Способ азотирования металлических расплавов

ОП ИСАНИЕ 46 И 27ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз. Советских Социалистических(51) М.Кл. С 21 С 7,00 с присоединением заявки-государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретений,(45) Дата опубликования описания 03.03,78тк ытн 2) Авторы изобретен Е. 3. Кацов, А, И, Лукутин, В. И, Кашин, А, Г. Каневский,С, М. Горлов, А, И, Мазун, Л. С. Нечаев, Л, М. Новик,А, Г, Шалимов, В. А. Салаутин, Ю, Е. Самардуков, О, И. Геранина, М, Г. Ананьевский, О. Е. Молчанов,Э, В, Ткаченко и В. Е. БуланкинИнститут металлургии им, А, А, Байкова и Центральныйордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургииим. И, П, Бардина 71) Заявители 54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВО 2 Изобретение относится к области металлургии и может использоваться, например, при производстве азотсодержащих сталей и сплавов.Известен способ получения азотированного феррохрома насыщением расплава метал.ла азотом из газовой фазы, отличающийся тем, что одновременно с насыщением из газовой фазы газообразный азот продувают через расплавив, в котором поддерживают содержание кислорода не,более 0,05% 1.Недостатком этого способа является отсутствие развитой аоверхнасти контакта между,металлом и газовой фазой.Цель изобретения - ,создание более развитой поверхности газ - металл и сокращение времени азотирования.Предлагаемое изобретение основано на совмещении эффектов барботажа пузырьков азота сквозь слой обрабатываемого металла 20 и компрессионного воздействия азотсодержащей газовой фазы, выдер;киваемой при давлении более 1 атм.При этом, наряду с созданием благоприятных термодюнамических условий растворения азота в металле (вследствие пропорциональности по закону хвадратного корня У=К 1 Рн, ), достигается, с одной стороны, максимальное развитие контактной ,поверхности металл - азотсодержащая газовая 30 фаза, а с другои стороны замедление прохождения пузырьков азота сквозь металл засчет приложенного дополнительного давления газовой фазы без онижения числа этихпузырьков,В этих условиях кинетические условия адсорбции азота металлов имеют очевидныепреимущества перед условиями, создаваемыми известными способами.Для снижения отрицательного эффектаприсутствия,поверхностно-активных элементов перед началом азотирования в большинстве случаев целесообразно рафинированиеот этих элементов путем раскисления металла (например, углеродом ,в вакууме) и десульфурации (например, присадками соответствующих реагентов),Применение вакуумной обработки,в целях раскислвния металла углеродом являетсянаиболее рациональным способом, хотя вотсутствие необхадимого оборудования рафинирование от кислорода можно проводитьлюбым известным способомпричем это рафинирование должно, оказывать благоприятное воздействие на последующее протеканиеазотирования металла.Кроме того, в процессе вакуумированияиз рабочего пространства над металлом,взначительной мере удаляется газообразныйкислород, что способствует получению на сле461127 Ф ор мула,изобретения Составитель Л. Ригина Техред И. Рыбкина Редактор П. Горькова Корректор В. Гутман Заказ 972/29 Изд, Мо 197 Тираж 633 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк. фнл. пред. Патент дующем этапе обработки более чистой азотистой атмосферы с минимальным загрязнением ее,кислородом, существенно замедляющим растворение азо"а,Таким образомпредлагается способ легирования металла азотом, включающий рядпоследовательных технологических операций,которые могут осуществляться либо полностью, либо частично. Этими операциямиявляются следующие:Операции рафинирования металла от кислорода и серы, например внепечная вакуумная обработка нераскисленной стали, а также присадка десульфирующих агентов и продувка аргоном. Эти операции становятся факультативными в случае, если степень раскисления и десульфурации, обеспечиваемая привыплавке данного сплава, достаточно высока,Установка ковша с металлом,в специальную герметическую камеру, лредназначеннуюдля азотирования;,герметизация этой камеры и заполнение рабочего лространства газом заданных параметров (состав, давление,температура). В случае применения вакуумной обработки для раскисления металла, соответствующее оборудование может бытьснабжено специальными конструктивнымиэлементами, позволяющими быстро переходить от режима обработки при пониженномдавлении (вакуумирования) к режиму обработки прои повышенном давлении (компрессионная обработка), т. е. осуществлять всенеобходимые операции в одном агрегате. Вцелях экономни особо чистого азота компреасионный эффект может быть создан засчет разбавления газовой фазы каким-либодругим газом, например аргоном.Вдувание газообразного азота з металлосуществляютнапример, через пористые огнеупорные элементы футеровки ковша, причем над металлом в процессе вдувания азота поддерживается повышенное давление газовой фазы заданного состава. Расходные нормы вдувания азота зависят от,композициями сплава, заданного количества содержания азота и рабочих параметров системы вдувания азота и устанавливаются экспериментально: азот вдувают под давлением на 0,1 - 1,6 атм 10 большим, чем сумма давлений газовой фазынад раоплавом и столбом расплава, причем давление газовой фазы над расплавом поддерживают в пределах 0,8 - 10 атлю. Расплав раскисляют под,вакуумом до содержания кис лорода менее 0,01%,1. Способ азотирования металлических 20 рааплавов, заключающийся в его раскислении, десульфурации я в одновременном создании газовой фазы над расплавом и вдувании его в расплавив, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени азотирова ния и увеличения его эффективности, азотвдувают под давлением на 0,1 - 1,6 атм большим, чем сумма давлений газовой фазы над расплавом и столба расплава, причем давление газовой фазы над расплавом поддержи вают в пределах 0,8 - 10 атм,2. Спосо 6 по п. 1, отл,ича ющий сятем, что расплав расиисляют под вакуумомдо содержания .кислорода менее 0,01,35 Источник информации, принятый во анимание при экспертизе:1. Патент Швеции Мо 302620, кл. С 21 С 7/00, 1968,