一种分阶段控制压力的加压感应冶炼高氮不锈钢的方法

摘要

本发明公开了一种分阶段控制压力的加压感应冶炼高氮不锈钢的方法，属于高氮不锈钢冶炼技术领域。该方法适用于冶炼的高氮不锈钢钢种成分为：C：≤0.2％，Mn：12～23％，Cr：15～24％，Si：≤1％，Mo：0～4.5％，N：0.7～2％，Ni：0～4.5％，Fe：余量，具体包括：配料与分阶段加压参数的确定；装料；抽真空至10Pa后通电升温；原料熔清后充纯度为≥99.99％氮气至冶炼压力，然后合金化并保温10～15min；充高纯氮气至浇铸压力后进行浇铸。本发明通过优化氮化合金加入量和合理控制冶炼及浇铸压力，进而有效地解决了高氮不锈钢凝固过程中氮的严重偏析、析出和氮气孔的形成等问题。

主权项

一种分阶段控制压力的加压感应冶炼高氮不锈钢的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)配料与压力参数确定：依据高氮不锈钢钢种的目标成分，通过下述公式①计算出加压感应炉内的冶炼压力P₁，通过公式②计算出加压感应炉内的浇铸压力P₂，根据公式③计算出冶炼原料中氮的实际加入重量百分比(wt％)₁，结合冶炼原料的成分确定所需冶炼原料的重量百分比，从而配制冶炼原料，并且添加1.0～2.0kg/t的用于脱氧的电解铝，其中，冶炼原料包括工业纯铁、金属铬或铬铁、金属钼或钼铁、金属镍、金属锰、工业硅、氮化铬和石墨，冶炼压力P₁的计算公式①，式①中，P₁表示冶炼压力，P^θ表示标准大气压，T表示冶炼温度，A通过下述公式计算得到，A＝0.13[％N]+0.118[％C]+0.043[％Si]+0.011[％Ni]+3.5×10^‑5[％Ni]²‑0.024[％Mn]+3.2×10^‑5[％Mn]²‑0.01[％Mo]+7.9×10^‑5[％Mo]²‑0.048[％Cr]+3.5×10^‑4[％Cr]²浇铸压力P₂的计算公式②，P₂＝[(0.25～0.40)P₁/P^θ+(0.15～0.65)]MPa   ②式②中，P₂表示浇铸压力，冶炼原料中氮的实际加入重量百分比(wt％)₁的计算公式③，式③中，(wt％)₁表示冶炼原料中氮的实际加入重量百分比，(wt％)_N表示高氮不锈钢钢种的目标成分中氮的重量百分比；(2)装料：将金属铬或铬铁、金属钼或钼铁、工业纯铁与金属镍放入加压感应炉中的坩埚内，将易氧化或挥发的金属锰、工业硅、氮化铬、电解铝和石墨置于加料仓中；(3)炉料熔化：将加压感应炉内的压力抽真空至10Pa以下，并通电升温至坩埚内的炉料全部熔化；(4)合金化：待加压感应炉的坩埚中的炉料充分熔化达到熔清之后，向加压感应炉内充入纯度≥99.999％的高纯氮气至压力为P₁，然后通过加料仓向加压感应炉内的坩埚中依次加入工业硅、金属锰、氮化铬、石墨进行合金化，同时添加电解铝脱氧，并在1530～1600℃温度下保温10～15min；(5)浇铸：向加压感应炉内充入纯度≥99.999％的高纯氮气至炉内压力为P₂，然后进行浇铸，浇铸结束后，冷却泄压，取出铸锭，其中，浇铸温度为1530～1580℃，增压和浇铸时间共为8～15min。