CN102031338B - 一种钢液稳定增氮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢液稳定增氮的方法，包括在LF对钢水进行精炼，其特征在于：钢水进入LF后，在造渣的过程中通过增氮枪对电弧区进行增氮。增氮枪包括吹气主管(5)、保护管(7)和枪体固定装置(6)，保护管(7)近似“Y”形，吹气主管(5)被固定在保护管(7)内，吹气主管(5)弧形段(15、16)内弧处与保护管(7)弧形段(11、14)有若干个喷孔(13)。增氮效果稳定，氮气利用率高达75％以上，吹氮时间短，在正常的电炉升温过程就可以完成钢液增氮，不需要延长冶炼时间，平均钢水增氮量0.0143％。

Description

一种钢液稳定增氮的方法
技术领域
本发明属于炉外精炼技术，特别涉及一种LF精炼过程中钢液增氮的方法。
背景技术
在钢铁行业，大部分钢种都是要求氮含量较低的，冶炼过程往往是氮含量低水平控制。但是，部分钢种用途不同，某些钢种需要有一定的氮含量，并且要求钢中氮的存在形式以固溶的形式存在钢中，氮元素产生固溶强化作用，能改善其耐蚀性，提高钢的强度，提高钢的焊接接头处的耐蚀性，提高材料整体的耐孔蚀性能，降低选择腐蚀的倾向性。在冶炼过程中，特别是在精炼的过程中，需要给钢液增加一定量的氮，以满足要求。
在现有技术中，钢液的增氮方式主要有两种：一种是添加固态含氮合金，在炼钢过程精炼后期向液态钢液加入固态含氮合金，含氮合金中的氮元素被钢液吸收，而使钢液达到一定的氮含量；该增氮方式的不足之处在于：冶炼成本高，且钢的氮吸收稳定性差，易导致钢液中的氮含量波动大，甚至氮的成分超出标准范围。另一种方式是向钢液中吹入氮气，氮气中的部分氮元素被钢液吸收，而使钢液达到一定的氮含量；如中国专利“一种含氮纯净钢的增氮方法，(专利号200610117525.9)提供一种含氮纯净钢的增氮方法，在含氮纯净钢钢液二次精炼的末期，采用钢包底吹氮气的方法，对钢包内钢液进行增氮；结束吹氮后，立刻向钢液吹入氩气，对钢液进行清洗。该方法可以在较低的成本下增加钢液中的含氮量，但是，该方法明显延长了冶炼时间，氮气吹入时间较长，一般在15min以上，而清洗时间也要10min以上，整个过程至少延长冶炼周期25min以上，氮收得率低，且不稳定。
发明内容
针对上述钢液增氮方法的不足，本发明提供一种对LF中钢液实现高效、稳定的增氮方法。
本发明采用的技术方案：
本发明是在LF上进行，钢水进入LF后，在造渣的过程中通过增氮枪对电弧区进行增氮。
增氮枪包括吹气主管、保护管和枪体固定装置，保护管近似“Y”形，吹气主管被固定在保护管内，吹气主管弧形段内弧处与保护管弧形段有若干个喷孔。
吹氮时，增氮枪的位置在控制在钢液面以上50～60mm。
喷吹氮气的压力为0.5～0.7MPa，氮气纯度要求大于98.0％，吹入量根据增氮量决定。
在吹氮的过程采用的底吹气体为氩气，底吹流量为300～1500NL/min。
LF钢包底透气砖采用中心布置且单孔式吹气。
采用这种增氮方式增氮效果稳定，氮气利用率高达75％以上，吹氮时间短，在正常的电炉升温过程就可以完成钢液增氮，不需要延长冶炼时间，平均钢水增氮量0.0143％。
附图说明
图1为本发明增氮枪结构示意图。
其中，1：吹气主管A进气口；2：保护管进气口；3：吹气主管B进气口；4：吹气主管端部固定装置；5：吹气主管；6：枪体固定装置；7：保护管；8：吹气主管中部固定装置；9：保护管弧形焊接处；10：耐高温涂层；11：保护管A弧形段；12：保护管出气孔；13：喷孔；14：保护管B弧形段；15：吹气主管B弧形段；16：吹气主管A弧形段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述：
