[发明专利]一种精准控制高氮不锈钢中氮含量的方法

权利要求书

1.一种精准控制高氮不锈钢中氮含量的方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)将高氮不锈钢的原料进行氮气加压熔炼，得到熔体；所述氮气加压熔炼的压力P_冶炼根据公式(1)计算得到；

其中，P⁰为标准大气压，MPa；T为浇注温度，℃；lgf_N为冶炼过程钢液中氮元素理论活度；[％N]_充气前为施加氮气达到浇注压力前钢液的理论氮含量；

所述公式(1)中的[％N]_充气前根据公式(2)计算得到；

其中：A是经验系数，为0.08～0.1；C为经验系数，0.8～1；V为氮气加压熔炼使用的加压感应炉的容积，m³；v_N为氮气充入速度，为0.3～1m³/min；[％N]_浇注前是施加氮气达到浇注压力前钢液氮含量；[％N]_e是在浇注压力下氮溶解平衡时钢液的理论氮含量；

所述公式(2)中的[％N]_浇注前根据公式(3)计算得到；

其中：[％N]是钢中的目标氮含量；[％N]_e是在浇注压力下氮溶解平衡时钢液的理论氮含量；A是经验系数，为0.08～0.1；m为熔体总质量，kg；v为熔体的浇注速度，为15～30kg/min；

(Ⅱ)将所述步骤(Ⅰ)得到的熔体依次进行氮气增压和浇注，得到高氮不锈钢；

所述步骤(Ⅰ)中高氮不锈钢的目标组分，按质量百分比计包括：C≤0.2％，Mn 12～23％，Cr 15～24％，Si≤1％，Mo 0～4.5％，N 0.7～2％，Ni 0～4.5％和余量Fe。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅰ)中的高氮不锈钢的原料包括工业纯铁、铬/铬铁、钼/钼铁、镍、锰、工业硅、氮化铬、石墨和电解铝。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述原料的加料顺序为：将工业纯铁、铬/铬铁、钼/钼铁和镍加热熔化后进行氮气加压，然后依次加入工业硅、锰、氮化铬、石墨和电解铝。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅰ)中氮气加压前还包括抽真空，所述抽真空后的真空度为≤10Pa。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅰ)中氮气加压熔炼的温度为1450～1600℃，氮气加压熔炼的保温时间为10～30min。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅱ)中浇注的温度为1450～1600℃。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅱ)中氮气增压完成后的压力为浇注压力，所述浇注压力为0.1～4MPa。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(Ⅱ)中浇注完成后的冷却方式为依次进行的保压冷却和常压冷却至室温。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述保压冷却的时间为≥20min。