一種轉爐出鋼氮含量的控制方法技術

本發明專利技術是一種轉爐出鋼氮含量的控制方法，鐵水要求：P≤0.150%，T≥1250℃，硫含量低于0.015%，提高鐵水比85-90%；在轉爐吹煉期間加入30-40kg/t鐵礦石；終點控制：C:0.08-0.12%，P≤0.015%，S≤0.020%，T:1650-1690℃；出鋼前1-2min提前進行鋼包底吹氬，出鋼全程吹氬，同時在出鋼過程中，底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準；出鋼過程采用兩步脫氧。本發明專利技術不需要添加新設備或改造設備，在不增加成本前提下減少轉爐出鋼后的氮含量為25ppm，從而減少了成品的氮含量，提高了鋼材質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煉鋼工藝
，涉及。
技術介紹
鋼中的氮含量對鋼材的性能影響較大，其氮化物(FarN)的析出，會導致鋼材產生時效和藍脆現象，造成鋼材的屈服極限、強度極限和硬度提高，韌性、塑性、深沖性能、HAZ性能、熱加工性能、導電性能和焊接性能下降，還易造成鑄坯產生開裂和引起晶間腐蝕。另外鋼中的氮極易與鋼中的鈦、鋁等元素形成帶有棱角的夾雜物，降低鋼材的潔凈度，影響其拉拔性能。如果鋼中的溶解氮含量超過一定的極限還有可能在鑄坯內形成氣泡和疏松缺陷。因此，除耐熱鋼及不銹鋼外，應當盡可能地降低鋼中的氮含量。氧是表面活性元素，大量氧原子占據了鋼液自由表面。轉爐出鋼過程中鋼液脫氮 主要發生在鋼水進入鋼包后，受鋼包內脫氧合金化及鋼包頂渣覆蓋狀況的影響。鋼包內鋼水脫氧充分，但頂渣熔化不良，容易增氮。轉爐終點碳越低，出鋼增碳量越大，增氮的可能性越大。專利201110403469. 6公開了一種控制轉爐出鋼鋼水增氮的方法，出鋼碳〈O. 1%時，氧含量300-500ppm ;出鋼碳0. 10-0. 20%時，氧含量100_250ppm ;出鋼碳>0. 20%時，氧含量50-100ppm;轉爐爐后脫氧合金加入次序為不脫氧合金、弱脫氧合金、強脫氧合金，提高出鋼前期鋼中氧含量；轉爐出鋼結束前Imin加入硅鈣鋇鐵及含鋁材料。專利201110403469. 6通過控制出鋼氧含量和強脫氧劑加入時機，改善脫氧合金加入次序，從而降低成品氮含量；但限于出鋼氧含量的控制難度較大，出鋼過程中隨加入脫氧合金的增加，鋼水脫氧程度增加，鋼水增氮量增加，其原因主要為鋁錳鐵作為合金在加入鋼水過程中，會有不同程度的產生卷入空氣的現象；同時加入的鋁錳鐵在鋼水局部地區造成鋼中氧量降低，減少了鋼中氧對吸氮的抑制作用；另外鋁進入鋼水中后，極易與鋼中所氮作用形成AlN夾雜物，產生固氮作用從而造成鋼水增氮；當脫氧合金的加入量較高時，其對鋼水氮含量的影響較難控制，鋼水中的氮量波動較大。專利201010195201. 3公開了一種轉爐出鋼過程鋼水脫氮的方法，轉爐出鋼過程中先后向鋼水包內添加碳酸鹽、焦碳和金屬鋁，利用出鋼時鋼水的動力學和熱力學作用將其分解或促使其與鋼水中的氧發生反應，生成C02或CO，吸附N將其去除，但碳酸鹽容易發生噴濺，且對鋼包有侵蝕作用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出轉爐出鋼氮含量的控制方法，不需要添加新設備或改造設備，在不增加成本前提下減少了轉爐出鋼后的氮含量，從而減少了成品的氮含量，提高了鋼材質量。本專利技術解決以上技術問題的技術方案是 ，包括以下控制步驟㈠鐵水溫度1250-1350°C，控制鐵水磷含量重量百分比< 0. 150%，控制鐵水硫含量重量百分比彡0. 020%，提高鐵水比至85-90%，減少廢鋼帶入的氮； ㈡終點控制成分重量百分比為C: 0. 08-0. 12%，P彡0. 015%, S彡0. 020%,溫度1650-1690°C，控制渣量為120-140kg/t鋼，避免過程返干，保證足夠的渣層厚度； ㈢在轉爐吹煉期間加入30-40kg/t鋼的鐵礦石化渣和降溫，對去除鋼中氮含量有利，采用周轉鋼包受鋼，周轉鋼包里要求沒有冷鋼，包沿口做好清潔，保證出鋼口圓整，防止出鋼散流，并使用底吹氬； (四)擋渣出鋼前1-2分鐘提前進行鋼包底吹氬，驅除鋼包內的空氣，使鋼包被氬氣覆蓋，避免空氣與鋼水充分接觸造成增氮；出鋼全程吹氬，出鋼后底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準，吹IS后鋼水氮含量重量百分比控制在0. 