CN102851455A - 一种生产高氮if钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产高氮IF钢的方法，其特征在于，利用RH真空处理装置前期的低真空气氛充分脱碳，然后调整真空度，利用氮气作为循环气体调整钢中氮含量，其操作步骤如下：1)脱碳过程压力控制：真空室内压力控制在P≤0.1Kpa，满足[C]≤0.0030％；2)增氮过程压力控制：将真空室内压力升高并控制在4-5Kpa，将提升气体切换为氮气；3)脱氧过程的控制：向钢水中投加铝作终脱氧剂，使用量0.5Kg/吨钢，满足[0]≤20ppm，保证钢水充分镇静又不会使[Als]超标。与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用氮气在真空处理装置中生产出低硅低锰高氮的IF钢，保证钢水纯净度，提高钢水质量。

Description

一种生产高氮IF钢的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金RH炉外精炼领域，尤其涉及一种生产高氮IF钢的方法。

背景技术

目前，普通的汽车用高氮IF钢([N]＜0.004％)一般是将高炉内熔炼的铁水在转炉内冶炼成钢水后，再使用RH对钢水进行二次处理，然后通过连铸机浇注成铸坯。

生产中高氮IF钢的典型成分要求见下表1：

表1

元素	C	Si	Mn	P	S	Als
							上限％	0.0030	0.02	0.20	0.025	0.015	0.005
下限％			0.15	0.015
							元素	N	Nb	V	Ti
上限％	0.016	0.004	0.004	0.004
							下限％	0.010

从上表可以发现以下几个问题：

1)此类钢种属于超低碳钢，但是氮含量极高，普通的超低碳钢要求[N]≤40×10^-6，氮含量尽可能少为好，但是此类钢氮含量较高，氮含量的控制成为难点。

2)此类钢要求[Si]≤0.02％，[Mn]＝0.15％-0.20％，[V]≤0.004％。如果使用氮化硅锰合金(含硅23％)调整[N]，势必造成[Si]超标；如果使用氮化锰(含锰85％)调整[N]，势必造成[Mn]超标，如果使用钒氮合金(含钒80％)，势必造成[V]超标。

3)此类钢要求[Si]≤0.02％，[Als]≤0.003％，[Ti]≤0.004％，常用的三种脱氧合金硅铁、铝、钛铁使用受到限制。

现有专利02135251.8中公开了一种AOD炉用氮气进行氮合金化工艺，该工艺包括下列两个步骤：(1)氮气在不锈钢中的溶解过程，即在整个冶炼过程吹Ar气前一直往AOD炉中吹入N2气进行冶炼，使N2气在不锈钢中达到饱和；(2)一部分氮原子的脱除过程，即应用氩气气泡精炼理论，脱除一部分氮含量，使钢中溶解的氮含量达到钢种要求的范围之内，也就是根据钢种不同在出钢前往AOD炉中吹入不同时间的Ar气。该发明应用氮气在不锈钢中溶解与脱除理论，调节N2、Ar气吹入量，生产含氮不锈钢，代替原氮化合金增氮的工艺，实现了AOD炉简便、灵活的控制氮含量工艺，降低了含氮不锈钢的生产成本，并且其工艺移植性强。

现有专利94112249.2，公开了一种低氢高氮钢的生产工艺，在转炉吹炼由吹炼始到吹炼终的全过程中采用底吹氮，出钢过程中向钢包钢液中加氮合金增氮，在RH处理过程中以氮气作环流气体保氮，在RH处理仍以氮气作环流气体，从RH炉顶料仓加入氮合金微调钢中氮，可冶炼出[H]≤2ppm，T[0]≤40ppm，[S]≤100ppm，[N](100-180)ppm的低氢高氮钢。

现有专利200610117525.9公开了一种含氮纯净钢的增氮方法，包括下列步骤：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。氮气和氩气分别以两根管道通入钢包底。该发明在吹入氮气后吹入氩气清洗，使钢液的夹杂物被去除生产出纯净钢材，并且该方法可以在较低的成本下增加钢液中的含氮量，同时满足纯净合金钢钢液对其纯净度的要求。

