CN101457275A - 控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，用于防止转炉工艺生产铝脱氧钢增氮的问题。解决本发明技术问题是通过如下技术方案实现控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的：在转炉开始造渣时将转炉炉渣碱度CaO/SiO2调整为5～7。通过控制转炉炉渣碱度可提高转炉冶炼过程的脱氮率，脱氮率由50％～70％提高到65％～85％，转炉终点钢水氮含量可控制在15PPm以内。通过碱度控制、加入特殊渣料和连铸开浇前在钢包下口与保护管之间使用带帽沿的密封垫圈密封，实现了LD－LF－SCC工艺铸坯氮含量≤35PPm、LD－LF－RH－BCC工艺铸坯氮含量≤30PPm的稳定控制。

Description

控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法。
背景技术
随着工业和科技的发展，各行业对钢的质量要求越来越苛刻。钢中氮含量对钢的机械性能影响较大，尤其是生产用于深冲条件下的低碳钢和硬线钢丝时，氮的不利影响特别明显。钢液凝固时，溶解在钢中的气体氮的析出会引起元素的偏析或使钢铸件产生气孔，均使钢的性能降低。钢中氮含量增加，屈服极限、强度极限和硬度提高，塑性下降，冲击韧性降低，并导致时效硬化。氮还会大幅度提高钢的韧脆转变温度，而且还有可能使钢产生低温回火脆性，某些氮化物还会导致钢的热脆。因此，除奥氏体不锈钢以氮代替镍和其它贵重合金元素、低合金钢和铁素体合金钢以氮代碳外，其它的钢种则要求氮含量越低越好。
氮气在炉气中的分压力很高，大气中氮的分压力大体保持在7.8×104Pa氮在钢液中的溶解度公式为：
ω[N]＝0.044-0.01ω[C]-0.0025ω[Mn]-0.003ω[Si]
-0.0043ω[P]-0.001ω[S]+0.0069ω[Cr]+0.013ω[V]
-0.001ω[Ni]-0.01ω[Al]+0.1ω[Ti]+0.0015ω[Mo]
+0.0102ω[Nb]-0.0004ω[Cu]
计算出氮在钢中的氮含量一般为350～450PPm，而实际生产中钢中氮含量一般控制在80PPm以内，因此出钢后钢液容易增氮。
在冶金生产工艺过程中，影响钢中氮含量控制的因素较多，主要有铁水条件、转炉吹炼制度、出钢过程、合金及增碳剂等原辅料含氮量、精炼过程、连铸浇铸过程等环节。目前主要依靠转炉脱氮，以及在浇注过程中防止钢水增氮来控制钢中氮含量。
一般转炉炼钢炉渣碱度CaO/SiO2控制在3～5，脱氮率一般为50％～70％，脱氮率的高低取决于铁水加入量、转炉的吹炼控制、出钢脱氧制度等。高的矿石加入量和铁水比可降低终点钢中氮含量，这主要是所增加的CO气泡对钢水的清洗作用加速了钢中氮的去除，同时也增加了吹炼时的渣层厚度，促使钢水与大气隔离，减少了钢水吸氮。复吹工艺对降低终点钢水氮含量起着重要作用，其中最重要的是惰性气体的性质和底吹时用于保护喷嘴的介质种类。试验证明，钢水中的氮含量与溶池吹氩持续时间有关，当整个吹炼期都吹氩时，转炉终点钢水氮含量最低，目前一般采取从吹炼开始经过10min后即转换到吹氩的模式。氧气中含氮量也是影响钢水终点氮含量的重要因素。不脱氧出钢、控制出钢口形状不散流以及在钢包内添加含CaO的顶渣可有效限制钢水吸氮。转炉顶底复吹有利于降低终点氮含量。
精炼过程的氮主要来源于与钢水接触的大气、加入的合金及熔剂。进入LF精炼阶段，由于电弧对大气的电离作用，钢水也会增氮。LF增氮与通电时间、还原渣的造渣情况、炉内气氛情况、精炼周期、脱硫情况及吹氩搅拌情况等多种因素有关。真空脱气装置中脱氮效果并不明显，特别在低氮范围(氮在30×10-6以下)，脱氮反应几乎中止。当钢中界面活性元素硫、氧含量较高时，钢液的脱氮速度很低，甚至陷于停顿状态。
浇铸期间，连铸机长水口内径大且未被钢流充满，如密封不良，将会象抽气泵一样把空气从接缝处吸入。为防止在接缝吸入空气，目前最好的解决办法是在接缝严密处通入Ar气，使长水口顶部形成正压区(约0.7MPa)，并垫以保护圈(垫)，钢水增氮量可控制在很低，其中采用的保护圈(垫)为常规的锥形筒结构。
因此，炼钢工生产过程中控制钢的氮含量主要有三方面，一是控制冶炼终点钢水氮含量，二是选用低氮含量的合金及原辅材料，三是防止空气中的氮进入钢水中。
目前，铝脱氧钢在出钢过程和精炼过程的增氮量可分别达10～20PPm，浇铸过程最高可达40PPm，转炉工艺生产铝脱氧钢铸坯氮含量多在40～50PPm。铝脱氧钢一般在出钢过程中加入铝进行深脱氧，钢中氧含量极低，同时钢中硫含量极低，而且铝脱氧钢含有的Al元素与氮的亲和力极强，二者容易结合形成氮化铝，因此较其它钢种更容易增氮。