0025%以內； ㈤出鋼過程采用兩步法加入合金脫氧控氮，具體為①出鋼至1/3時，順序加入電石 0. 5-0. 8kg/t鋼，錳目標重量百分比成分的70-80%的錳鐵，低氮增碳劑0-2kg/t 出鋼至4/5時，加入石灰3-5kg/t鋼及精煉渣3-5kg/t鋼；不采用鋁合金，防止鋁固氮及從空氣中吸氮，在吹氬站喂鋁線調整氧含量至20ppm。經申請人研究表明，脫氧鋼中氮的控制與脫氧的先后順序有關，因為鋼液中氧是表面活性元素，它能阻止空氣中氮氣向鋼液中溶解擴散，若鋼水中氧含量過低，容易造成鋼水增氮，先脫氧后合金化的鋼中平均氧含量為0. 0045%，波動較大，先合金化后脫氧的鋼中平均氮含量為0. 0025%，而且波動較小，易控制，采用不脫氧或弱脫氧出鋼，鋼液中含有的氧是表面活性物質，占據鋼液界面上的空位，鋼液中氧達到400X 10_4%以上時，鋼液吸氮過程將停止。本專利技術在轉爐生產中，通過提高鐵水比，適當增加渣層厚度，通過控制轉爐終點碳含量，減少點吹次數及時間；加入一定量鐵礦石，采用先合金化弱脫氧后強脫氧的方法，出鋼前提前鋼包底吹氬，同時在出鋼過程中，底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準。本專利技術技術方案的說明如下 轉爐冶煉控制 ⑴適當提高鐵水比有利于減少鋼水增氮，同時高鐵水比條件下碳氧反應加劇，有利于脫氮，鐵水和廢鋼中的氮是鋼液中氮的主要來源，而廢鋼中氮含量高于鐵水。⑵適當的增加渣層厚度有利于減少鋼水吸氮，吹煉過程出現返干時渣層較薄，造成鋼水吸氮加劇，較大的渣量促進吹煉過程中渣-鋼-氣的乳化，減少鋼水熔池表面裸露的機率，同時爐渣能夠有效降低氧槍火點的高溫區與空氣接觸的機會，阻止了鋼水的增氮現象。⑶提高終點脫碳速度和終點命中率，減少點吹次數，在冶煉的未期鋼水的溫度低，補吹之前存在測溫過程而導致冶煉過程的中斷，導致爐內空氣量增加，同時補吹過程中鋼中碳含量低，產生的CO氣體量相對較少，重新吹氧后造成鋼水液面裸露，使熔池與空氣接觸機會增加，加之氧槍吹氧過程裸露的鋼水溫度較高，使鋼中氧的阻氮作用減弱造成鋼水增氮，因此在冶煉低氮鋼時應盡量避免長時間補吹。⑷在轉爐吹煉期間加入一定量的鐵礦石能夠降終點的氮含量，因為加入的鐵礦石所產生的一氧化碳氣泡在鋼水內形成核心，鋼水中的氣體能迅速與一氧化碳聚集到一起，通過一氧化碳的上浮而排出鋼水。在不改變其他條件的情況下，加入鐵礦石的數量與終點氮含量成反比關系，加入鐵礦石的數量越多，終點氮含量越低，加入鐵礦石的數量30-40kg/t為最佳，加入鐵礦石數量過多只會降低溫度而對終點氮含量無太大影響。出鋼脫氧合金化 轉爐出鋼過程中鋼水增氮主要發生在鋼水進入鋼包以后，受鋼包內脫氧合金化及鋼包頂渣覆蓋狀況的影響，鋼包內鋼水脫氧充分，但頂渣熔化不良，覆蓋不好的情況容易增氮，由于出鋼時加入脫氧劑和合金將鋼水中大部分的氧脫去，造成鋼水中的碳氧反應停滯，生成的CO氣泡瞬間減少，使鋼水表面氮的平衡被破壞，造成鋼水大量吸氮。適當控制脫氧劑的加入量，使鋼水保持一定得自由氧含量，減少吸氮；同時增氮劑、金屬錳等合金也可能會造成鋼水增氮，因此盡量使用含氮量低的合金。分批加入脫氧合金，使得出鋼前期的鋼水呈現弱沸騰狀態，鋼水中的氧含量高，極大的減弱了鋼水吸氮速率。采用脫氧合金分兩批加入，出鋼1/3時加入電石、錳鐵脫氧，出 鋼至4/5，加入石灰及精煉渣，不采用鋁合金，防止鋁固氮，出鋼后在氬站喂鋁線調整氧含量20ppm以下。鋼包底吹氬 出鋼前l-2min提前吹氬，驅除鋼包內的空氣，避免空氣中氮氣與鋼水充分接觸。