元素偏析均匀化。

②扩散处理后降温至1180℃～1200℃进行锻制生产，控制终锻温度不低于980℃，防止温度降低产生裂纹，保证钢材表面质量。

③采用多火次、多向锻造，一火次，压钳把并以50mm～80mm的压下量轻压表面，使钢锭表面平整；二火次，镦粗并以50mm～80mm的压下量轻压表面，压平镦粗带来的表面褶皱，提高钢材的等向性；三火次以后拔长，拔长压下量控制在60mm～150mm，拔长时控制终锻温度不低于1000℃。

④可实现厚度100mm～500mm、宽度300mm～900mm的大规格锻材稳定生产。

4.退火热处理工艺：

钢材锻后采用风冷或空冷方式冷却，温度降至100℃～300℃后装炉进行退火处理；退火温度810℃～890℃，保温时间20h～45h；随后以20℃/h～50℃/h的冷却速度降温至200℃～400℃出炉，使钢材获得均匀的球状珠光体组织。

对本发明点的说明：

本发明首次提出采用“电炉+LF+VD+加压电渣炉+锻制+退火”工艺制造一种含氮0.25％～0.45％大规格耐蚀塑料模具钢锻材。受设备能力的限制，国内外生产的高氮耐蚀塑料模具钢材规格较小，成本较高，对于大规格高锻材生产只停留在理论分析上，本发明打通了大型铸锭的冶炼和大型锻材加工、退火热处理的整条生产工艺流程。

本发明设计的冶炼、加工和热处理方法已经过工业化生产实践验证。钢中增氮需经两个冶炼过程：①一次增氮，“电炉+LF+VD”冶炼配料不配入硅铁，在保证钢液纯净的同时，利用吹氮和添加氮化铬的方法使钢液中的氮达到常压下最大溶解量；②二次增氮，采用“加压电渣”重熔冶炼，冶炼过程中持续添加氮化硅和氮化铬合金料，氮化硅提供70％增氮量，氮化铬提供30％增氮量，并控制炉内压力在10.0bar～15.0bar，将氮化合金料中的氮溶入钢液中，实现氮含量的二次增加。

高氮耐蚀塑料模具钢的热加工工艺经理论和实践验证，热加工区间窄，温度下降后易产生裂纹,因此本发明在锻制过程中协同控制加热温度、终锻温度和锻制的单道次压下量，保证锻材内部和表面质量；钢材控锻控冷，并采用合理的球化退火工艺，获得均匀的珠光体组织，为模具的淬回火热处理提供良好的组织准备。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

①与发明专利“一种真空感应炉与加压电渣炉冶炼高氮模具钢的方法”(专利号202111489598.1)相比，本发明中电炉+LF+VD冶炼过程中主要利用吹氮实现增氮，是真空感应炉冶炼增氮量的二倍，且方法简单容易实现。减少后期了氮化铬和氮化硅等氮化合金料的消耗，降低了成本，提高了氮在大型钢锭中的均匀性和合格率。

②加压电渣重熔添加的氮化合金料使钢材获得更高的氮含量。大型钢锭生产工艺参数的稳定控制，提高了钢中氮元素分布的均匀性，使氮精准的达到了目标；在足够压力的氮气保护下，不仅防止熔池中氮的逸出，且使钢锭的氧含量和杂质含量降低，进一步提高纯净度；炉中同时添加氮化铬，减少昂贵的氮化硅的使用量，与发明专利“一种真空感应炉与加压电渣炉冶炼高氮模具钢的方法”(专利号202111489598.1)相比，不仅满足耐蚀塑料模具钢成分设计中低硅的要求，而且降低了成本。“电炉+LF+VD+加压电渣炉”联合冶炼，具有比其它冶炼方式更好的氮均匀性，便于大规格钢锭的工业化生产。