本领域急需开发能克服转炉工艺生产铝脱氧钢增氮的问题，尤其是涉及控制LD—LF—SCC工艺铸坯氮含量≤35PPm、LD—LF—RH—BCC工艺铸坯氮含量≤30PPm的技术。
发明内容
本发明所解决的技术问题是防止转炉工艺生产铝脱氧钢增氮的问题。
解决本发明技术问题是通过如下技术方案实现控制转炉工艺生产铝脱氧钢的氮含量的：在转炉开始造渣时将转炉炉渣碱度CaO/SiO2调整为5～7。通过控制转炉炉渣碱度可提高转炉冶炼过程的脱氮率，采用本方法使转炉冶炼过程的脱氮率由50％～70％提高到65％～85％，转炉终点钢水氮含量可控制在15PPm以内。
具体地，可以采用活性石灰(按重量百分比含有85.0≤CaO≤95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)或普通石灰来调整碱度。为了提高转炉脱磷效率，有时还为了脱硫，目前转炉很少采用普通石灰造渣，一般采用活性石灰来造渣。
为了减少出钢过程及精炼过程钢水的增氮量，在出钢开始时向钢包中加入如下渣料，该渣料是由活性石灰、萤石及工业纯碱混匀制成，其化学成分按重量百分比计含有：70.0％≤CaO≤88％、0<SiO2≤3.0％、0<Al2O3≤4.0％、2.0％≤Na2O≤4.0％、8.0％≤CaF2≤13.0％、0<MgO≤5％，0<N≤0.05％，其余为灼减及P、S等不可避免的微量杂质。渣料加入量按7～10kg/t钢计加入。由于该渣料氮含量低，加入后在钢包内能快速形成液态渣层，加强了钢包内钢水的覆盖，故而能阻止出钢过程和精炼过程中空气中的氮进入钢水中。
通过碱度控制和渣料的加入减少了钢水增氮，有效控制了氮含量。
连铸开浇前在钢包下口与保护管之间使用带帽沿的密封垫圈密封；其中，所述的带帽沿的密封垫圈包括锥形筒和凸缘，其凸缘位于所述锥形筒的口径较大的一端，并向外凸出。使用此种密封垫圈，可加强该处的密封效果，通过使用该密封垫圈使得浇铸过程增氮量可稳定地控制在3PPm以内。凸缘凸出于锥形筒筒壁的径向长度(即线段AB与线段FG的差)可以为30-80毫米，优选为40-70毫米。
结合应用上述三种改进方案中的至少一种均可有效实现防止转炉工艺生产铝脱氧钢增氮的问题。联合应用上述三种改进方案显著降低了铝脱氧钢铸坯氮含量，实现了LD—LF—SCC工艺铸坯氮含量≤35PPm、LD—LF—RH—BCC工艺铸坯氮含量≤30PPm的稳定控制。
附图说明
图1为现有密封垫圈，其中的1表示锥形筒。
图2为本发明应用的密封垫圈，其中的1表示锥形筒，2表示凸缘。
其中，线段AB为凸缘的径向长度，线段FG为锥形筒的径向长度，线段AB与线段FG的差即为凸缘凸出于锥形筒筒壁的径向长度，线段CD为锥形筒的高度，线段DE为凸缘的轴向长度。
图3为应用本发明密封垫圈在钢包下口与保护管连接处，其中的1表示锥形筒，2表示凸缘，3表示钢水包，4表示保护管，5表示下水口，6表示保护管上端的锥形部分，7表示钢水包下端面，8表示保护管上端面，9表示密封垫圈。
具体实施方式
以下通过对本发明具体实施方式的描述说明但不限制本发明。
以往在转炉开始造渣时将转炉炉渣碱度CaO/SiO2调整为3～5，脱氮率为50％～70％。
本发明方法是在转炉开始造渣时将转炉炉渣碱度CaO/SiO2调整为5～7。控制碱度后转炉冶炼过程的脱氮率由50％～70％提高到65％～85％，转炉终点钢水氮含量可控制在15PPm以内。
为了减少出钢过程及精炼过程钢水的增氮量，在出钢开始时向钢包中加入的渣料是由活性石灰、萤石及工业纯碱混匀制成，其化学成分按重量百分比计含有：70.0％≤CaO≤88％、0<SiO2≤3.0％、0<Al2O3≤4.0％、2.0％≤Na2O≤4.0％、8.0％≤CaF2≤13.0％、0<MgO≤5％，0<N≤0.05％，其余为灼减及P、S等微量杂质。渣料加入量按7～10kg/t钢计加入。
其中，活性石灰的化学组成：100％>CaO≥90.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质；萤石的化学组成：100％>CaF2≥90％、6％≥SiO2>0、4％≥Al2O3>0；工业纯碱的化学组成：100％>Na2CO3≥95％。
采用碱度控制及加入渣料的方法可以使得出钢开始至精炼结束增氮量控制在18PPm以内，较以往减少10～15PPm。