在500kgLF上实施如下技术方案：
在造渣的过程中，在化渣脱氧结束后，在炉门口插入氮枪进行增氮，为实现最佳的增氮效果，喷吹氮气的压力采用0.6MPa，氮气纯度为98.4％。在吹氮的过程采用的底吹气体为氩气，底吹流量为800NL/min，为保证稳定增氮，LF钢包底透气砖采用中心布置且单孔式吹气，增氮枪距钢液面60mm。
当炉渣泡沫化后，供电时采用长弧操作，当电极埋弧稳定后，通过增氮枪向电极弧光位置均匀的吹入氮气。
增氮枪包括吹气主管5、保护管7和枪体固定装置6，保护管7近似“Y”形，吹气主管5被固定在保护管7内，吹气主管5弧形段15、16内弧处与保护管7弧形段11、14有若干个喷孔13。
吹气主管5为2根铜管，直段端部有进气口1、3，用于连接气源氮气，氮气最后从喷孔13喷出。
保护管7材质采用耐热钢，直段端部有进气口2，其内部通冷却气体氮气，弧形段11、14端部有出气口12，直径为20mm。
喷孔13中心水平向下倾斜30°，吹气主管5的孔直径为10mm，保护管7的孔直径为15mm，每个夹角为15°，共12个。
吹气主管5通过吹气主管5端部固定装置4、吹气主管5中部固定装置8与保护管7固定。
保护管7的弧形段11、14外部涂有耐高温涂料10。
保护管弧形段11、14和直段焊接而成，见保护管弧形焊接处9，并且焊接时保护管弧形段11、14与直段成150°夹角。
增氮枪能包围电极周围的3/4的长度，吹气角度是内环水平面向下倾斜30°，这样在整个电弧横断面上都有氮气切入，氮气在电弧的高温电离作用和底吹气体对钢液的搅动下进入钢液，达到钢液增氮的目的。
具体实施效果见表1。
表1实施方式及实施效果
钢水量/kg 吹氮量/NL 吹氮时间/min   钢水增氮量/％   氮气利用率/％
  实施例1   300   457   2.0   0.0145   76
  实施例2   280   390   2.0   0.0136   78
  实施例3   350   548   2.5   0.0143   79
  实施例4   355   555   2.5   0.0139   81
  实施例5   420   645   3.0   0.0150   82
  实施例6   430   668   3.0   0.0146   80
电极送电加热钢水时间是10min，而进行钢液增氮时间最多3min，没有延长冶炼时间，增氮效果稳定，氮气利用率高达75％以上，吹氮时间短，在正常的电炉升温过程就可以完成钢液增氮，不需要延长冶炼时间，平均钢水增氮量0.0143％。

Claims (2)

1.一种钢液稳定增氮的方法，包括在LF对钢水进行精炼，其特征在于：钢水进LF后，在造渣的过程中通过增氮枪对电弧区进行增氮，所述的增氮枪包括吹气主管(5)、保护管(7)和枪体固定装置(6)，保护管(7)近似“Y”形，吹气主管(5)被固定在保护管(7)内，吹气主管(5)弧形段(15、16)内弧处与保护管(7)弧形段(11、14)有若干个喷孔(13)，吹氮时，增氮枪的位置控制在钢液面以上50～60mm，喷吹氮气的压力为0.5～0.7MPa，氮气纯度要求大于98.0％，LF钢包底透气砖采用中心布置且单孔式吹气。
2.根据权利要求1所述的钢液稳定增氮的方法，其特征在于：在吹氮的过程采用的底吹气体为氩气。 
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