專(zhuān)利名稱(chēng)：：含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及齒輪鋼生產(chǎn)的相關(guān)工藝，具體的說(shuō)是含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法。
背景技術(shù)：
：一般生產(chǎn)16CrMnBH、17CrMnBHZ、18CrMnBH、ZF7B等含N鋼種時(shí)，不論是正常增加N含量，還是真空后補(bǔ)N，都是采用添加CrN或MnN合金的方式，這樣操作雖然有N元素含量穩(wěn)定可控的優(yōu)點(diǎn)，但在N含量偏低，Cr或Mn已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，再添加合金，則會(huì)造成Cr或Mn超出目標(biāo)值較多，而這類(lèi)含N鋼種基本都是保淬透性齒輪鋼，要求以點(diǎn)成分控制最佳，一旦補(bǔ)N，基本難以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)成分控制目標(biāo)，對(duì)用戶(hù)的使用造成一定的影響。同時(shí)采用合金加N，還存在成本高的問(wèn)題，目前CrN、MnN的價(jià)格大約在35000元/噸，MnFe、CrFe的價(jià)格大約在20000元/噸左右，采用合金方式增N，每爐約需添加含N合金500Kg，與添加MnFe或CrFe合金成本差大約在80余元/噸。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種可減少成本，不會(huì)影響其它合金含量，提高鋼水純凈度的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法。本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，通過(guò)在真空冶煉后向鋼水中吹氮或全程向鋼水中吹氮來(lái)為鋼水增氮。本發(fā)明的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，真空冶煉后，取鋼水測(cè)氮含量，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮時(shí)每隔37分鐘檢測(cè)鋼水氮含量，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，直至氮含量位于設(shè)定范圍之內(nèi)。在LF精煉時(shí)按照含氮量0.0155%向鋼水中加入CrN合金或MnN合金，VD真空處理1015分鐘，破真空后，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮流量是215.0225.0L/Min，吹氮壓力是2.03.0bar，吹氮時(shí)間是1320分鐘。本發(fā)明的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，在LF精煉時(shí)向鋼水中吹氮，每隔515分鐘對(duì)鋼水氮含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)改吹氮?dú)鉃榇禋鍤?，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，真空冶煉后，取鋼水測(cè)氮含量，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮時(shí)每隔37分鐘檢測(cè)鋼水氮含量，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，直至氮含量位于設(shè)定范圍之內(nèi)。在LF精煉時(shí)向鋼水中吹氮，吹氮流量215.0225.0L/Min吹氮壓力是2.03.Obar，吹氮10分鐘時(shí)，改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮20分鐘時(shí)改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮30分鐘時(shí)改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮35分鐘時(shí)進(jìn)行真空處理，真空處理1015分鐘，破真空后，檢測(cè)鋼水含氮量，并進(jìn)行吹氮，吹氮壓力是215.0225.0L/Min，吹氮流量2.03.Obar，吹氮時(shí)間1320分鐘。本發(fā)明的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，增氮范圍是0.00600.0160%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的增氮方法可以大大降低成本，氮?dú)獾膬r(jià)格僅有0.7元/m3，以目前吹半個(gè)小時(shí)氮?dú)饧s18000L，85噸鋼水中N含量大約從50ppm上升到150ppm計(jì)算，再考慮補(bǔ)N，噸鋼成本應(yīng)該不到0.30元。本發(fā)明采用吹氮?dú)庠鯪，基本不影響其它合金元素含量，并且還有助于夾雜物的上浮，提高鋼水的純凈度。采用本發(fā)明的增氮方法，可使含氮齒輪鋼合金元素含量基本控制在目標(biāo)值附近，而氮含量仍然在設(shè)定范圍之內(nèi)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例一至實(shí)施例五實(shí)施例一至實(shí)施例五的含氮齒輪鋼的化學(xué)成分如表1所示，實(shí)施例一和實(shí)施例二是17CrMnBHZ含氮齒輪鋼，實(shí)施例三、實(shí)施例四和實(shí)施例五是18CrMnBH含氮齒輪鋼表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例一、實(shí)施例三和實(shí)施例四采用真空后補(bǔ)氮時(shí)采用吹氮?dú)庠龅唧w過(guò)程如下在LF精煉時(shí)按照含氮量0.0155%加入CrN合金，實(shí)際氮含量為0.0145%、0.0142%、0.0147%;進(jìn)VD位進(jìn)行真空處理12分鐘，取樣測(cè)氮含量分別為0.0073%、0.0066%、0.0079%,均低于設(shè)定值。由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮流量和壓力分別為222.0L/Min/2.9bar、220.5L/Min/2.5bar、219.0L/Min/2.6bar左右，吹氮時(shí)間5分鐘時(shí)氮含量分別為0.0080%、0.0075%、0.0085%;吹氮10分鐘時(shí)氮含量分別為:0.0092%、0.0093%、0.0097%，吹氮時(shí)間分別為13分鐘、16分鐘、15分鐘時(shí)喂S線(xiàn)、B線(xiàn)，靜攪5分鐘吊包上連鑄，此時(shí)氮含量分別為0.0096%、0.0093%、0.0104%，其它化學(xué)成分見(jiàn)表1。實(shí)施例二和實(shí)施例五直接全程采用吹氮?dú)庠龅?