③热加工过程中的均质化工艺、锻制加热温度、控锻空冷工艺的控制，具有比其它的热加工方式具有更好的组织均匀性、力学性能、等向性和表面质量。

④“电炉+LF+VD+加压电渣炉+锻制+退火”整套工业化生产工艺，对比其它高氮耐蚀塑料模具钢生产工艺，具有高氮含量、高质量、高效率、低能耗、产品大型化等特点。

附图说明

图1是锻材成品检验化学成分和显微组织的位置分布图；

图2 30Cr14MoN0.4成品材头部中心位置的退火显微组织；

图3 30Cr14MoN0.4成品材头部对角线1/4位置的退火显微组织；

图4 30Cr14MoN0.4成品材头部边角位置的退火显微组织；

图5 20Cr13N i MoN0.25成品材头部中心位置的退火显微组织；

图6 20Cr13N i MoN0.25成品材头部对角线1/4位置的退火显微组织；

图7 20Cr13N i MoN0.25成品材头部边角位置的退火显微组织；

图8 30Cr15MoN0.45成品材头部中心位置的退火显微组织；

图9 30Cr 15MoN0.45成品材头部对角线1/4位置的退火显微组织；

图10 30Cr15MoN0.45成品材头部边角位置的退火显微组织；

附图图标：1-锻材头部边角、2-锻材头部对角线1/4处、3-锻材头部中心、4-锻材尾部边角、5-锻材尾部对角线1/4处、6-锻材尾部中心、7-锻材高度方向、8-锻材宽度方向、9-锻材长度方向。

具体实施方式

下面实施例结合附图详细说明本发明。

按照上述技术方案实施，提供以下三项优选实施例。

实施例1

电炉+LF+VD冶炼浇铸Φ470mm电极坯，加压电渣炉重熔Φ750mm电渣锭，35MN快锻机生产成品规格为260mm×610mm(厚度×宽度)锻制扁钢，锻材退火处理。目标钢种为30Cr14MoN0.4，合金成分和成品目标值如表1。

表1

⑴根据钢种的目标成分和工艺要求，电炉冶炼的配料目标按照表2执行。

表2

⑵采用30t电炉冶炼，配料选择废钢、生铁、铬铁、电解锰、钼铁等；全熔后吹氧，加渣1000kg，30mi n后测温取样，分析P为0.005％。

⑶扒渣后到LF工位前测温1573℃，加入白灰300kg、铝钙渣50kg，调入50kg电解锰；到位后给电调温，加入铬铁合金料，同时加入铝粉等脱氧剂和增碳剂各30kg。

⑷待保护渣颜色变白色后，测温并取样分析全元素，根据分析结果继续加入合金料，调整成分达到合格。

⑸LF炉扒渣后转到VD工位，开VD泵脱气，氩气流量40L/mi n～60L/mi n，压力67Pa，保压15mi n。

⑹开盖后吹氮气110m³，吹氩气5mi n，取样分析氮为0.167％，给电升温后加入270kg的氮化铬，取样分析全元素达到目标值，其中氮为0.184％，氧为0.0018％，硅为0.18％；钢包吊出到浇铸工位，浇铸Φ470mm电极坯。

⑺电极坯退火后表面辊磨处理，清除表面的氧化铁皮，并切取底垫。

⑻采用15t加压电渣炉重熔，生产前检查设备运行良好；选用Φ470mm电极坯重熔Φ750mm电渣锭。

⑼造渣开始12mi n后充氮气压力开始提升，20mi n后压力升至设定的10bar；熔化速率为658kg/h～670kg/h，氮化硅加入速率为4.8kg/h～4.9kg/h，氮化铬加入速率为8.3kg/h～8.4kg/h。

⑽进入正常熔炼阶段，压力9.9bar～10.5bar，冷却水温差为7.2℃～7.7℃，合金料加入速率和其他熔炼参数稳定。

⑾在电极重量剩余264kg时开始进入充填阶段，充填总时间为1h24m i n，充填阶段压力维持在10.0bar左右。

⑿充填结束，停电泄压，电渣锭在结晶器中冷却1.5h，脱锭后电渣锭罩冷12h，罩冷后温送锻造厂进行加热。

⒀扩散处理温度1220℃，保温20h；扩散结束后降温至1190℃保温2h，进行锻制生产；一火次以60mm压下量轻压钢锭表面，压钳把；二火次镦粗，前后高度比为2：1,镦粗后以60mm压下量轻压表面；三火次拔长，前4道次压下量为100mm～120mm，后6道次为60mm～80mm，过程中倒楞防止边角开裂；四火次拔长，压下量为40mm～80mm；五火次拔长，并整形；每火次再烧温度为1190℃，拔长时终锻温度不低于1023℃；锻造成品规格为260mm×610mm。

