[发明专利]一种高氮不锈钢的制备方法及其采用的浇包浇注装置

说明书

本发明公开了一种高氮不锈钢的制备方法及其采用的浇包浇注装置，属于高氮马氏体不锈钢制备技术领域，制备方法为先熔炼高氮合金熔体，然后向高氮合金熔体中添加基础钢材料及其他元素，在冶炼过程中加入碳元素，待完全熔化且搅拌均匀后出炉浇注即可；浇包浇注装置中的驱动机构包括均以浇包口的尖端为圆心的弧形内轨道、弧形主轨道和弧形外轨道。本发明提供的制备方法中高氮合金与基础钢材料平稳熔合，以获得气泡少、氮含量高的高氮钢坯，最终制得的产品具有高硬度、抗高温氧化、耐低温、耐磨的特点；提供的浇包浇注装置可保持浇包浇注的位置不变，减少了由于浇口位置在浇注过程中的变化而造成的金属液飞溅浪费，且能提升实现浇注的熔体的质量。

技术领域

本发明涉及高氮马氏体不锈钢制备技术领域，具体的涉及一种高氮不锈钢的制备方法及其采用的浇包浇注装置。

背景技术

高氮马氏体不锈钢以其耐腐蚀、高强度、高塑性等优异性能受到瞩目，作为高强韧同时耐蚀不锈的新型钢种，可在更宽阔更复杂的领域获得广泛应用。马氏体不锈钢比奥氏体不锈钢有更好的机械性能，具有良好的耐冲击、耐磨、耐高温性能，热硬性能高，可以替代部分钨、钴合金，在950度高温下不变形，在恶劣环境下具有良好的机械密封性能。但是目前，现有的高氮马氏体不锈钢在制备过程中高氮合金与基础钢材料的熔合不够平稳，氮逸出较多，使得氮钢熔体含氮较少且稳定性不足，从而致使生产的高氮钢坯的质量水平较低。

不锈钢在生产过程中，通常都是先冶炼合金熔体，然后将合金熔体进行浇注，最终制得不锈钢。其浇注操作时常需要用到浇包浇注装置，浇包用于铸造车间浇注作业，在炉前承接金属液后，由行车运到铸型处进行浇注，分为铁水包，钢水包，茶壶包，球铁包等多种样式。在浇注过程中需要改变浇包的倾角，使浇包内的金属液倒入模具中，但是，普通浇包浇注时浇包口以转轴为圆心转动，金属液很难对准较小的浇口杯，造成合金液的飞溅和浪费，对于生产上造成了一定的危险性和成本的提高。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种高氮不锈钢的制备方法及其采用的浇包浇注装置，其提供的制备方法可促进高氮合金与基础钢材料平稳熔合，以获得气泡少、氮含量高的高氮钢坯，且由于碳元素的引入可生产高氮马氏体不锈钢，最终制得的产品具有高硬度、抗高温氧化、耐低温、耐磨的特点；本发明提供的浇包浇注装置可保持浇包浇注的位置不变，减少了由于浇口位置在浇注过程中的变化而造成的金属液飞溅浪费，且能提升实现浇注的熔体的质量。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种高氮不锈钢的制备方法，先熔炼高氮合金熔体，再向高氮合金熔体中添加基础钢材料，在冶炼过程中加入碳元素，控制碳含量在0.1％～1％wt，控制氮含量在0.1％～1％wt；待完全熔化且搅拌均匀后出炉浇注，即可制得高氮钢。具体步骤如下：

S1、准备好制备高氮合金熔体的材料和基础钢材料，其中，制备高氮合金熔体的材料包括高氮铬铁和氮化铬铁及氮化锰；基础钢材料包括固态金属锰、固态金属铁、钼、铌、铜、钛、钒、稀土等；

S2、熔炼高氮合金熔体，高氮铬铁和氮化铬铁的混合比例为任意，氮化锰根据成分添加；将高氮铬铁和氮化铬铁及氮化锰的混合物全部加入炉内升温加热，直至全部熔化后，将熔体保持在能够维持熔体状态的较低温度，即保持在1450℃～1600℃范围内，并控制氮含量为2～10wt％；

S3、向步骤S2中获得的高氮合金熔体中添加锰铁或/和固态金属锰以及铬铁、钒铁中的至少任意一种，获得高锰高氮合金熔体；金属锰添加量按高氮钢设计成分计算为高氮钢重量的5～30wt％，其熔体温度为维持熔体状态的较低温度，温度范围为1450℃～1600℃；