以往在连铸开浇前在钢包下口与保护管之间使用密封垫圈的结构如图1所示，为常规的锥形筒结构(也有密封环形式)。但是当钢水包下水口与保护管对接形成紧密结合时，纤维质密封垫圈容易被顶破，此时，漏入空气的增加会使钢水发生二次氧化，从而降低了连铸保护浇注的效果，即浇铸过程中的增氮量和铸坯总氧含量较高。而本发明方法中采用的密封垫圈为带帽沿的密封垫圈密封其结构如图2，与以往的密封垫圈区别在于凸缘2位于所述锥形筒1的口径较大的一端，并向外凸出。所述锥形筒1没有特别的限制，可以为圆锥形，只要能使连铸保护浇铸装置中的保护管与锥形筒之间以及所述锥形筒与下水口之间为密闭连接即可。密闭连接可以通过本领域技术人员公知的方法来实现，例如保护管与锥形筒之间的密闭连接可以通过过盈配合、过度配合或自由配合来实现，锥形筒与下水口之间密闭连接可以通过过盈配合或过度配合来实现。凸缘2凸出于锥形筒筒壁的径向长度(即线段AB与线段FG的差)可以为30-80毫米，优选为40-70毫米。
如图3所示，连铸保护浇铸装置包括钢水包3、密封垫圈9和保护管4，所述钢水包3包括下水口5，密封垫圈包括锥形筒1，其中，该密封垫圈还包括凸缘2，所述凸缘2位于所述锥形筒1的口径较大的一端，并向外凸出；所述锥形筒1的口径较小的一端插入保护管4中，下水口5插入锥形筒1的口径较大的一端，所述保护管4与锥形筒1之间以及所述锥形筒1与下水口5之间为密闭连接。使用时，先将密封垫圈套在保护管上端的锥形部分6内，再将钢水包的下水口5套在密封垫圈内即可。
应用本发明方法中的密封垫圈的密封效果比现有的密封垫圈更好，通过使用该密封垫圈使得浇铸过程增氮量可稳定地控制在3PPm以内，还可以省去在下水口与保护管上端的锥形部位之间吹氩气的成本。
以下通过本发明实施例来说明本发明方法的有益效果。
实施例1
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为P510L，生产工艺流程为LD—LF—CC。
(2)转炉装料时废钢加入量为75kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在5。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有：CaO：72.2％、SiO2：2.7％、Al2O3：3.2％、Na2O：2.8％、CaF2：11.6％、MgO：3.5％、N：0.02％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量7kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为16min；LF加热结束后喂CaSi线8m/t钢。
(6)板坯中间包钢水液面的高度为1000毫米，温度为1555℃，浇铸速度为1.2米/分钟，板坯的断面尺寸为200毫米×1100毫米，钢水包的下水口与保护管间吹流速为10升/分钟的氩气，并使用本发明设计的密封圈。
测得转炉冶炼过程脱氮率为67.5％，终点氮含量为13PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为6.6PPm，LF加热至连铸开浇前钢水增氮量为8.1PPm，浇铸过程中增氮量为2.6PPm，铸坯氮含量为30.3PPm。
实施例2
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为P510L，生产工艺流程为LD—LF—CC。
(2)转炉装料时废钢加入量为60kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在6。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有：CaO：74.6％、SiO2：1.8％、Al2O3：2.6％、Na2O：2.7％、CaF2：9.4％、MgO：4.4％、N：0.03％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量8kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为20min；LF加热结束后喂CaSi线8m/t钢。
(6)板板坯中间包钢水液面的高度为1000毫米，温度为1555℃，浇铸速度为1.2米/分钟，板坯的断面尺寸为200毫米×1100毫米，钢水包的下水口与保护管间吹流速为10升/分钟的氩气，并使用本发明设计的密封圈。
测得转炉冶炼过程脱氮率为73.2％，终点氮含量为10.8PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为7.1PPm，LF加热至连铸开浇前钢水增氮量为6.4PPm，浇铸过程中增氮量为0.8PPm，铸坯氮含量为25.1PPm。
