一种加压电渣炉冶炼高氮钢的方法

摘要

本发明涉及加压电渣炉冶炼高氮钢的方法，要点是按如下步骤进行：选定自耗复合电极母材组成含量及各原料重量百分比；冶炼自耗电极母材，在合金管装入氮合金粒和脱氧剂后焊接在母材上制成自耗复合电极，焊到假电极上，装卡到电极上；放引弧剂于自耗电极下面的底水箱上；烘烤渣3～10小时，倒入结晶器内，密闭熔炼室；在氮气条件下，电流为1000～2000A下化渣；之后提升熔炼室和冷却水压力均为3～10MPa，在电流为2000～6000A下冶炼；当熔炼电流降至1000A以下冶炼结束。本发明优点是用固态起弧造渣方式和自耗复合电极在超过常压密闭冶炼室内进行冶炼，解决了采用原有技术制备高氮钢过程中氮分布不均匀的问题，从而避免了二次重熔，节约了生产成本，且工艺方法简单，冶炼效果好。

主权项

一种加压电渣炉冶炼高氮钢的方法，利用主要由底水箱、结晶器、熔炼室、电极、电极卡头、密封装置、熔炼室冷却水入口和出口构成的电渣炉，进行高氮钢的冶炼，其特征在于按如下步骤进行：1)依据目标钢种的元素成分，通过以下计算公式计算目标钢种在常压下极限氮含量×(0.7～0.9)的数值，确定自耗复合电极母材的氮含量及其他合金元素的成分，通过计算得出冶炼自耗复合电极母材所需原料的重量百分比， lg [ % N ] = 1 2 lg ( p N 2 / p 0 ) - 188 T - 1.17 - { ( 3280 T - 0.75 ) ( 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 + δ N p log p N 2 / p 0 ) } 式中：pN2为氮压力，p0为标准大气压，δNp为压力对氮活度的作用系数；2)冶炼自耗复合电极母材，并锻造成设计尺寸的棒材，按设计要求的尺寸和数量的合金管中装入相应的氮化合金颗粒和脱氧剂，然后将合金管均匀焊接在棒材上，制备成自耗复合电极；3)将自耗复合电极焊接到假电极上，将假电极装卡到电极上；4)把引弧剂放在自耗复合电极下面的底水箱上，使它和下面的底水箱以及自耗复合电极无间隙紧密接触，保证通电后有电流导通；5)将在300～800℃烘烤3～10小时的渣均匀倒入结晶器内，密闭熔炼室；6)在氮气保护气氛的熔炼室中，采用固态起弧方法进行起弧造渣，在电压为41～50V，电流为1000～2000A的条件下，进行化渣10～15分钟；7)化渣结束后，同时提升冷却水压力和熔炼室压力至3～10MPa，电压为41～50V，电流为2000～6000A条件下，开始冶炼；8)当熔炼电流降低至1000A以下再无上升情况下，抬升电极，冶炼结束，关闭交流电源5分钟后，降低冷却水压力和熔炼室压力至常压，待钢锭充分冷却后，脱出钢锭。