L'étude porte sur le procédé de raffinage (LF, VD) utilisant du gaz azote soufflé par le fond en remplacement du fil d'alliage contenant de l'azote pour la nitruration de l'acier pour engrenages, en se concentrant sur la résolution du problème central du contrôle stable de la teneur en azote dans le métal liquide. Grâce à une analyse thermodynamique et cinétique, les mécanismes d'influence des composants du métal liquide (en particulier la teneur en S et O), la pression partielle de l'azote, le débit d'azote et le temps de soufflage sont clarifiés. Les mesures suivantes ont permis d'obtenir un contrôle stable de la teneur en azote : un contrôle strict de la teneur en S du métal liquide lors de l'entrée en LF à ≤0,025 % pour réduire la résistance à l'interface et augmenter l'efficacité de l'enrichissement en azote ; au stade de raffinage LF, utilisation d'une pression partielle d'azote optimisée entre 0,4 et 0,7 MPa et d'un débit de 0,9 m³/(min·t), combinés au contrôle du temps de soufflage pour gérer l'augmentation initiale en azote ; au stade de traitement sous vide VD, utilisation flexible du procédé de soufflage d'azote par le fond (pression partielle de 0,7 MPa, débit de 0,6 m³/(min·t)) pour ajuster et stabiliser la teneur en azote grâce à l'équilibre dynamique entre nitruration et dénitruration. Les résultats pratiques de production montrent que, grâce à ces contrôles intégrés, le raffinage LF et le traitement sous vide VD utilisant l'azote comme gaz d'agitation peuvent efficacement réaliser l'alliage, maintenant ainsi la teneur finale en azote de l'acier pour engrenages 20MnCrS5 dans la plage cible de (100~140)×10^-6. L'étude a également révélé que la teneur en soufre dans le métal liquide est un facteur clé influençant l'effet d'enrichissement en azote par soufflage LF : plus la teneur en S est faible (w［S］≤0,025 %), plus le taux d'enrichissement est élevé (environ 6,9×10^-6 min^-1). Dans le raffinage sous vide VD utilisant l'azote pour remplacer l'argon, la coexistence de nitruration et dénitruration du métal liquide est observée, se manifestant par une augmentation de l'azote avec un taux d'environ 2,19×10^-6 min^-1.

acier pour engrenages; raffinage; azote; 20MnCrS5; contrôle stable