对比例1
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为P510L，生产工艺流程为LD—LF—SCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为135kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在3.5。
(4)出钢1/3时加铝和其它合金，出完钢后加入的一种改性剂按重量百分比含有：CaO：35.2％、SiO2：1.6％、Al2O3：45.2％、N：2.21％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量4.5kg/t钢。
(5)LF加热时间为15min；LF加热结束后喂CaSi线8m/t钢。
(6)板坯中间包钢水液面的高度为1000毫米，温度为1553℃，浇铸速度为1.2米/分钟，板坯的断面尺寸为200毫米×1100毫米，钢水包的下水口与保护管仅间吹流速为10升/分钟的氩气。
测得转炉冶炼过程脱氮率为53.1％，终点氮含量为18PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为12.4PPm，LF加热至连铸开浇前钢水增氮量为13.3PPm，浇铸过程中增氮量为15.8PPm，铸坯氮含量为59.5PPm。
实施例3
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为20CrMoH，生产工艺流程为LD—LF—RH—BCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为0kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在7。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有CaO：73.3％、SiO2：2.4％、Al2O3：2.7％、Na2O：2.8％、CaF2：10.5％、MgO：4.0％、N：0.03％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量9kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为30min。
(6)RH轻处理时间为15min，RH处理结束后喂CaSi线6m/t钢。
(7)方坯中间包钢水液面的高度为900毫米，温度为1540℃，浇铸速度为0.65米/分钟，方坯的断面尺寸为280毫米×380毫米，钢水包的下水口与保护管间吹流速为8升/分钟的氩气，并使用本发明设计的密封圈。
测得转炉冶炼过程脱氮率为83.7％，终点氮含量为6.4PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为6.9PPm，LF加热至RH处理前钢水增氮量为9.5PPm，RH结束至连铸开浇前钢水氮含量为22.3PPm，浇铸过程中增氮量为2.5PPm，铸坯氮含量为24.8PPm。
实施例4
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为20CrMoH，生产工艺流程为LD—LF—RH—BCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为35kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在6。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有CaO：73.3％、SiO2：2.4％、Al2O3：2.7％、Na2O：2.8％、CaF2：10.5％、MgO：4.0％、N：0.02％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量10kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为25min。
(6)RH轻处理时间为15min，RH处理结束后喂CaSi线6m/t钢。
(7)方坯中间包钢水液面的高度为900毫米，温度为1545℃，浇铸速度为0.65米/分钟，方坯的断面尺寸为280毫米×380毫米，钢水包的下水口与保护管间吹流速为8升/分钟的氩气，并使用本发明设计的密封圈。
