[发明专利]一种提高高氮钢氮含量控制精度的冶炼装置及方法

权利要求书

1.一种提高高氮钢氮含量控制精度的冶炼装置，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的一种提高高氮钢氮含量控制精度的冶炼装置，其特征在于，所述的真空室顶部设有真空室盖。

3.根据权利要求1所述的一种提高高氮钢氮含量控制精度的冶炼装置，其特征在于，所述的密封盖的内圆柱面和端面设有密封槽，密封槽内安装有耐高温密封胶圈。

4.一种根据权利要求1所述的高氮钢冶炼装置的冶炼方法，其特征在于，步骤为：

1)按冶炼高氮钢钢种的成分和质量配料，称取废钢和合金，配料时不考虑氮含量；将废钢和合金置入感应炉坩埚内，抽真空至20Pa以下，并持续保持抽真空，加热熔化废钢和合金，取样检测氮含量；

2)旋转密封盖至感应炉坩埚正上方，下降密封盖与密封钢圈座压合，形成由感应炉坩埚和密封盖组成的增氮密封空间；

3)根据坩埚尺寸和废钢、合金的重量，计算钢液面与密封盖之间的增氮密封空间的体积，用L_空表示；

4)按冶炼高氮钢钢种的成分和重量计算所需氮气体积L_氮，按100％收得率计算，将氮气由吹氮管从透气砖吹入钢液中；

5)感应加热钢液0～10分钟，氮气充分溶解在钢液中，读取压力和温度探头及信号发射器传出的增氮密封空间压力P_空和增氮密封空间温度T_空，长效测温探头钢液温度T_钢液，计算增氮密封空间内氮气质量、钢液内氮含量，以及需要补吹的氮气量L_氮补，按L_氮补的氮气量补吹；

6)钢液14感应加热至浇注出钢温度，氮气充分溶解在钢液中，再读取压力和温度探头及信号发射器传出的增氮密封空间压力P_空和增氮密封空间温度T_空，长效测温探头钢液温度T_钢液，计算增氮密封空间内氮气质量、钢液内氮含量，如果钢液内氮含量与氮含量目标值之差在要求范围内，向真空室内充入氮气，至真空室内气压与增氮密封空间内的气压一致；如果钢液内氮含量与氮含量目标值之差大于要求范围，则再次计算需要补吹的氮气量L_氮补进行补吹，直至钢液内氮含量与氮含量目标值之差在要求范围内，再向真空室内充入氮气；

7)升起密封盖，倾转感应炉坩埚，将高氮钢钢液注入钢锭模中；

8)待钢锭冷却至室温，开启真空室盖，取出钢锭，得到高氮钢钢锭。