专利名称：生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重熔用自耗电极，具体地说涉及一种电弧渣重 熔生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法。
背景技术：
不锈钢原料资源的紧张与新品种开发的滞后，制约着中国不锈 钢行业的可持续发展。我国是个缺铬少镍的国家，不锈钢原料资源 十分紧缺，成为大量发展传统奥氏体不锈钢的瓶颈。企业必须加紧 开发并生产少镍、无镍的不锈钢新品种。高氮钢具有高强度、良好 的韧性、抗均匀腐蚀、抗局部腐蚀(如点蚀，缝隙腐蚀等)性能，优 异的性能勿庸置疑。冶炼过程中氮的加入是难点所在。氮是唯一的 气体合金元素，也是最廉价的合金元素，以氮代镍，是含氮钢生产 中重点研究开发的一项新技术。由于没有加压冶金设备，国内高氮 钢的研究和开发受到了很大的限制。
电渣重熔法是目前生产高氮钢的主要方法之一，国内也有应用 的相关报道。在此基础上，国外发展的电弧渣重熔技术国内未见相 关应用报道。特别是通过中空自耗电极输氮方法吸氮效果更佳，它 可以在常压下进行也可以在加压下进行，各国的相关设备和工艺技 术保密很少有报道，需要自己开发。其重熔用中空自耗电极也是工 艺过程的一重要环节，未见其制作方法的报道。
现有的重熔用自耗电极为实体结构，其生产方法一般是直接使 用合金化的钢水浇铸或合金化的钢坯轧制而成。经检索国内尚未有 制作中空自耗电极的报道，而且用现有的重熔用自耗电极的生产方 法来生产中空自耗电极很难实现。
发明内容
本发明的目的是针对国内现有技术没有中空自耗电极的缺陷， 提供一种工艺方法简单、操作性强的生产高氮钢用中空自耗电极的 制作方法。实现上述发明目的采用以下技术方案包括半圆形钢坯，本方案 采用组合式的方法制作中空自耗电极，其步骤是
a. 所述的半圆形钢坯的平面侧中心部位带有小半圆形凹槽；
b. 在半圆形钢坯的凹槽内放置用于重熔时通入氮气的普通钢管， 该普通钢管的一端与半圆形钢坯齐平，另一端伸出半圆形钢坯，并 与半圆形钢坯固定连接；
C.在半圆形钢坯上面再放置第二块与其规格相同的半圆形钢坯， 第二块半圆形钢坯的小半圆形凹槽与凸出的普通钢管对应，两只相 同规格的钢坯相对固定连接在一起，组合成成品中空自耗电极。
釆用上述技术方案，本发明显著的优点在于组合式中空自耗 电极制作工艺简单，可批量生产，它是使用中空自耗电极进行电弧 渣重熔生产高氮钢的重要一环，从而可促进国内电弧渣重熔高氮钢 的开发和生产发展。
图1是本发明组合中空自耗电极用的半圆形钢坯。
图2是放置有钢管的半圆形钢坯。
图3是本发明的整体结构示意图。
图4是本发明在电弧渣重熔过程中的应用示意图。
图中，半圆形钢坯l，小品半圆形凹槽2，普通钢管3，钢管焊
缝4，第二块半圆形钢坯5，钢坯焊缝6，电源7，氮气进口 8，夹
持电极9，中空自耗电极IO，水冷结晶器ll，冷却水出口12，中熔
渣13，金属熔池14，钢锭15，冷却水进口 16。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述
本实施例是一种生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法，其步 骤是
见图1，用合金化的钢水浇铸或合金化的钢坯轧制成半圆形钢 坯l (合金含量应考虑后步重熔钢管所需补充合金量)，在半圆形钢 坯1的平面侧中心位置开有小半圆形凹槽2。
见图2，在半圆形钢坯1的小半圆形凹槽2内放置普通钢管3 (钢管直径由氮气需要量决定)，普通钢管3的一端与半圆形钢坯1
4齐平，另一端伸出半圆形钢坯1外，普通钢管3与半圆形钢坯1的 小半圆形凹槽2的接触部位用点焊焊接，并留有两条断续的钢管焊缝4。