，具體過(guò)程如下在LF精煉時(shí)直接進(jìn)行吹氮增氮，吹氮流量和壓力分別為221L/Min/2.5bar、220.5L/Min/2.5bar，吹氮時(shí)間10分鐘時(shí)氮含量分別為0.0071%、0.0075%;改吹氮為吹氬，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮20分鐘時(shí)氮含量分別為0.0107%、0.0108%，改吹氮為吹氬，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮30分鐘時(shí)氮含量分別為0.0135%、0.0140%，改吹氮為吹氬，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮35分鐘吊包進(jìn)VD位，此時(shí)實(shí)際氮含量分別為0.0144%、0.0151%;進(jìn)VD位進(jìn)行真空處理IO分鐘，取樣測(cè)氮含量分別為0.0075%、0.0072。/。，均低于設(shè)定值。由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮壓力和流量分別為220.5L/Min/2.7bar、220.OL/Min/2.Obar左右，吹氮時(shí)間5分鐘時(shí)氮含量分別為0.0088%、0.0085%;吹氮10分鐘時(shí)氮含量分別為0.0102%、0.0103%，吹氮時(shí)間分別為15分鐘、14分鐘時(shí)喂S線(xiàn)、B線(xiàn)，靜攪5分鐘吊包上連鑄，此時(shí)氮含量分別為0.0101%、0.094%，其它化學(xué)成分見(jiàn)表l。為了和本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)比，采用加氮合金方式增氮，生產(chǎn)的是16CrMnBH含氮齒輪鋼，具體過(guò)程是在LF精煉時(shí)按照含氮量0.0145%加入CrN合金，實(shí)際氮含量為0.0134%、0.0136%;進(jìn)VD位進(jìn)行真空處理10分鐘，取樣測(cè)氮含量分別為0.0075%、0.0075%，均低于設(shè)定值。按照含氮量0.0105%加入CrN合金，此時(shí)氮含量分別為0.0100%、0.0096%，其它成分如下表表27<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表1和表2可以看出采用加氮合金方式增氮的鋼種氮含量接近目標(biāo)值，但Cr含量超的較多；而不論采用全程吹氮?dú)庠龅€是VD真空處理后吹氮?dú)庠龅辖鹪睾炕灸軌蚩刂圃谀繕?biāo)值附近，而氮含量距離目標(biāo)值則相差較多，但仍然在設(shè)定范圍之內(nèi)，此方法還是簡(jiǎn)單可行的，只是需要多次輪換吹氬、吹氮，多次檢測(cè)鋼水的化學(xué)成分，以及時(shí)調(diào)整吹氮時(shí)間。本實(shí)施例的鋼種軋制成圓鋼后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)其沖擊韌性、淬透性硬度、低倍、夾雜物等均符合用戶(hù)的要求。本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于通過(guò)在真空冶煉后向鋼水中吹氮或全程向鋼水中吹氮來(lái)為鋼水增氮。2.如權(quán)利要求1所述的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于真空冶煉后，取鋼水測(cè)氮含量，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮時(shí)每隔37分鐘檢測(cè)鋼水氮含量，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，直至氮含量位于設(shè)定范圍之內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于在LF精煉時(shí)按照含氮量0.0155%向鋼水中加入CrN合金或MnN合金，VD真空處理1015分鐘，破真空后，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮流量是215.0225.OL/Min，吹氮壓力是2.03.Obar，吹氮時(shí)間是1320分鐘。4.如權(quán)利要求1所述的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于在LF精煉時(shí)向鋼水中吹氮，每隔515分鐘對(duì)鋼水氮含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)改吹氮?dú)鉃榇禋鍤?，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，真空冶煉后，取鋼水測(cè)氮含量，若氮含量低于設(shè)定值，則由吹氬轉(zhuǎn)換為吹氮，吹氮時(shí)每隔37分鐘檢測(cè)鋼水氮含量，根據(jù)氮含量調(diào)整吹氮流量、吹氮壓力和吹氮時(shí)間，直至氮含量位于設(shè)定范圍之內(nèi)。5.如權(quán)利要求4所述的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于在LF精煉時(shí)向鋼水中吹氮，吹氮流量215.0225.0L/Min吹氮壓力是2.03.0bar，吹氮10分鐘時(shí)，改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮20分鐘時(shí)改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮30分鐘時(shí)改吹氮為吹氬，檢測(cè)鋼水含氮量，得到氮含量數(shù)據(jù)后改吹氬為吹氮，吹氮35分鐘后進(jìn)行真空處理，真空處理1015分鐘，破真空后，檢測(cè)鋼水含氮量，并進(jìn)行吹氮，吹氮壓力是215.0225.0L/Min，吹氮流量2.03.Obar，吹氮時(shí)間1320分鐘。6.如權(quán)利要求1到5中任一個(gè)權(quán)利要求所述的含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，其特征在于增氮范圍是0.00600.0160%。全文摘要本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及齒輪鋼生產(chǎn)的相關(guān)工藝，是含氮齒輪鋼生產(chǎn)工藝中的增氮方法，通過(guò)在真空冶煉后向鋼水中吹氮或全程向鋼水中吹氮來(lái)為鋼水增氮。本發(fā)明采用吹氮?dú)庠鯪，基本不影響其它合金元素含量，并且還有助于夾雜物的上浮，提高鋼水的純凈度。采用本發(fā)明的增氮方法，可使含氮齒輪鋼合金元素含量基本控制在目標(biāo)值附近，而氮含量仍然在設(shè)定范圍之內(nèi)。文檔編號(hào)C21C7/072GK101440420SQ200810243439公開(kāi)日2009年5月27日申請(qǐng)日期2008年12月23日優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日發(fā)明者程維瑋申請(qǐng)人:南京鋼鐵聯(lián)合有限公司