【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金，尤其涉及一种采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法。
技术介绍
1、通常情况下氮被认为是钢中的有害杂质之一，虽然常压下氮在液态钢中的溶解度很低，但这些少量的氮却能导致钢材产生时效脆化，于是开发了各种减少液态钢中氮的二次精炼技术，并还在不断地改进。然而，在高氮钢中氮作为合金元素可以和钢中的其他合金元素(如，mn、cr、v、nb、t i，等)交互作用，而赋予该钢种许多优异性能，同时可以降低合金元素的加入量。例如提高奥氏体的稳定性使钢的力学性能大大提高，改善钢的耐腐蚀性等。虽然氮加入钢中能有诸多有益之处，但由于氮在钢中的极限固溶度极低，限制了其在常规冶炼工艺下的加入量。同时随着钢中氮含量的增加，氮含量稳定控制的难度也随之增加，高氮钢中氮作为重要的合金化元素之一，能够很好的改善钢材的力学性能，如提高屈服强度、抗拉强度、耐磨性和抗腐蚀性等，而这些有益作用均依赖于氮在钢中的含量,对于氮含量大于100ppm钢种氮的稳定控制缺乏有效手段。
2、目前含氮钢冶炼通常采用吹入氮气和加入合金的方法进行增氮。由于冶炼条件的复杂性和不稳定性，氮气在钢液中的收得率很难稳定控制，造成钢中氮含量控制精度很低，同时由于含氮合金的特点，以及加入合金方法主要受合金熔化效果和氮的收得率影响，导致钢中氮含量的控制不稳定，为精准控制钢中氮含量提出难题。真空感应炉冶炼是工业试验的一种中试试验方法，对工业生产具有一定的指导意义。由于真空感应炉具有加热速度快、合金熔化效果好、真空度高、操作简单等特点，本专利技术通过结合不同含氮合金特点和收得率情
3、申请号为202210749368.2的中国专利公开了提高高氮钢氮含量控制精度的冶炼装置，包括真空室、感应炉坩埚、钢锭模；在感应炉坩埚的上部外周设有密封钢圈座，在感应炉坩埚的上方设有密封盖，密封盖由升降转动机构驱动能够与密封钢圈座密封连接，在密封盖上设有压力和温度探头及信号发射器，感应炉坩埚中部的侧壁上设有长效测温探头；感应炉坩埚底部设有透气砖，透气砖与吹氮管连接，精确控制高氮钢的钢液氮含量。
4、申请号为202210017242.6的中国专利公开了一种真空感应炉冶炼高钛钢控制碳、氮含量的方法，钢水中碳钛氮三种元素按质量百分比计：碳0.4％～0.5％，钛0.5％～1.45％，氮≤0.003％，整个初熔阶段在真空条件下进行，将工业纯铁、铝粒、硅铁装入真空感应炉中，抽真空，加热炉料；加入高碳锰铁精炼；向炉内充入氩气，升温破膜，加海绵钛，全熔后在1550～1600℃温度下保持3～6min；出钢温度在1500～1520℃，带电浇注。优点是：采用本专利技术方法最终钢水中c含量为0.4％～0.5％，n含量小于0.003％；合金化阶段充入氩气可有效避免ti的挥发，最终钢水中t i含量稳定控制在0.5％～1.45％。
5、申请号为201910910575.x的中国专利公开了一种低成本精确控制高氮含硅低合金钢氮含量的方法。该方法通过在转炉冶炼全程底吹氮气替代ar气，当转炉底吹效果不佳，后搅阶段用氧枪向钢水吹氮的转炉吹炼工艺；出钢前钢包在底部预置铝铁，出钢过程向钢包内吹氮气增氮替代添加含氮合金增氮，出钢过程加合金固氮；出完钢继续底吹氮气向钢水供氮，保证进入真空精炼前钢水中的氮含量＞80ppm；在真空工序，运用控制氮环流时间的方法实现精确增氮，在处理结束前高真空度下，切换ar气的方式实现精确脱氮技术，实现精确控制钢水中氮含量。本专利技术的方法操作方便，降成本效果明显，适合在其他转炉真空生产线推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，通过结合不同含氮合金特点和收得率情况，采用真空感应炉通过稳定控制冶炼工艺，加入不同的合金，从而稳定精准控制钢中氮含量，为准确保证钢中氮含量奠定基础。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，包括：
4、1)、针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼；
5、2)、采用与目标钢种成分相近的原料进行冶炼，提高成分的命中率和减少合金的加入量；
6、3)、结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成分，根据25kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，同时考虑不同含氮合金的相互影响，计算不同合金的加入量，从而稳定精准控制钢中的氮含量；
7、4)、保证在真空状态下进行冶炼；
8、5)、在原料熔化后40-80s，加入计算好的合金；
9、6)、保证合金全部熔化后，在真空下浇铸；
10、7)、检验冶炼完成钢种的化学成分，保证与目标成分基本相同。
11、进一步的，在原料熔化后60s，加入计算好的合金。
12、进一步的，所述4)中，真空度为80-100pa。
13、进一步的，所述4)中，真空度为90pa。
14、进一步的，针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼，试验钢种的氮含量要求0.015％；采用与目标钢种成份相近的原料进行冶炼；结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成份，根据5kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，钒氮合金的氮含量为16％，计算不同合金的加入量，加入锰铁85g，钒氮合金27g；保证在真空状态下进行冶炼，真空度为90pa；在原料熔化后1min，加入锰铁和钒氮合金；加热2min后，保证合金全部熔化后，在真空下浇铸；检验冶炼完成钢种的化学成分，氮含量为0.0152％，与目标成份基本相同。