出鋼全程吹氬，爐后吹氬強度減弱為以不裸露鋼水液面為準，保持渣面熔化，并具有足夠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種轉爐出鋼氮含量的控制方法，其特征在于：包括以下控制步驟：㈠鐵水溫度：1250?1350℃，控制鐵水磷含量重量百分比≤0.150%，控制鐵水硫含量重量百分比≤0.020%，提高鐵水比至85?90%；㈡終點控制成分重量百分比為：C:0.08?0.12%，P≤0.015%，S≤0.020%，溫度：1650?1690℃，控制渣量為120?140kg/t鋼；㈢在轉爐吹煉期間加入30?40kg/t鋼的鐵礦石化渣和降溫，采用周轉鋼包受鋼，周轉鋼包里要求沒有冷鋼，包沿口做好清潔，保證出鋼口圓整，防止出鋼散流，并使用底吹氬；㈣擋渣出鋼前1?2min提前進行鋼包底吹氬，驅除鋼包內的空氣，使鋼包被氬氣覆蓋，避免空氣與鋼水充分接觸造成增氮；出鋼全程吹氬，出鋼后底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準，吹氬后鋼水氮含量重量百分比控制在0.0025%以內；㈤出鋼過程采用兩步法加入合金脫氧控氮，具體為：①出鋼至1/3時，順序加入電石0.5?0.8kg/t鋼，錳目標重量百分比成分的70?80%的錳鐵，低氮增碳劑0?2kg/t；②出鋼至4/5時，加入石灰3?5kg/t鋼及精煉渣3?5kg/t鋼；不采用鋁合金，防止鋁固氮及從空氣中吸氮，在吹氬站喂鋁線調整氧含量至20ppm。...

【技術特征摘要】
1.一種轉爐出鋼氮含量的控制方法，其特征在于包括以下控制步驟 ㈠鐵水溫度1250-1350°c，控制鐵水磷含量重量百分比< O. 150%，控制鐵水硫含量重量百分比彡O. 020%，提高鐵水比至85-90% ； ㈡終點控制成分重量百分比為C: O. 08-0. 12%，P彡O. 015%, S彡O. 020%,溫度1650-1690°C，控制渣量為 120-140kg/t 鋼； ㈢在轉爐吹煉期間加入30-40kg/t鋼的鐵礦石化渣和降溫，采用周轉鋼包受鋼，周轉鋼包里要求沒有冷鋼，包沿口做好清潔，保證出鋼口圓整，防止出鋼散流，并使用底吹氬； (四)擋渣出鋼前l-2min提前進行鋼包底吹氬，驅除鋼包內的空氣，使鋼包被氬氣覆蓋，避免空氣與鋼水充分接觸造成增氮；出鋼全程吹氬，出鋼后底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準，吹IS后鋼水氮含量重量百分比控制在O. 0025%以內； ㈤出鋼過程采用兩步法加入合金脫氧控氮，具體為①出鋼至1/3時，順序加入電石O.5-0. 8kg/t鋼，錳目標重量百分比成分的70-80%的錳鐵，低氮增碳劑0-2kg/t 出鋼至4/5時，加入石灰3-5kg/t鋼及精煉渣3-5kg/t鋼；不采用鋁合金，防止鋁固氮及從空氣中吸氮，在吹氬站喂鋁線調整氧含量至20ppm。2.如權利要求I所述的轉爐出鋼氮含量的控制方法，其特征在于包括以下控制步驟 ㈠鐵水溫度1250°C，控制鐵水磷含量重量百分比O. 150%，控制鐵水硫含量重量百分比O. 018%，提高鐵水比至85% ； ㈡終點控制成分重量百分比為C:0. 08%, P 0. 015%，S 0. 018%，溫度1650°C，控制渣量為120kg/t鋼； ㈢在轉爐吹煉期間加入30kg/t鋼的鐵礦石化渣和降溫，采用周轉鋼包受鋼，周轉鋼包里要求沒有冷鋼，包沿口做好清潔，保證出鋼口圓整，防止出鋼散流，并使用底吹氬； (四)擋渣出鋼前Imin提前進行鋼包底吹氬，驅除鋼包內的空氣，使鋼包被氬氣覆蓋，避免空氣與鋼水充分接觸造成增氮；出鋼全程吹氬，出鋼后底吹氬氣量關小進行軟吹以不裸露鋼水液面為準，吹IS后鋼水氮含量重量百分比控制在O. 0025%以內； ㈤出鋼過程采用兩步法加入合金脫氧控氮，具體為①出鋼至1/3時，順序加入電石O.5kg/t鋼，錳目標重量百分比成分的70%的錳鐵，低氮增碳劑lkg/t 出鋼至4/5時，力口入石灰3kg/t鋼及精煉渣3kg/t鋼；不采用鋁合金，防止鋁固氮及從空氣中吸氮，在吹氬站喂...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明，陶鑣，胡道峰，翟衛江，王雷，
申請(專利權)人：南京鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：