见图3，在半圆形钢坯1的上面再放置一块与其规格完全相同 的第二块半圆形钢坯5，第二块半圆形钢坯5的平面侧中心位置的 小半圆形凹槽与凸出在半圆形钢坯1外的普通钢管对应插入，两只 规格完全相同的半圆形钢坯l、 5相对对齐再电焊焊接在一起，这样 就组合成一支成品中空自耗电极7，成品中空自耗电极7的两侧留 有两条断续的钢坯焊缝6。中空自耗电极7的尺寸由工艺设备和需 熔铸件的大小确定。这种组合式中空自耗电极7制作工艺简单，可 批量生产，它是使用中空自耗电极7进行电弧渣重熔生产高氮钢的 重要环节，从而可促进国内电弧渣重熔高氮钢的开发和生产发展。
见图4，电渣重熔法是目前生产高氮钢的主要方法之一，并在 此基础上发展了如图4所示的电弧渣重熔技术。该技术用中空自耗 电极7生产高氮钢，其工艺过程是在充满氮气密闭的重熔室内进行， 接通电源10后，将一定流量和压力的氮气由氮气进口 8经夹持电极 9输入到带电的中空自耗电极7，并送至中空自耗电极7下端中央的 电弧区，电弧能在中空自耗电极7和金属熔池14间稳定燃烧，部分 氮气在电弧区电离，形成氮等离子电弧，大大提高了氮融入钢液的 热力学和动力学条件。这样高温电弧熔化中空自耗电极7的钢液滴 充分吸收氮，并滴落到通有冷却水结晶器11内的金属熔池14中， 在重熔渣13的作用下金属熔池14的钢液继续吸收氮。冷却水由位 于水冷结晶器11下部的冷却水进口 16进入，在水冷结晶器11内循 环，由位于水冷结晶器11上部的冷却水出口 12排出。由于水冷结 晶器ll壁的冷 却作用，已氮合金化的钢液迅速凝固，最大限度的减 少氮的逸出。这样中空自耗电极7逐渐融化，水冷结晶器ll内金属 熔池14逐渐向上凝固，就熔铸成高氮钢锭15。使用电弧渣重熔技 术生产高氮钢，既可以在常压下进行，也可以在加压下进行。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此， 任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围 之内。
权利要求
1、一种生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法，包括半圆形钢坯，其特征在于，采用组合式方法制作中空自耗电极，其步骤是a.所述的半圆形钢坯的平面侧中心部位带有小半圆形凹槽；b.在半圆形钢坯的凹槽内放置用于重熔时通入氮气的普通钢管，该普通钢管的一端与半圆形钢坯齐平，另一端伸出半圆形钢坯，并与半圆形钢坯固定连接；c.在半圆形钢坯上面再放置第二块与其规格相同的半圆形钢坯，第二块半圆形钢坯的小半圆形凹槽与凸出的普通钢管对应，两只相同规格的钢坯相对固定连接在一起，组合成成品中空自耗电极。
2、 根据权利要求1所述的生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法，其特征在于，所述的半圆形钢坯是用合金化的钢水浇铸或合金 化的钢坯直接轧制成的半圆形钢坯。
全文摘要
本发明涉及一种重熔用自耗电极，具体地说涉及一种生产高氮钢用中空自耗电极的制作方法。其步骤是用合金化的钢水浇铸或合金化的钢坯直接轧制成半圆形钢坯，该半圆形钢坯的平面侧中心带有小半圆形凹槽；在钢坯的凹槽内放置普通钢管，该普通钢管的一端与半圆形钢坯齐平，另一端伸出半圆形钢坯，并与半圆形钢坯焊接固定；在半圆形钢坯上面再放置第二块与其规格相同的半圆形钢坯，第二块半圆形钢坯的小半圆形凹槽与凸出的钢管对应，两个对齐的钢坯焊接在一起，组合成成品中空自耗电极。组合式中空自耗电极制作工艺简单，可批量生产，它是使用中空自耗电极进行电弧渣重熔生产高氮钢的重要环节，从而可促进国内电弧渣重熔高氮钢的开发和生产发展。
文档编号C22B9/16GK101586195SQ20091014875
公开日2009年11月25日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者刘新生, 果晶晶, 王书桓 申请人:河北理工大学