[发明专利]一种加压电渣重熔气相渗氮冶炼高氮马氏体不锈钢的方法

摘要

本发明属于高氮钢冶炼领域，具体涉及一种加压电渣重熔气相渗氮冶炼高氮马氏体不锈钢的方法，该方法根据目标钢种成分，利用真空感应炉冶炼无气孔、无氮的高纯净马氏体不锈钢自耗电极；在氮气保护下采用固态起弧的方法进行起弧造渣；向熔炼室内充入氮气增压至2～5MPa，同步提升冷却水压力，采用低熔速在38～43V、2900～4000A下冶炼；对于目标氮含量高于0.3％的钢种，按上述步骤进行第二次加压电渣重熔。其优点是通过合理控制工艺参数及氮气压力，在低熔速下实现了氮合金化的高效进行，可制备出氮含量较高、成分均匀、组织性能优异的高氮马氏体不锈钢。

主权项

1.一种加压电渣重熔气相渗氮冶炼高氮马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)自耗电极的制备：依据目标钢种的元素成分，使用氩气保护的真空感应炉，冶炼无气孔、无氮的高纯净马氏体不锈钢的自耗电极母材，并锻造成合适加压电渣炉电渣重熔尺寸的自耗电极，然后空冷；去除自耗电极表面的氧化皮后将其焊接到假电极上，并与电极夹持器连接；2)引弧剂的铺设：在自耗电极下面的加压电渣炉底水箱上放置与所冶炼高氮马氏体不锈钢相同材质的引弧环、0.45±0.05kg引弧屑，使自耗电极—引弧屑—底水箱三者紧密接触，保证通电后有电流通过；3)渣的烘烤：将适于高氮马氏体不锈钢气相渗氮的预熔渣在600～800℃进行5～7小时烘烤；4)起弧造渣：开启供水系统向加压电渣炉结晶器内通入常压冷却水，并将烘烤过的预熔渣一次性加入结晶器内，密闭熔炼室，向熔炼室中以10～15L/min速度通入氮气5～10min，使熔炼室内空气排出，闭合交流电源，采用固态起弧方法进行起弧造渣，其中：电压为33～38V、电流为2000～2500A，化渣时间为20～25min；5)加压电渣冶炼：造渣结束后向熔炼室内充入氮气增压至2～5MPa，同步提升加压电渣炉结晶器内的冷却水压力至2～5MPa，并调整电压至38～43V、电流至2900～4000A，即开始加压电渣冶炼，熔速控制方程为v＝(0.30～0.40)×Dkg/h，D为电渣炉结晶器尺寸，单位为mm；冶炼过程中控制电流波动＜±3％、电压波动＜±0.5％、熔速波动＜±0.5kg/h；同时利用步进式加料机均匀加入0.4～0.7kg/吨钢的硅钙合金脱氧；6)出钢：加压电渣冶炼补缩后抬升电极结束冶炼；关闭交流电源5min，然后打开加压电渣炉放气阀泄压至常压，同步降低加压电渣炉结晶器内冷却水压力至常压，待钢锭温度降至室温后，脱出钢锭；7)对于目标氮含量高于0.3％的钢种，将第一次重熔的电渣锭锻造成适合加压电渣炉电渣重熔尺寸的自耗电极，按步骤2)～6)进行第二次加压电渣重熔，以达到目标氮含量。