Выплавка азотной стали с вакуумной индукционной печью

Сегодня я представлю исследование выплавки стали с высоким содержанием азота в вакуумной индукционной печи. Я надеюсь, что вы лучше понимаете применение индукционной печи.

Важным фактором, ограничивающим применение азотсодержащей стали, является проблема ее выплавки. Поскольку азот является газовым элементом, а его растворимость в стали низкая, электрошлаковый переплав под давлением и литье под обратным давлением обычно используются при выплавке стали с высоким содержанием азота. Другие включают горячую изостатическую плавку под давлением, индукционную плавку под давлением и порошковую металлургию. Эти процессы плавки требуют специального оборудования и имеют высокую стоимость. Как принять экономичный и эффективный метод для плавки стали с высоким содержанием азота было уделено большое внимание. Институт металлов Академии наук Китая недавно предложил технический маршрут для выплавки стали с высоким содержанием азота и азота непосредственно в вакуумной индукционной печи. При этом способе сталь с высоким содержанием азота с содержанием азота около 0,5% может плавиться без положительного давления, и содержание примесных элементов в стали может эффективно контролироваться. В настоящее время изучаются различные факторы, влияющие на процесс выплавки стали с высоким содержанием азота в вакуумной индукционной печи.

1.Влияние легирующих элементов на содержание азота. Растворимость азота в ферросплавном растворе сильно зависит от других компонентов сплава. Различные сплавы имеют разные коэффициенты влияния на растворимость азота в стали. Такие элементы, как Cr, Mn, Mo, V, Nb, увеличивают растворимость азота, в то время как такие элементы, как Ni, Cu, Si и C, снижают растворимость азота. Влияние различных элементов на растворимость азота в расплавленной стали может быть эффективно измерено по коэффициенту активности. Согласно настоящим экспериментальным результатам, добавление хрома или марганца в сталь может эффективно улучшить растворимость азота.

2. Эффект добавления нитридных видов и методы. Сталь с высоким содержанием азота выплавляется вакуумной индукционной печью. Легирование азотом в основном осуществляется путем добавления нитридов. Поскольку система плавки в вакуумной индукционной печи представляет собой систему низкого давления, большое количество расплавления и растворения нитридов в расплавленной стали неизбежно приведет к переливу азота на поверхности расплавленной стали. Если нитрид добавляется преждевременно, азот, растворенный в расплавленной стали, будет непрерывно участвовать в побочной реакции на поверхности расплавленной стали, делая растворенный азот в расплавленной стали все меньше и меньше. Кроме того, если температура плавления нитрида превышает температуру плавления расплавленной стали, время плавления будет продлено, и более высокая температура плавления приведет к выплескиванию азота из расплавленной стали. Когда температура плавления нитрида ниже (ниже температуры расплавленной стали), нитрид будет плавиться быстро и равномерно перемешиваться при добавлении его в расплавленную сталь. Из-за короткого времени большое количество перенасыщенного азота, растворенного в расплавленной стали, останется в расплавленной стали перед разливкой слитка, и, таким образом, будет получено более высокое содержание азота. Из сплавов нитрида марганца, нитрида хрома и нитрида кремния только нитрид марганца имеет низкую температуру плавления около 1200 ° С, в то время как нитрид хрома и нитрид кремния имеют температуру плавления более 1600 ° С. Поэтому при использовании вакуумной индукционной печи для плавки при высокой температуре плавления азотистую сталь, целесообразно использовать нитрид марганца.

3. Влияние параметров плавки. Результаты показывают, что растворимость азота в стали уменьшается с увеличением температуры, что может быть связано с взаимодействием легирующих элементов в стали. Следовательно, контроль температуры расплавленной стали и температуры выпуска является важным фактором для обеспечения содержания азота в расплавленной стали. Кроме того, некоторые технические характеристики и параметры вакуумной печи, такие как объем камеры печи и технические характеристики тигля для плавки, в определенной степени влияют на содержание азота в расплавленной стали. Чем меньше камера, тем меньше диаметр тигля, тем меньше удельная площадь поверхности расплавленной стали, контактирующей с внешним миром, и тем меньше вероятность того, что азот участвует в побочной реакции, что способствует поддержание более высокого содержания азота в расплавленной стали. Кроме того, когда в стали присутствует большое количество кислорода, газ СО, полученный в результате раскисления углерода, может легко вызвать растворение азота в расплавленной стали с образованием пузырьков и переполнением, что не способствует достижению более высокого содержания азота.