15、进一步的，针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼，试验钢种的氮含量要求0.017％；采用与目标钢种成份相近的原料进行冶炼；结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成份，根据25kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，同时考虑不同含氮合金的相互影响，钒氮合金的氮含量为16％，氮化硅锰的氮含量为27％，计算不同合金的加入量，加入锰铁85g，钒氮合金27g，氮化硅锰11g；保证在真空状态下进行冶炼,真空度为90pa；在原料熔化后1min，加入锰铁和钒氮合金；加热2min后，保证合金全部熔化后，在真空下浇铸；检验冶炼完成钢种的化学成分，氮含量为0.0173％，与目标成份基本相同。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
17、本专利技术针对背景中的技术问题，采用真空感应炉进行试验钢种的冶炼，根据不同钢种对氮含量的要求，以及不同合金氮含量的情况，结合真空冶炼的特点和氮的收得率情况，计算合金加入量，实现真空感应炉稳定控制钢中的氮含量的目的，同时为工业生产稳定控制钢中氮含量提供技术支持。该分析方法简单有效，成本低，应用前景广阔。
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1.一种采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：在原料熔化后60s，加入计算好的合金。
3.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：所述4)中，真空度为80-100pa。
4.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：所述4)中，真空度为90pa。
5.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼，试验钢种的氮含量要求0.015％；采用与目标钢种成份相近的原料进行冶炼；结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成份，根据5kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，钒氮合金的氮含量为16％，计算不同合金的加入量，加入锰铁85g，钒氮合金27g；保证在真空状态下进行冶炼，真空度为90pa；在原料熔化后1min，加入锰铁和钒氮合金；加热2min后，保证合金全部熔化后，在真空下浇铸；检验冶炼完成
6.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼，试验钢种的氮含量要求0.017％；采用与目标钢种成份相近的原料进行冶炼；结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成份，根据25kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，同时考虑不同含氮合金的相互影响，钒氮合金的氮含量为16％，氮化硅锰的氮含量为27％，计算不同合金的加入量，加入锰铁85g，钒氮合金27g，氮化硅锰11g；保证在真空状态下进行冶炼,真空度为90pa；在原料熔化后1min，加入锰铁和钒氮合金；加热2min后，保证合金全部熔化后，在真空下浇铸；检验冶炼完成钢种的化学成分，氮含量为0.0173％，与目标成份基本相同。
...【技术特征摘要】
1.一种采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：在原料熔化后60s，加入计算好的合金。
3.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：所述4)中，真空度为80-100pa。
4.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：所述4)中，真空度为90pa。
5.根据权利要求1所述的采用真空感应炉稳定控制钢中氮含量的方法，其特征在于：针对试验钢种采用25kg真空感应炉进行冶炼，试验钢种的氮含量要求0.015％；采用与目标钢种成份相近的原料进行冶炼；结合不同合金的特点，准确检验不同含氮合金的各元素成份，根据5kg真空感应炉的特点和冶炼工艺情况准确设定各元素的收得率，钒氮合金的氮含量为16％，计算不同合金的加入量，加入锰铁85g，钒氮合金27g；保证在真空状态下进行冶炼，...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩春鹏，渠治波，刁望才，张怀军，张胤，陈建新，张立通，张文凯，张帅，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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