[發明專利]一種過飽和高氮不銹鋼電極棒冶煉工藝

在審

• 申請號: 202011319576.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112481447A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 萬岷江
• 申請（專利權）人: 浙江天馬軸承集團有限公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06;C21C7/10;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 楊學強

本發明公開了一種過飽和高氮不銹鋼電極棒冶煉工藝，屬于高氮鋼鐵冶金應用技術領域。其在初煉中用焦炭粉制造泡沫渣，采用留鋼留渣的方式出鋼；對流入鋼包精煉爐的鋼液進行造渣脫氧、脫硫、脫除雜物處理后得到爐渣，同時向鋼包精煉爐中加入多種中間合金，在此過程中根據鋼液脫氧和爐渣脫氧是否良好，來決定是否加入少量的Al塊；將精煉后的鋼液放入VD真空爐中進行真空處理，在真空度≤67Pa的狀態下，吹入氬氣；真空度＞98Pa時將氬氣更換成氮氣對鋼液進行軟吹攪拌；將得到的過飽和高氮鋼液的溫度控制在1525～1535℃時，澆注在電極棒磨具中，然后冷卻紅送；鍛造加工成過飽和高氮不銹鋼電極棒。

技術領域

本發明屬于高氮鋼鐵冶金應用技術領域，尤其涉及一種過飽和高氮不銹鋼電極棒冶煉工藝。

背景技術

隨著對含氮不銹鋼的研究越來越深入，人類對于氮對不銹鋼產生積極的影響有了越來越清晰的認識，高氮鋼在力學及腐蝕性能方面遠優于無氮鋼。目前,高氮鋼的研究主要集中于奧氏體鋼或鐵素體和馬氏體鋼；另外，氮對珠光體鋼和雙相鋼等鋼種均有益。氮作為鋼中一種重要的合金元素有廣泛的發展前景,高氮鋼的研究及其應用日益受到重視。面對全球二氧化碳減排的環境規制的實行、油價的上升,汽車工業要求發動機高效化、車體輕量化以進一步提高汽車的燃燒效率,對高強度、耐熱性能好的鋼有強烈需求,高氮鋼在汽車行業的應用具有很好的前景。為了充分發揮氮合金化能使鋼的強度提高、耐腐蝕性增強的優點,各種新的高氮鋼的冶煉工藝也不斷被研究和開發。

現有30Cr15MoN電極棒的冶煉工藝，30Cr15MoN高氮鋼是一種加壓氮化、高耐腐蝕性（是1.4125奧氏體不銹鋼的3倍）的馬氏體冷處理鋼，其擁有杰出的韌性（在洛氏硬度56-57時沖擊韌性可達150j/cm2,是1.4125奧氏體不銹鋼的3倍），硬度可達60洛氏硬度。通過PESR（加壓電渣重熔）與一種精密鍛造技術或軋制技術的結合，在精細和均勻的組織構成情況下，能達到一個高的組織純度。此外， 30Cr15MoN擁有一個直到500攝氏度的高耐退火性。由于這一杰出的性狀的結合，材料本身被用于航天和航空領域的主軸軸承和球軸承以及普通機器制造領域。這一材料的性能已被國內外用戶反復驗證。

其主要化學成分如下：

表1

但是，由于高氮鋼是材料中的實際氮含量超過了在常壓下（0.1MPa）制備材料，所能達到的極限值的鋼。在常壓下進行該材料的冶煉制備，是不能滿足高氮鋼的氮含量的要求。只是盡可能的為PESR加壓電渣爐創造良好原始氮含量。但考慮到由于后續加壓電渣爐的增氮方式的要求，加壓電渣爐增氮設備的限制，且由于如后序加壓電渣爐通過MnN和CrN進行增氮的話，由于MnN和CrN合金本身的氮含量低，且熔點高，存在增氮量有限，增氮不均勻、造成（異）金屬夾雜等缺陷，影響鋼的純凈度。后續加壓電渣爐只能采取Si3N4合金的方式進行增氮操作，但使用Si3N4合金進行增氮的話，不可避免的會造成Si含量的增加，從而對金屬自耗電極中Si提出了更嚴格的要求。經計算，因后續漲硅，金屬自耗電極Si要求≤0.20%。但由于硅含量低，勢必會造成鋼液的脫氧不良。進而影響其金屬自耗電極的氧含量達不到要求。

但同時，為了進一步提高自耗電極的氮含量，滿足后續電渣重熔對氮含量的要求。要采取合理的措施進行增氮。在控制硅、氧的情況下，進行增氮。不然，勢必會造成，氮雖增漲上去了，但硅、氧不合格。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種過飽和高氮不銹鋼電極棒冶煉工藝，通過合理匹配冶煉工藝參數，可將鋼中氮含量升高至0.4～0.6％，且溶氮穩定、均勻；并同時滿足Si≤0.20%，0≤0.0015%。

本發明解決上述問題本發明采用了以下技術方案：

一種過飽和高氮不銹鋼電極棒冶煉工藝，包括以下步驟：