A brief overview of the current global production of stainless steels is provided. It is shown that in China, the leading producer of stainless steel, the share of nitrogen-containing stainless metal smelting in 2023 exceeded 30% and amounted to 11.5 million tons. For alloying such metal with nitrogen, chromium nitride-based ligatures are in demand – nitrided metallic chromium and nitrided ferrochrome. This paper presents the experience of obtaining low-carbon chromium-based ligatures with an increased nitrogen content using the SHS method. The design of a special flow-through SHS reactor is proposed and a technology for nitriding aluminothermic chromium and ferrochrome powders with a particle size of up to 400 μm in a reacting gas flow is developed. As a result of the experimental studies, the fundamental possibility of their nitriding in the co-combustion mode was established and the dependences of the combustion rate and nitrogen content in the synthesis products on the pressure and flow rate of the reacting gas were revealed. Tests of the synthesized high-nitrogen ferrochrome were conducted during the experimental smelting of duplex steel UNS S32750 (Super Duplex 25Cr) under the conditions of the Zlatoust Metallurgical Plant. The results of the pilot industrial smelting of the metal showed that the developed alloying material provides a stable nitrogen concentration in the metal, within 0.28–0.30 mass %, with the actual nitrogen absorption by the steel melt of 82–86%.
Выполнен краткий обзор текущего мирового производства нержавеющих сталей. Показано, что в Китае – ведущем производителе нержавеющей стали – доля выплавки азотсодержащего нержавеющего металла в 2023 г. превысила 30% и составила 11,5 млн. т. Для легирования таких сталей азотом традиционно используются легирующие сплавы на основе нитридов хрома – азотированный металлический хром и азотированный феррохром. В работе представлен опыт получения на базе метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-метод) низкоуглеродистых лигатур на основе хрома с повышенным содержанием азота. Предложена конструкция специального проточного СВС-реактора и разработана технология азотирования в нем алюмотермических порошков хрома и феррохрома с размером частиц до 400 мкм в токе реагирующего газа. В результате проведенных экспериментов показана принципиальная возможность азотирования указанных лигатур в режиме спутного горения и установлены зависимости скорости синтеза и концентрации азота в продуктах горения от расхода и давления реагирующего газа. Проведены испытания синтезированного высокоазотистого феррохрома при экспериментальной выплавке дуплексной стали UNS S32750 (Super Duplex 25Cr) в условиях Златоустовского металлургического завода. Результаты опытно-промышленных плавок металла показали, что разработанный легирующий материал обеспечивает стабильную концентрацию азота в металле в пределах 0,28–0,30 мас. % при фактическом усвоении азота стальным расплавом 82–86 %.