现有专利200810034823.0公开了一种钢包炉用氮气进行氮合金化工艺，其包括如下步骤：a)冶炼含氮不锈钢，在钢包炉中控制除氮以外的钢水成分到目标成分；吹氮起始温度控制在精炼处理出站温度以上30℃～50℃；b)LF炉冶炼含氮不锈钢底吹氮气时，每标准立方氮气可增氮1～20ppm；c)底吹氮气进行微合金化处理，氮气流量在6～120m³/h，吹氮压力0.60～0.80Mpa；d)底吹氮气结束后，底吹氩气软搅拌4～6分钟，氩气流量在2～20m3/h，均匀不锈钢成分和温度。该发明对现有不锈钢生产工艺中钢包炉(LF)增加底吹氮气进行氮合金化功能，替代氮化合金，使含氮不锈钢在LF炉能持续稳定地进行氮合金化，提高钢水纯净度，从而提高钢水质量，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产高氮IF钢的方法，通过RH装置先脱碳，然后利用氮气对钢水进行增氮处理，得到高氮IF钢。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种生产高氮IF钢的方法，利用RH真空处理装置前期的低真空气氛充分脱碳，然后调整真空度，利用氮气作为循环气体调整钢中氮含量，其操作步骤如下：

1)脱碳过程压力控制：真空室内压力控制在P≤0.1Kpa，脱碳时间控制在15-20min，满足[C]≤0.0030％；

2)增氮过程压力控制：将真空室内压力升高并控制在4-5Kpa，将提升气体切换为氮气，对钢水增氮，满足[N]＝0.010％-0.016％，氮气流量控制在100Nm³/h-130Nm³/h，压力0.5Mpa-0.6Mpa，吹氮时间18-22min；

3)脱氧过程的控制：向钢水中投加铝作终脱氧剂，使用量0.5Kg/吨钢，满足[0]≤20ppm，保证钢水充分镇静又不会使[Als]超标。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)利用氮气在真空处理装置中生产出低硅低锰高氮的IF钢，保证钢水纯净度，提高钢水质量。2)充分利用RH的冶金功能，在脱碳完成后通过调整真空室钢水表面的氮分压，利用氮气作为提升气体增加钢中氮含量，生产出低硅低锰高氮的IF钢，打破了RH只能生产低氮IF钢的限制，是RH真空冶炼工艺的新尝试。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

以180吨转炉生产低硅低锰高氮的IF汽车钢为例。

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

上述实施例中，脱碳过程真空室内压力控制在P≤0.1Kpa，增氮过程压力控制在4-5Kpa，氮气流量控制在100Nm³/h-130Nm³/h，压力0.5Mpa-0.6Mpa，精炼末期向钢水中投加铝作终脱氧剂，使用量0.5Kg/吨钢，保证钢水充分镇静又不会使[Als]超标。

Claims (1)

1.一种生产高氮IF钢的方法，其特征在于，利用RH真空处理装置前期的低真空气氛充分脱碳，然后调整真空度，利用氮气作为循环气体调整钢中氮含量，其操作步骤如下：

1)脱碳过程压力控制：真空室内压力控制在P≤0.1Kpa，脱碳时间控制在15-20min，满足[C]≤0.0030％；

2)增氮过程压力控制：将真空室内压力升高并控制在4-5Kpa，将提升气体切换为氮气，对钢水增氮，满足[N]＝0.010％-0.016％，氮气流量控制在100Nm³/h-130Nm³/h，压力0.5Mpa-0.6Mpa，吹氮时间18-22min；

3)脱氧过程的控制：向钢水中投加铝作终脱氧剂，使用量0.5Kg/吨钢，满足[O]≤20ppm，保证钢水充分镇静又不会使[Als]超标。