氮合金不锈钢因其优越的抗腐蚀性能和强度，在高性能材料中备受青睐。氮元素在不锈钢中的含量调整可以显著影响其最终性能，然而由于氮在钢液中的溶解和去除过程较为复杂，生产中难以实现氮含量的精准控制。特别是在氩氧脱碳（AOD）炉中，氮的动态调控成为实现不锈钢高质量生产的关键。
尽管已有研究探讨了AOD过程中的氮溶解平衡，但在实际生产中，氮的反应速率和含量变化受温度、成分和气体压力的多重影响，难以通过简单的热力学模型进行实时控制。现有研究在动力学层面缺乏足够的模型支持，导致氮合金不锈钢生产过程中氮含量的精确调控仍是个难题。
最近，奥托昆普不锈钢股份有限公司的Jyrki Pitkälä其团队提出了一种结合热力学和动力学的氮含量预测模型。他们通过工业规模的AOD实验，研究了不同温度、钢液成分和氮气分压对氮反应速率的影响，开发了一个适用于0.150–0.400%氮含量范围的高精度预测方程。该模型能够有效指导生产过程中的氮含量控制，实现了不锈钢氮合金化的精准化调控。
相关研究成果以“Production of Nitrogen-Alloyed Stainless Steels in Argon Oxygen Decarburization Converter: Kinetics and Modeling of Nitrogenation and Denitrogenation”为题目发表于Steel Research International 期刊2024年95卷11期。论文作者为：Jyrki Pitkälä, Lauri Holappa, Ari Jokilaakso。
该论文的主要研究结果与结论如下：
氮的吸收与去除过程分别符合单位点和双单位点机制，不同氮含量下的反应模式表现出显著差异。
提出的动力学模型在氮含量为0.150–0.400%的范围内能够精准预测氮含量变化，并具有高精度和广泛适用性。
氮的反应速率受温度、气体流速及表面活性元素（如硫、氧）影响显著。
调整氮/氩气体混合比例和喷吹时间能够实现对钢液氮含量的有效控制。
本模型为进一步提升氮合金不锈钢生产的适用性和稳定性提供了理论依据。
论文中的主要图片和表格如下：
图1. AOD转炉中气体羽流的示意图
图2. 转炉在吹气位置、上下移动途中以及空闲位置的状态
图3. 溶解反应驱动力对反应速率的影响
图4. 21Cr–11Ni钢在0.33 bar PN2气体混合物条件下的脱氮过程
图5. 21Cr–1.5Ni–5Mn钢在两种不同气体混合物条件下的脱氮过程
图6. 22Cr–5Ni–3Mo–1Mn钢在四种不同气体混合物条件下的脱氮过程
图7. 25Cr–7Ni–4Mo–1Mn钢在三种不同气体混合物条件下的脱氮过程
图8. 对Cr25–Ni7–Mo4–Mn1钢进行测量的结果，分别在低初始氮含量和高初始氮含量的钢液中吹入0.66 bar PN2气体混合物
图9. 氮化试验中氮含量与模型预测的比较
图10. 氮含量的预测值与实测值的对比
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