⒁锻后钢材空冷至212℃装入退火炉，870℃保温30h后以不大于30℃/h的降温速度降至310℃出炉空冷。

⒂在退火后的锻材头部和尾部横截面不同位置(见图1)取样分析化学成分，分析结果如表3，列出主要控制元素和易烧损元素；从结果来看，锻材头、尾不同位置的的氮元素分布均匀，其它元素均达到了目标控制要求。

表3

⒃退火后锻材成品头部中心(图2)、对角线1/4(图3)和边部(图4)取样观察显微组织(500倍)，退火组织为球状珠光体，且分布均匀。

实施例2

电炉+LF+VD冶炼浇铸Φ600mm电极坯，加压电渣炉重熔Φ930mm电渣锭，35MN快锻机生产成品规格为300mm×870mm(厚度×宽度)锻制扁钢，锻材退火处理。目标钢种为20Cr13N i MoN0.25，合金成分和成品目标值如表4。

表4

⑴根据钢种的目标成分和工艺要求，电炉冶炼的配料目标按照表5执行。

表5

⑵采用30t电炉冶炼，配料选择废钢、生铁、铬铁、镍板、电解锰、钼铁等；全熔后吹氧，加渣1000kg，30mi n后测温取样，分析P为0.006％。

⑶扒渣后到LF工位前测温1570℃，加入白灰420kg、铝钙渣80kg，调入70kg电解锰；到位后给电调温，加入铬铁等合金料，同时加入铝粉等脱氧剂60kg和增碳剂20kg。

⑷待保护渣颜色变白色后，测温并取样分析全元素，根据分析结果继续加入电解锰、钼铁和镍板合金料，调整成分达到合格。

⑸LF炉扒渣后转到VD工位，开VD泵脱气，氩气流量40L/mi n～60L/mi n，压力67Pa，保压15mi n。

⑹开盖后吹氮气80m³，吹氩气5mi n，取样分析氮为0.135％，给电升温后加入300kg的氮化铬，取样分析全元素达到目标值，其中氮为0.163％，氧为0.0020％，硅为0.17％；钢包吊出到浇铸工位，浇铸Φ600mm电极坯。

⑺电极坯退火后表面辊磨处理，清除表面的氧化铁皮，并切取底垫。

⑻采用15t加压电渣炉重熔，生产前检查设备运行良好；选用Φ600mm电极坯重熔Φ930mm电渣锭。

⑼造渣开始20mi n后充氮气压力开始提升，20mi n后压力升至设定的12bar；熔化速率为835kg/h～848kg/h，氮化硅加入速率为2.2kg/h～7.7kg/h，氮化铬加入速率为3.9kg/h～4.0kg/h。

⑽进入正常熔炼阶段，压力11.8bar～12.3bar，冷却水温差为7.3℃～7.7℃，合金料加入速率和其他熔炼参数稳定。

⑾在电极坯重量剩余310kg时开始进入充填阶段，充填总时间为1h24mi n，充填阶段压力维持在10.0bar左右。

⑿充填结束，停电泄压，电渣锭在结晶器中冷却2h，脱锭后电渣锭罩冷15h，罩冷后温送锻造厂进行加热。

⒀扩散处理温度1220℃，保温25h；扩散结束后降温至1190℃保温3h，进行锻制生产；一火次以60mm压下量轻压钢锭表面,底垫端压钳把；二火次镦粗，前后高度比为2：1,镦粗后以60mm压5下量轻压表面；三火次拔长，前6道次压下量为100mm～150mm，后6道次为60mm～80mm，过程中倒楞防止边角开裂；四火次拔长，压下量为40mm～80mm；五火到六火次拔长，压下量为40mm～80mm，并整形；拔长每火次再烧温度为1190℃，终锻温度不低于1015℃；锻造成品规格为260mm×870mm。

⒁锻后钢材空冷至260℃装入退火炉，870℃保温35h后以不大于30℃/h的降温速度降至300℃出炉空冷。

⒂在退火后的锻材头部和尾部横截面不同位置(见图1)取样分析化学成分，分析结果如表6，列出主要控制元素和易烧损元素；从结果来看，锻材头、尾不同位置的的氮元素分布均匀，其它元素均达到了目标控制要求。

