一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置及方法

技术特征：
1.一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述装置包括钢包(22)，位于所述钢包(22)底部的铸造室(13)及设置在所述铸造室(13)内部的铸模(14)；其中，所述钢包(22)的顶部设有炉盖一(1)，内部设有塞棒控制机构(6)及底部出钢口处开设有三层式滑动水口一(9)；所述三层式滑动水口一(9)的上滑板与所述钢包(22)底部的水口连接，下滑板与耐高压管道一(20)连接；所述铸造室(13)的顶部设有炉盖二(18)，所述炉盖二(18)上设有三层式滑动水口二(11)；所述三层式滑动水口二(11)的上滑板与耐高压管道二(19)连接，下滑板与耐压浇铸长水口连接；所述铸模(14)是由上下双开模形成的空腔结构，所述铸模(14)的顶部设有多个冒口(16)和一个浇注口(15)，且所述浇铸口(15)位于所述耐压浇铸长水口的下方。2.根据权利要求1所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述炉盖一(1)的中央设有炉盖吊环(4)，且所述炉盖一(1)上设置有氮气加压孔(2)、泄压阀(3)和压力表(5)。3.根据权利要求1所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述塞棒控制机构(6)能控制塞棒(8)的升降；且所述塞棒控制机构(6)包括与所述炉盖(1)内部固定连接的基座、与所述塞棒(8)y方向平行的支架及可电动控制在所述支架y方向移动的夹具。4.根据权利要求1所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述钢包(22)的底部设有底吹孔(21)，且所述钢包(22)与所述炉盖一(1)通过密封螺栓(7)围成封闭的炉腔。5.根据权利要求1或4所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述钢包(22)由中空式支撑平台(12)支撑，及所述铸造室(13)位于所述中空式支撑平台(12)的底部。6.根据权利要求1所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述炉盖二(18)上设有压力表和泄压阀，所述铸造室(13)的侧壁开设有加压抽真空进出气孔(17)；且所述炉盖二(18)与所述铸造室(13)通过密封螺栓围成封闭的炉腔。7.根据权利要求1所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置，其特征在于，所述耐高压管道一(20)与所述耐高压管道二(19)通过多炉转换接头(10)连接。8.一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢的方法，其特征在于，采用如权利要求1所述装置生产超高氮钢的方法具体包括如下步骤：1)将冶炼出的含有过饱和氮的钢水加入所述钢包(22)中，对所述钢包(22)加炉盖一(1)密封处理后，经钢包底吹孔(21)进行底吹氮气搅拌和氮气加压孔(2)进行加压操作，压力控制在0-6mpa范围内；2)将所述铸模(14)放入所述铸造室(13)的内部，对所述铸造室(13)通过加压抽真空进出气孔(17)进行先抽真空至10pa以下，再氮气洗炉一次，随后抽真空后采用氮气加压操作，直至达到指定压力；3)将所述钢包(22)吊至所述铸造室(13)上方的中空式支撑平台(12)上，并将所述耐高压管道一(20)与所述耐高压管道二(19)通过多炉转换接头(10)连接；
4)打开所述三层式滑动水口二(11)的中间滑板，使耐高压管道内压力与所述铸造室(13)内相同；5)打开三层式滑动水口一(9)的中间滑板并控制塞棒(8)上升，进行浇铸；6)待浇铸完成后，控制塞棒(8)下降以封住所述钢包(22)的水口，分别关闭三层式滑动水口一(9)和所述三层式滑动水口二(11)的中间滑板，打开所述多炉转换接头(10)，时刻关注所述铸造室(13)内的压力情况，以进行适当补压操作，并将所述钢包(22)吊至另一个铸造室上方进行下一个铸型的浇铸；7)保持所述铸造室(13)内压力恒定直至钢液完全凝固完成，打开泄压阀放气至常压后打开所述铸造室(13)的上盖，吊出所述铸模(14)并打开，即得到碳氮协同超高氮钢。9.根据权利要求8所述的一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢的方法，其特征在于，生产的碳氮协同超高氮钢成分以质量百分比计，如下：c 0～0.8％，si 0～0.5％，cr 4～20％，mn 11～20％，n 0.3～1.4％，s 0～0.02％，p 0～0.02％，其余为铁。

技术总结
本发明提供了一种多炉加压浇铸生产碳氮协同超高氮钢装置及方法，属于超高氮钢浇铸技术领域。本发明主要包括加压钢包、多炉加压铸造室、多炉间的转换连接装置以及浇铸的碳氮协同超高氮钢特殊钢种，在加压钢包中采用底吹氮气搅拌和加氮气压力下实现钢液的高氮合金均匀化，铸造室内加压凝固，抑制氮的逸出，改善元素偏析，较大提升降碳增氮的特殊钢种耐磨、耐蚀性；且本发明将加压钢包与加压铸造室分开设计，通过多个加压铸造室及转换连接装置可以实现多炉不同铸型材料的加压浇铸，大大提高该特殊钢种的生产效率。通过采用本发明浇铸的超高氮钢的氮含量高，成分均匀，可以满足列车轨道、辙叉、海洋工程等特殊环境下的耐腐蚀使用要求。求。求。


技术研发人员：赵定国 刘吉猛 陈晨 吕博 王书桓 张福成
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/13