一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105779688A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610286132.4(22)申请日2016.05.04(71)申请人河北钢铁股份有限公司地址050000河北省石家庄市裕华西路40号(72)发明人李博斌翟永臻高宇董廷亮窦磊王海明(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人陈丽(51)Int.Cl.C21C5/52(2006.01)C21C7/10(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法(57)摘要本发明公开了一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，包括以下步骤：将表面洁净的钢铁料加入真空感应炉坩埚内，抽真空至10Pa以下供电加热；钢铁料全部熔清，升温至1550～1650℃后保温，停止抽真空，充入氩气，进行合金化；除氮以外其他合金元素达到目标成分后，真空度≤100Pa后炉内充入氮气；炉内氮气压力达到设定值后停止充气，在炉内氮气气氛下保持一定的气相渗氮时间进行氮合金化；氮合金化结束，调整钢液温度，再次向炉内充氮气，将炉内压力提高10000～20000Pa后进行浇注，得到成分精确、内部致密均匀的铸锭。该方法适用于冶炼氮含量0.005%～0.05%的钢种，利用本发明可以将钢中氮含量精确控制在目标值±5PPm范围内，且钢液洁净度高、铸锭致密均匀。CN105779688ACN105779688A权利要求书1/1页1.一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，具体步骤包括：（1）将表面洁净的钢铁料加入真空感应炉坩埚内，然后抽真空至10Pa以下供电加热；（2）钢铁料全部熔清，升温至1550～1650℃后保温，停止抽真空，向炉内充入氩气；（3）炉内氩气压力达到设定值后停止充氩，进行合金化；（4）除氮以外其他合金元素达到目标成分后，抽真空，真空度≤100Pa后炉内充入氮气；（5）炉内氮气压力达到设定值后停止充气，在炉内氮气气氛下保持一定的气相渗氮时间进行氮合金化；（6）氮合金化结束，调整钢液温度，再次向炉内充氮气，将炉内压力提高10000～20000Pa后进行浇注，得到成分精确、内部致密均匀的铸锭。2.根据权利要求1所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中根据冶炼的钢种的具体成分范围要求，炉内充氩压力设定值为5000～30000Pa。3.根据权利要求1所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）-（6），从合金化至浇注整个过程，钢液温度保持在1550～1650℃。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，根据冶炼的钢种的氮含量要求，炉内充氮压力设定值为公式中：—钢液中K元素对氮活度的相互作用系数；W[K]—钢液中组分K的质量分数，%；W[N]—钢中要求的氮的质量分数，%；T—钢液温度，K。5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，根据冶炼的钢种的氮含量要求，保持气相渗氮时间为5～30min。6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述方法适用于冶炼氮含量0.005～0.05%的钢种。7.根据权利要求6所述的一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法，其特征在于，所述方法可以将钢中氮含量精确控制在目标值±5PPm范围内。2CN105779688A说明书1/4页一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法技术领域[0001]本发明属于炼钢冶炼技术领域，具体涉及一种真空感应炉冶炼含氮钢精确控制氮含量的方法。背景技术[0002]氮是钢种常存元素之一，通常与钢的各种脆断有关，但是氮在钢中也有许多有益的作用。氮元素具有固溶强化、细化晶粒等作用，不仅可以提高钢材强度，提高耐磨性，而且能改善其耐蚀性，所以不锈钢、取向硅钢、微合金化钢和一些非调质钢中需加入少量氮，以改善其钢材性能。为此，在含氮钢冶炼时需对钢液进行氮合金化增氮。高真空感应炉由于在真空状态下冶炼，氮分压极低，钢液脱氮速率快，增氮非常困难。[0003]目前高真空感应炉氮合金化方法，主要采用炉内充氩气或氮气后加氮化合金进行增氮合金化。真空充氩加氮合金，氮收得率不稳定，增氮量不易控制；而充氮后加氮化合金进行合金化，钢液氮含量受气相渗氮和氮合金增氮两种作用影响，成分不易精确控制；且两种方法都需要使用价格较为昂贵的氮化合金，增加炼钢成本。发明内容[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明目的是提