表6

⒃退火后锻材成品头部中心(图5)、对角线1/4(图6)和边部(图7)取样观察显微组织(500倍)，退火组织为球状珠光体，且分布均匀。

实施例3

电炉+LF+VD冶炼浇铸Φ470mm电极坯，加压电渣炉重熔Φ750mm电渣锭，35MN快锻机生产成品规格为305mm×610mm(厚度×宽度)锻制扁钢，锻材退火处理。目标钢种为30Cr15MoN0.45，合金成分和成品目标值如表7。

表7

⑴根据钢种的目标成分和工艺要求，电炉冶炼的配料目标按照表8执行。

表8

⑵采用30t电炉冶炼，配料选择废钢、生铁、铬铁、电解锰、钼铁等；全熔后吹氧，加渣1000kg，30mi n后测温取样，分析P为0.006％。

⑶扒渣后到LF工位前测温1573℃，加入白灰350kg、铝钙渣60kg，调入60kg电解锰；到位后给电调温，加入铬铁等合金料，分批加入铝粉脱氧剂30kg和增碳剂30kg。

⑷待保护渣颜色变白色后，测温并取样分析全元素，根据分析结果继续加入电解锰、钼铁和镍板合金料，调整成分达到合格。

⑸LF炉扒渣后转到VD工位，开VD泵脱气，氩气流量40L/mi n～60L/mi n，压力67Pa，保压15mi n。

⑹开盖后吹氮气130m³，吹氩气5mi n，取样分析氮为0.181％，给电升温后加入200kg的氮化铬，取样分析全元素达到目标值，其中氮为0.196％，氧为0.0023％，硅为0.22％；钢包吊出到浇铸工位，浇铸Φ470mm电极坯。

⑺电极坯退火后表面辊磨处理，清除表面的氧化铁皮，并切取底垫。

⑻采用15t加压电渣炉重熔，生产前检查设备运行良好；选用Φ470mm电极坯重熔Φ750mm电渣锭。

⑼造渣开始20mi n后充氮气压力开始提升，20mi n后压力升至设定的10bar；熔化速率为716kg/h～730kg/h，氮化硅加入速率为5.13kg/h～5.2kg/h，氮化铬加入速率为8.9kg/h～9.0kg/h。

⑽造渣80mi n后进入正常熔炼阶段，压力和冷却水压力9.8bar～10.3bar，电流为13KA～16KA，电压为60V～66V，冷却水温差为7.2℃～7.8℃，熔炼过程各项参数稳定。

⑾在电极坯重量剩余200kg时开始进入充填阶段，充填总时间为1h15mi n，充填阶段压力维持在10.0bar左右。

⑿充填结束，停电泄压，电渣锭在结晶器中冷却1.5h，脱锭后电渣锭罩冷12h，罩冷后温送锻造厂进行加热。

⒀扩散处理温度1220℃，保温20h；扩散结束后降温至1190℃保温2h，进行锻制生产；一火次以60mm压下量轻压钢锭表面,底垫端压钳把；二火次镦粗，前后高度比为2：1,镦粗后以60mm压5下量轻压表面；三火次拔长，前4道次压下量为100mm～150mm，后6道次为60mm～80mm，过程中倒楞防止边角开裂；四火次拔长，压下量为40mm～80mm；五火次拔长，压下量为40mm～80mm，并整形；拔长每火次再烧温度为1190℃，终锻温度不低于1010℃；锻造成品规格为300mm×810mm。

⒁锻后钢材空冷至260℃装入退火炉，升温速度为50℃/h,升至870℃保温30h后,以不大于130℃/h的降温速度降至300℃出炉空冷。

⒂在退火后的锻材头部和尾部横截面不同位置(见图1)取样分析化学成分，分析结果如表9，列出主要控制元素和易烧损元素；从结果来看，锻材头、尾不同位置的的氮元素分布均匀，其它元素均达到了目标控制要求。

表9

表9(续)

⒃退火后锻材成品头部中心(图8)、对角线1/4(图9)和边部(图10)取样观察显微组织(500倍)，退火组织为球状珠光体，且分布均匀。

Claims (2)

