本發明屬于鋼鐵的冶煉制造領域，具體涉及一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法。

　　背景技術：

　　八十年代末開始受到世界普遍重視的氮合金化的高氮合金鋼，包括高氮不銹鋼和高氮工具鋼等材料，尤其高氮不銹鋼，由于其節約鎳等優良的性能，受到各國的重視，甚至被作為戰略性結構材料。

　　高氮不銹鋼較普遍地采用加壓冶煉技術，在高壓下冶煉高氮鋼，產品的鑄造受限于差壓鑄造技術，現有技術大多數均是在較高壓力下鑄造產品，而在常壓下冶煉或鑄錠只有少量報道。國內報道的高氮護環鋼鋼錠，僅提供了稍高于0.6％的氮含量數據。超過0.65％n的高氮不銹鋼冶金產品，國內冶金生產者還沒有實現商業化市場供給。

　　高氮不銹鋼鑄造產品不能普及應用，主要原因在于：高氮奧氏體不銹鋼的冶煉方法過于復雜，在常壓或低壓下澆注，其凝固過程中，過飽和氮的析出和氮氣溢出易形成氣孔，分布于鑄錠或鑄件產品中。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于提供一種氮含量高，無氣孔缺陷的一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法，以解決背景技術中存在的問題。

　　為實現上述目的，本發明是采用如下技術方案實現的：

　　一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法，具體包括以下工序：

　　(1)、將含鉻廢鋼(cr13廢鋼)與含錳廢鋼(20mn23al廢鋼)加入電爐進行冶煉，控制錳含量為10-20％，鉻含量為15％-24％；然后將鋼水轉入到氮氧精煉爐精煉工位進行精煉，控制鋼水溫度為1470-1520℃，精煉過程全程通入氮氣，并控制氮氣的流量為1800-2000nm3/h；

　　(2)將頂槍槍位固定在2.8米，頂槍溫度控制在1650～1680℃，進行吹氧脫碳工序；開吹1分鐘后，加入微碳鉻鐵粉、鉬鐵粉和渣料，加料速度控制在0.5～1.0噸/min；脫碳結束后，控制碳含量為0.015％-0.025％，并加入低碳錳硅和電解錳合金化，將鋼水升溫到1670℃-1730℃，并進行加硅鐵吹氧升溫還原操作，解決升溫過程錳的氧化，每加入1噸硅鐵需吹氧氣40～45m3；

　　(3)加除渣劑除渣2～3次，除渣結束后加入氮錳合金，此時通入氮氣的流量為810-1200nm3/h，攪拌，之后加入螢石進行脫硫，脫硫時進行氮氬切換，并全程吹氬，氬氣流量為50～75m3/min，吹氬處理之后將鋼水溫度調整至1492-1498℃，依靠氬氣對溶解氮的排斥效應實現氮含量的精準控制，再將鋼水出鋼到模鑄包內即可；

　　其中，所述含鉻廢鋼為cr13廢鋼和/或高碳鉻鐵；含錳廢鋼為20mn23al廢鋼。

　　所述吹氬處理的過程為：先以流量80-150l/min進行吹氬15-25分鐘，之后以流量22-16l/min進行吹氬10-15分鐘。

　　本發明的有益效果為：本發明提供的方法在常壓下即可操作，而且操作簡單，工藝條件容易控制，冶煉的高氮奧氏體不銹鋼氮含量在0.65％以上，且不會有氣孔缺陷。

　　具體實施方式

　　為使本領域技術人員清楚理解本發明的技術方案及其優點和效果，下面對本發明進一步詳細描述，但并不用于限定本發明的保護范圍。

　　實施例1

　　以冶煉100kgcr21mn22mo2.5n0.8高氮奧氏體不銹鋼為例，高氮鋼的化學成分如下表(％，重量百分數)：

　　一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法，具體包括以下工序：

　　(1)、將含鉻廢鋼(cr13廢鋼)與含錳廢鋼(20mn23al廢鋼)加入電爐進行冶煉，控制錳含量為10-20％，鉻含量為15％-24％；然后將鋼水轉入到氮氧精煉爐精煉工位進行精煉，控制鋼水溫度為1470-1520℃，精煉過程全程通入氮氣，并控制氮氣的流量為1800-2000nm3/h；

