本发明涉及一种高氮硅钛合金及其生产方法。
背景技术：
铌、钒、钛是微合金钢中应用最多最广的元素，是业界公认的微合金化钢的三驾马车。在国家节能减排的政策压力之下，各钢铁企业降成本的意愿强烈。铌、钒是目前部分高强度钢必须要添加的微量元素。由于其价格一直居高不下，而钛的价格相对要低很多，资源相对也丰富很多，所以被越来越多的钢铁业界所关注。
由于钛是很强的氧化物形成元素。钛的氧化物在钢水中形成，这些在液态下形成的氧化钛粒子，由于温度高，颗粒较大，一些进入钢渣中而除掉，一些则进入凝固态，而成有害夹杂物，所以如何解决钛不被氧化及钛、氮在钢水中的收得率一直是业界探讨的问题。
本发明是将钛与硅混合后在氮气氛围中进行高温钝化，生成耐高温抗氧化之复合钛氮合金，在炼钢加入方式上，采取块状直加加入或制成包芯线加入，很成功的解决了钛在钢中容易氧化的难题，能有效提高钛、氮在钢中的吸收问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高氮硅钛合金及其生产方法。
本发明解决其技术问题的成份技术方案是：
高氮硅钛合金，其成份为：12-25%的氮、20-50%的钛，5-25%的硅，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
作为本发明的一种优选方案，其成份为：15-25%的氮、25-50%的钛，10-25%的硅，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
作为本发明的一种优选方案，其成份为：20-25%的氮、30-50%的钛，15-25%的硅，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
本发明解决其技术问题的第一种方法技术方案是：
高氮硅钛合金的生产方法，其工艺步骤为：①原料准备—根据所需高氮硅钛合金的成分中钛、硅和氮的含量以及钛铁和硅铁的品位，计算钛铁粉和硅粉的用量，②混料—将称量的钛铁粉和硅粉混合均匀，③加工烧制—首先将混合匀的钛铁粉和硅粉放入高压反应釜中并加入点火药用硅粉，再将反应釜封闭并抽真空至-0.09mpa，然后向反应釜通入含氮气体并将压力调至4-12mpa，最后通电点火，在维待含氮气压力情况下待反应温度自最高点下降至100℃以下出炉。所述的钛铁粉为金属质钛粉，所述含氮气体为氮气、氨气。所述的硅粉为金属质硅铁粉或硅粉。钛铁粉和硅粉的粒度为60-300目。
本发明解决其技术问题的第二种方法技术方案是：
高氮钛合金的生产方法，其工艺步骤为：①原料准备—根据所需高氮硅钛合金的成分中钛、硅和氮的含量以及钛铁和硅铁的品位，计算钛铁粉和硅粉的用量，②混料—将称量的钛铁粉和硅粉混合均匀，③加工烧制—将混合匀的粉料或将混合匀的粉料压成球并干燥后的型料放入窑炉中，再将窑炉封闭并抽真空至-0.01mpa，然后往窑炉中通入含氮气体并将压力调至0.01-0.08mpa，升温至350-450℃后保温4小时，再升温至550-650℃后保温2小时，再继续升温至900-1200度保温2-5小时，随后冷却至室温出炉。所述的钛铁粉为金属质钛粉，所述含氮气体为氮气、氨气。所述的硅粉为金属质硅铁粉或硅粉。钛铁粉和硅粉的粒度为60-300目。所述的压球干燥为将湿球在110-160℃在烘干箱中干燥4-10小时。
与现有技术相比，将钛元素进行氮化，解决钛容易氮化的问题，以廉价的钛元素替代价格高昂的钒元素，减少炼钢中钒元素的用量，从而降低各种含钒钢种的生产成本。直接将钛配合硅进行氮化使用，氮含量高，收得率稳定，可直接减少钒和其他氮化物的用量，从而能有效节省成本、提高和稳定现有含钒钢种的性能。
具体实施方式
高氮硅钛合金，其成份为：12-25%的氮、20-50%的钛，5-35%的硅，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
高氮硅钛合金的第一种生产方法，其工艺步骤为：①原料准备—根据所需高氮硅钛合金的成分中钛、硅和氮的含量以及钛铁和硅铁的品位，计算钛铁粉和硅粉的用量，②混料—将称量的钛铁粉和硅粉混合均匀，③加工烧制—首先将混合匀的钛铁粉和硅粉放入高压反应釜中并加入点火药用硅粉，再将反应釜封闭并抽真空至-0.09mpa，然后向反应釜通入含氮气体并将压力调至4-12mpa，最后通电点火，在维待含氮气压力情况下待反应温度自最高点下降至100℃以下出炉。所述的钛铁粉为金属质钛粉，所述含氮气体为氮气、氨气。硅粉为金属质硅铁粉或硅粉；且钛铁粉和硅粉的粒度为60-300目。
高氮硅钛合金的第二种生产方法，其工艺步骤为：①原料准备—根据所需高氮硅钛合金的成分中钛、硅和氮的含量以及钛铁和硅铁的品位，计算钛铁粉和硅粉的用量，②混料—将称量的钛铁粉和硅粉混合均匀，③加工烧制—将混合匀的粉料或将混合匀的粉料压成球并干燥后的型料放入窑炉中，再将窑炉封闭并抽真空至-0.01mpa，然后往窑炉中通入含氮气体并将压力调至0.01-0.08mpa，升温至350-450℃后保温4小时，再升温至550-650℃后保温2小时，再继续升温至900-1200度保温2-5小时，随后冷却至室温出炉。所述的钛铁粉为金属质钛粉，所述含氮气体为氮气、氨气。硅粉为金属质硅铁粉或硅粉；且钛铁粉和硅粉的粒度为60-300目。所述的压球干燥为将湿球在110-150℃在烘干箱中干燥5-11小时。
实例1
取含钛40%的钛铁粉85kg，含硅75%的硅铁粉15kg，用混料机混匀放入高压反应釜中，加入硅粉质点火药，抽真空至-0.09mpa，通入氮气，压力调至4-12mpa，通电点火，维待压力。观察反应温度自最高点下降至100℃以下出炉。得到高氮硅钛合金，成份为：ti:28.5%,si:9.2%,n:13.2%，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
实例2
取含钛68%的钛铁粉65kg，含硅98%的硅粉35kg，用混料机混匀入入高压反应釜中，加入硅粉质点火药，抽真空至-0.09mpa，通入氮气，压力调至4-12mpa，通电点火，维待压力。观察反应温度自最高点下降至100℃以下出炉。得到氮化铝镍合金，成份为：ti:35.8%,si:27.1%,n:19.6%，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。
实例3
取含钛40%的钛铁粉85kg，含硅75%的硅铁粉15kg，用混料机混匀，将混合匀的料压成球，放入烘干箱在110-160℃干燥4-10小时。干燥后放入窑炉中，抽真空至-0.01mpa，通入含氮气体，压力调至0.01-0.04mpa，升温至300-350℃保温4小时，继续升温至550-650℃保温2小时，随后冷却至室温出炉。得到氮化铝镍合金，成份为：ti:28.1%,si:9.1%,n:13.5%，碳≤1.0、硫≤0.06%、磷≤0.1%。