1.一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括“电炉+LF+VD+加压电渣炉+锻制+退火”；

所述“电炉+LF+VD”冶炼工艺，在保证钢水脱氧效果和良好的纯净度的同时，将氮含量达到常压下最大可溶解量，减少后期氮化合金料的加入量；

所述“加压电渣炉”重熔工艺，重熔过程中炉内吹入氮气增压，并添加氮化合金料达到成分中氮的控制要求，氮化合金料选择氮化硅和氮化铬，分别按照70％和30％的增氮比例添加；

所述“锻制”热加工工艺，电渣锭采用均质化处理，并利用35MN快锻机多向变形，控制适当压下量和终锻温度，以保证锻制钢材表面质量，并提高组织均匀性、力学性能和等向性；

所述“退火”热处理工艺：配以锻后冷却工艺和合适的退火处理工艺，得到均匀的球状珠光体组织，为模具的热处理提供良好的组织准备。

2.根据权利要求1所述一种含氮耐蚀塑料模具钢锻材的制造方法，其特征在于，

所述“电炉+LF+VD”冶炼具体工艺步骤：

①原材料选择生铁、废钢及含铁、铬、钼、钒等元素的合金料；

②电炉装入废钢和生铁→给电→吹氧→加渣→全熔→取样→磷不大于0.007％出钢；

③电炉出钢扒渣后→LF炉到位加入白灰等渣料→给电→加脱氧剂→取样→加入合金料调整成分→成分合格后吊出；

④钢包入VD罐后吹氩气压力不大于100Pa→保持10min～20min→VD罐开盖→吹氮气(按照电极坯中氮的设计目标，计算吹氮的流量)→取样→补加氮化铬铁→给电调整温度→出钢浇铸电极坯；电极坯规格为Φ470mm～Φ600mm；

所述“加压电渣炉”重熔具体工艺步骤：

①准备工作：电极坯表面辊磨处理，清除表面的氧化铁皮，切取本钢种底垫；清理电渣炉体和周围的灰尘和杂物，保证密封效果；检查加压电渣炉压力管道和进料***正常运行；使用Φ750mm或Φ930mm结晶器，加压电渣炉上方的两个合金加料器中，一个加入30kg～50kg的氮化硅，另一个加入50kg～100kg的氮化铬；

②给电起弧，进入造渣阶段，时间为1.0h～2h，熔化速率为610kg/h～900kg/h；造渣开始10min后炉内充入氮气提升炉内压力，压力设定10bar～15bar，压力达到设定值后，合金加料器开始向炉内同时加入氮化硅和氮化铬两种氮化合金料，加入速率为分别为2kg/h～6kg/h和3kg/h～10kg/h，实现钢中含氮0.25％～0.45％的目标；

③正常熔炼阶段，保持炉内压力、氮化合金料加入速率、熔速等参数稳定；

④充填阶段保持炉内压力10.0bar～15.0bar稳定；

⑤电渣锭型为Φ750mm或Φ930mm，电渣锭罩冷10h～24h后温送加工厂；

所述“锻制”热加工具体工艺步骤：

①钢锭在1200℃～1260℃进行均质化扩散处理，保温时间为15h～30h，使钢锭中元素偏析均匀化；

②扩散处理后降温至1180℃～1200℃进行锻制生产，控制终锻温度不低于980℃，防止温度降低产生裂纹，保证钢材表面质量；

③采用多火次、多向锻造，一火次，压钳把并以50mm～80mm的压下量轻压表面，使钢锭表面平整；二火次，镦粗并以50mm～80mm的压下量轻压表面，压平镦粗带来的表面褶皱，提高钢材的等向性；三火次以后拔长，拔长压下量控制在60mm～150mm，拔长时控制终锻温度不低于1000℃；

④可实现厚度100mm～500mm、宽度300mm～900mm的大规格锻材稳定生产；

所述“退火”热处理具体工艺步骤：

钢材锻后采用风冷或空冷方式冷却，温度降至100℃～300℃后装炉进行退火处理；退火温度810℃～890℃，保温时间20h～45h；随后以20℃/h～50℃/h的冷却速度降温至200℃～400℃出炉，使钢材获得均匀的球状珠光体组织。

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