[发明专利]含氮高合金耐热钢ZG3Cr24Ni7N的冶炼工艺

说明书

技术领域

 本发明属于冶炼技术领域，尤其涉及到含氮高合金耐热钢ZG3Cr24Ni7N的冶炼工艺。

背景技术

随着国民经济的发展，含氮耐热钢因具有高温抗氧化性能好、高温持久强度高、热疲劳性能好而用途广泛，如建材、冶金、化工及电力行业中对耐热钢的需求不断增加， ZG3Cr24Ni7N属含氮高合金耐热钢，具有良好的抗氧化性和高温强度，使用温度可达1050℃，常用作硅钢片退火炉内罩、渗碳炉罐、退火炉底板、加热炉底辊、炉爪、合成氨设备支承板及炉管等。

ZG3Cr24Ni7N含氮高合金耐热钢铸件的冶炼过去是经电弧炉冶炼浇注的，冶炼分熔化、氧化、还原三期，该冶炼方法存在以下缺陷：

（1）、氮的合金化一般是在冶炼后期加入氮化合金(如氮化铬铁、氮化锰铁) 来实现的，氮化铬铁、氮化锰铁一般杂质含量较高，污染钢液；

（2）、由于氮化合金价格昂贵，合金化时氮的收得率较低, 冶炼合金成本很高；

（3）、化学成分难以控制，容易造成碳、氮等成分出格；

（4）、铬合金需求量大，且回收率不稳定,容易造成浪费；

（5）、熔化和氧化过程吹入大量的氧气，造成钢水含氧量高，夹杂物和气体含量高，铸件表面易产生气孔，废品率高；

（6）、钢水黏度高，不易浇注。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种含氮高合金耐热钢ZG3Cr24Ni7N的冶炼工艺，利用资源丰富且廉价的氮气作原料，通过向钢液吹氮进行氮的合金化，可大幅度降低含氮钢的生产成本。通过合理的工艺提高合金回收率，解决了化学成分不易控制的难题，提高了钢水冶金质量。

为实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

所述的含氮高合金耐热钢ZG3Cr24Ni7N的冶炼工艺，其工艺流程为钢水包准备→电弧炉初炼→钢包精炼+包底吹氮气，其中：

（1）、钢包准备

认真检查钢包各部位，钢包安装滑动水口、滑板以及填引流砂；要求钢包烘烤4小时以上，钢包温度达到800℃以上； 

（2）、电炉初炼

a）、配料；

考虑到精炼期合金有40～50%的加入量，配料时应配入60～50％的废钢料；

 b）、装料

将废钢料装入电炉中，且在电炉的底部铺装大于等于2t的活性石灰；

c）、熔化

电极下端形成熔池，即开始吹氧助熔，造泡沫渣，大量放渣脱磷；

d）、调整化学成分出钢

出钢温度为1650～1680℃，且钢水中P≤0.006%，出钢前加入合金及预熔渣，合金的加入量应使得钢水中C：0.10～0.18%，Mn：0.3%，Si：0.8%，铝的加入量按每吨钢水加入1Kg计算加入；

（3）、钢包精炼+包底吹氮气

a）、包底吹氩

钢包精炼采用电弧加热，搅拌方式为包底吹氩搅拌； 

b）、喂铝线预脱氧

按每吨钢水喂入铝线0.33Kg向钢水中喂入铝线；

c）、造渣

向钢水中添加石灰、萤石以及扩散脱氧剂； 

d）、提温

快速提高钢水的温度至1640℃以上，调整化学成分；

e）、合金化

按照ZG3Cr24Ni7N中镍成分的规格下限7.00%和铬成分的规格下限23.00%分别计算出镍、铬的加入量，向钢水中加入镍板和铬铁、氮化铬铁（氮不计烧损按0.3%加入氮化铬铁），且先加铬铁再加氮化铬铁，加氮化铬铁前须提前将钢包底吹氩气置换成钢包底吹氮气，氮气压力2.5～3.5kg,流量45～65L/min,铬铁要分三到四批加入，后一批加入前要确保前一批铬铁完全融化，铬铁加入量达70%后，取样全分析，根据取样结果调整合金元素的加入量至规格要求；

f）、保持炉内气氛

始终保证炉内微正压，适时补加渣料，保持还原气氛； 

g）、出钢

出钢温度为1580～1590℃；

h）、喂铝线终脱氧

按每吨钢水0.33Kg向钢水中喂铝线； 

i）、吹氮处理

吹氮处理钢水，氮气压力1～1.5kg,流量20～30L/min,保证钢液表面有微小波动，不能见钢水亮面；

j）、放掉引流砂

确保引流砂放净； 

k）、浇注

起包浇注温度为1540～1560℃。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：