　　(2)將頂槍槍位固定在2.8米，頂槍溫度控制在1650～1680℃，進行吹氧脫碳工序；開吹1分鐘后，加入微碳鉻鐵粉、鉬鐵粉和渣料，加料速度控制在0.5～1.0噸/min；脫碳結束后，控制碳含量為0.015％-0.025％，并加入低碳錳硅和電解錳合金化，將鋼水升溫到1670℃-1730℃，并進行加硅鐵吹氧升溫還原操作，解決升溫過程錳的氧化，每加入1噸硅鐵需吹氧氣40～45m3；

　　(3)加除渣劑除渣2～3次，除渣結束后加入氮錳合金，此時通入氮氣的流量為810-1200nm3/h，攪拌，之后加入螢石進行脫硫，脫硫時進行氮氬切換，并全程吹氬，氬氣流量為50～75m3/min，吹氬處理之后將鋼水溫度調整至1492-1498℃，依靠氬氣對溶解氮的排斥效應實現氮含量的精準控制，再將鋼水出鋼到模鑄包內即可；所述吹氬處理的過程為：先以流量80-150l/min進行吹氬15-25分鐘，之后以流量22-16l/min進行吹氬10-15分鐘。

　　材料檢測：

　　實施例2

　　以冶煉100kgcr23mn21mo2.5n0.7高氮奧氏體不銹鋼為例，高氮鋼的化學成分如下表(％，重量百分數)：

　　一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法，具體包括以下工序：

　　(1)、將含鉻廢鋼(高碳鉻鐵)與含錳廢鋼(20mn23al廢鋼)加入電爐進行冶煉，控制錳含量為16-20％，鉻含量為20％-24％；然后將鋼水轉入到氮氧精煉爐精煉工位進行精煉，控制鋼水溫度為1490-1520℃，精煉過程全程通入氮氣，并控制氮氣的流量為1920-2000nm3/h；

　　(2)將頂槍槍位固定在2.8米，頂槍溫度控制在1650～1680℃，進行吹氧脫碳工序；開吹1分鐘后，加入微碳鉻鐵粉、鉬鐵粉和渣料，加料速度控制在0.5～1.0噸/min；脫碳結束后，控制碳含量為0.015％-0.025％，并加入低碳錳硅和電解錳合金化，將鋼水升溫到1670℃-1730℃，并進行加硅鐵吹氧升溫還原操作，解決升溫過程錳的氧化，每加入1噸硅鐵需吹氧氣40～45m3；

　　(3)加除渣劑除渣2～3次，除渣結束后加入氮錳合金，此時通入氮氣的流量為810-1200nm3/h，攪拌，之后加入螢石進行脫硫，脫硫時進行氮氬切換，并全程吹氬，氬氣流量為50～75m3/min，吹氬處理之后將鋼水溫度調整至1492-1498℃，依靠氬氣對溶解氮的排斥效應實現氮含量的精準控制，再將鋼水出鋼到模鑄包內即可；所述吹氬處理的過程為：先以流量80-150l/min進行吹氬15-25分鐘，之后以流量22-16l/min進行吹氬10-15分鐘。

　　材料檢測：

　　技術特征：

　　技術總結

　　一步法生產高氮奧氏體不銹鋼的方法，包括以下工序：（1）、將含鉻廢鋼與含錳廢鋼加入電爐進行冶煉，轉入到氮氧精煉爐精煉工位進行精煉，精煉過程全程通入氮氣；（2）進行吹氧脫碳工序，開吹1分鐘后，加入微碳鉻鐵粉、鉬鐵粉和渣料，脫碳結束后，加入低碳錳硅和電解錳合金化，并進行加硅鐵吹氧升溫還原操作，（3）加除渣劑除渣，加入氮錳合金并通入氮氣，之后加入螢石進行脫硫，脫硫時進行氮氬切換，并全程吹氬。該方法操作簡單，能夠生產氮含量高，無氣孔缺陷的高氮奧氏體不銹鋼。

　　技術研發人員：陳咨偉

　　受保護的技術使用者：吉林常春高氮合金研發中心有限公司

　　技術研發日：2018.03.21

　　技術公布日：2019.10.01