测得转炉冶炼过程脱氮率为76.3％，终点氮含量为7.6PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为7.3PPm，LF加热至RH处理前钢水增氮量为8.3PPm，RH结束至连铸开浇前钢水氮含量为21.5PPm，浇铸过程中增氮量为1.8PPm，铸坯氮含量为23.3PPm。
对比例1
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为20CrMoH，生产工艺流程为LD—LF—RH—BCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为120kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在3.8。
(4)出钢1/3时加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为21min。
(6)RH轻处理时间为15min，RH处理结束后喂CaSi线6m/t钢。
(7)方坯中间包钢水液面的高度为900毫米，温度为1541℃，浇铸速度为0.65米/分钟，方坯的断面尺寸为280毫米×380毫米，钢水包的下水口与保护管间仅吹流速为8升/分钟的氩气。
测得转炉冶炼过程脱氮率为60.5％，终点氮含量为15.7PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为11.2PPm，LF加热至RH处理前钢水增氮量为15.3PPm，RH结束至连铸开浇前钢水氮含量为35.9PPm，浇铸过程中增氮量为11.2PPm，铸坯氮含量为47.1PPm。
补充实施例1
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为P510L，生产工艺流程为LD—LF—SCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为70kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％，5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质；)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在6。
(4)LF加热时间为17min；LF加热结束后喂CaSi线8m/t钢。
(5)板坯中间包钢水液面的高度为1000毫米，温度为1553℃，浇铸速度为1.25米/分钟，板坯的断面尺寸为200毫米×1050毫米，钢水包的下水口与保护管间仅吹流速为10升/分钟的氩气。
测得转炉冶炼过程脱氮率为71.8％，终点氮含量为12PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为9.6PPm，LF加热至连铸开浇前钢水增氮量为8.5PPm，浇铸过程中增氮量为7.9PPm，铸坯氮含量为38PPm。
补充实施例2
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为P510L，生产工艺流程为LD—LF—CC。
(2)转炉装料时废钢加入量为65kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％、5％≥MgO>0、2.5％≥SiO2>0，其余为灼减及Al2O3、P、S等微量杂质)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在6。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有：CaO：74.6％、SiO2：1.8％、Al2O3：2.6％、Na2O：2.7％、CaF2：9.4％、MgO：4.4％、N：0.03％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量8kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为18min；LF加热结束后喂CaSi线8m/t钢。
(6)板板坯中间包钢水液面的高度为1000毫米，温度为1556℃，浇铸速度为1.25米/分钟，板坯的断面尺寸为200毫米×1100毫米，钢水包的下水口与保护管间吹流速为10升/分钟的氩气，并使用本发明设计的密封圈。
测得转炉冶炼过程脱氮率为69.5％，终点氮含量为11.5PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为8.3PPm，LF加热至连铸开浇前钢水增氮量为6.7PPm，浇铸过程中增氮量为7.5PPm，铸坯氮含量为34PPm。
补充实施例3
实验条件为：
(1)公称120t顶底复吹转炉，吹炼10min后底吹气体由N2转换为Ar气，生产钢种为20CrMoH，生产工艺流程为LD—LF—RH—BCC。
(2)转炉装料时废钢加入量为50kg/t钢。
(3)采用活性石灰(按重量百分比含有CaO85.0～95.0％)造渣，在转炉开始造渣时即将转炉渣碱度CaO/SiO2控制在6。
(4)出钢开始加入的渣料按重量百分比含有CaO：73.3％、SiO2：2.4％、Al2O3：2.7％、Na2O：2.8％、CaF2：10.5％、MgO：4.0％、N：0.02％，其余为灼减及P、S等微量杂质，加入量10kg/t钢；加完渣料后即加铝和其它合金。
(5)LF加热时间为27min。
(6)RH轻处理时间为16min，RH处理结束后喂CaSi线7m/t钢。
(7)方坯中间包钢水液面的高度为900毫米，温度为1540℃，浇铸速度为0.65米/分钟，方坯的断面尺寸为280毫米×380毫米，钢水包的下水口与保护管间仅吹流速为8升/分钟的氩气。
测得转炉冶炼过程脱氮率为78.3％，终点氮含量为7.2PPm，出钢开始至LF加热前钢水增氮量为7.8PPm，LF加热至RH处理前钢水增氮量为8.5PPm，RH结束至连铸开浇前钢水氮含量为22.9PPm，浇铸过程中增氮量为12PPm，铸坯氮含量为34.9PPm。
通过将转炉炉渣碱度CaO/SiO2控制在5～7，转炉终点钢水氮含量可控制在15PPm以内，脱氮率由50％～70％提高到65％～85％；采用碱度控制及加入渣料的方法可以使出钢开始至精炼结束钢水的增氮量控制在18PPm以内，较以往减少10～15PPm；采用本发明设计的密封圈后，浇铸过程钢水增氮量可控制在3PPm以内。通过实施以上三项改进技术，降低了转炉终点钢水氮含量，减少了出钢至浇铸过程铝脱氧钢增氮，从而达到了控制LD—LF—SCC工艺铸坯氮含量≤35PPm、LD—LF—RH—BCC工艺铸坯氮含量≤30PPm的生产目的。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：在转炉开始造渣时将转炉炉渣碱度CaO/SiO2调整为5～7。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：采用活性石灰调整碱度。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：在出钢开始时向钢包中加入如下渣料，该渣料是由活性石灰、萤石及工业纯碱混匀制成，其化学成分按重量百分比计含有：70.0％≤CaO≤88％、0<SiO2≤3.0％、0<Al2O3≤4.0％、2.0％≤Na2O≤4.0％、8.0％≤CaF2≤13.0％、0<MgO≤5％，0<N≤0.05％，其余为灼减及不可避免的微量杂质。
  4. 【权利要求4】根据权利要求3所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：渣料加入量按7～10kg/t钢计加入。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1～4任一项所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：连铸开浇前在钢包下口与保护管之间使用带帽沿的密封垫圈密封；其中，所述的带帽沿的密封垫圈包括锥形筒和凸缘，其凸缘位于所述锥形筒的口径较大的一端，并向外凸出。
  6. 【权利要求6】根据权利要求5所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：所述凸缘凸出于锥形筒筒壁的径向长度为30-80毫米。
  7. 【权利要求7】根据权利要求6所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：所述凸缘凸出于锥形筒筒壁的径向长度为40-70毫米。
  8. 【权利要求8】根据权利要求5所述的控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法，其特征在于：所述密封垫圈成分为按重量百分比含有SiO2：45～55％，Al2O3：40～50％，同时满足SiO2和Al2O3≥94％，耐火度>1350℃，1100℃×6h时线收缩率<1％。
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