CN103667602B - 一种晶粒取向电工钢rh精炼钢水增氮方法 - Google Patents
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Abstract
一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法，属于炼钢领域。钢水进入RH精炼工序后，提升气体设定为氩气，氩气压力为0.4～0.6MPa，流量为1000～1200Nl/min，在系统压力不大于1×102Pa条件下循环13～15分钟。然后将提升气体改为氮气，氮气压力为0.5～0.8MPa，流量为1000～1200Nl/min，在（10～20）×102Pa压力下循环15～20分钟，使钢液氮含量达到钢种要求水平。按照本发明提供的方法增氮不需要使用氮化合金，成本较低。
Description
技术领域
本发明属于炼钢领域，具体涉及一种晶粒取向电工钢在RH真空精炼过程中通过吹入氮气向钢液增氮的方法。
背景技术
晶粒取向电工钢广泛用于制造各种变压器铁芯，通常的冶炼工艺为“铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸”。
氮对于晶粒取向电工钢是有益元素，炼钢厂需要将钢中氮含量控制在合理范围。因此，对于这类钢种，RH精炼过程除脱气、净化钢水、成分微调之外，还应精确控制钢中氮含量。
现有技术中涉及RH增氮的发明有两项。
申请号94112249.2提供了一种低氢高氮钢生产工艺，该发明通过转炉全程吹入氮气，出钢过程钢包底吹氮气，同时向钢液中加入氮化合金，RH精炼全程吹氮并在结束前加入氮化合金增氮。该发明可将钢中氮含量控制在100～180pm。
申请号201110235702.4提供了一种低成本RH钢水增氮控氮工艺，该发明采用“转炉→钢包炉精炼→RH精炼→连铸”工艺，在转炉脱氧合金化，出钢加入钒铁后，在钢包精炼炉升温、脱硫和微调合金，然后在RH用氮气作为提升气体精炼8～10分钟，RH结束后进行喂线和软吹。
现有RH增氮技术存在以下不足：1、通过加入氮化合金增氮，成本较高；2、在RH精炼前将钢中氮含量控制在较高水平，RH本处理阶段随真空度提高，钢中氮含量会明显降低，进而影响氮化合金回收率；3、由于氮在钢中溶解度较高，与氩气相比，使用氮气作为提升气体时RH环流速度降低，吹氮精炼时间太短会影响RH处理效果。
发明内容
为了克服以上不足，本发明提供一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法。在生产晶粒取向电工钢时，将RH精炼过程分为两个工艺步骤：第一步使用氩气作为提升气体在高真空条件下进行脱气、净化处理，同时微调成分和温度；第二步使用氮气作为提升气体对钢液进行增氮，以满足冶炼钢种对氮含量的要求。
一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法，采用“铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸”冶炼工艺，其特征是在RH精炼过程的增氮操作步骤如下：
步骤一 钢水精炼
转炉出钢过程按照正常工艺脱氧、合金化。
钢水进入RH精炼工序后，提升气体设定为氩气，氩气压力控制范围0.4～0.6MPa，流量控制范围1000～1200Nl/min。提升气体参数设定结束之后开始抽真空处理，并在系统压力不大于1×102Pa条件下循环13～15分钟。循环过程根据钢种需要对钢水成分、温度进行微调。
步骤二 钢水增氮
将提升气体改为氮气，氮气压力为0.5～0.8MPa，流量为1000～1200Nl/min，同时调节真空度使系统压力保持在（10～20）×102Pa。在此条件下循环15～20分钟使钢液氮含量达到钢种要求水平。
使用本发明提供的方法可以在满足钢中[H]≤1ppm、T[O]≤15ppm的条件下增氮，使钢中氮含量达到70～120ppm水平。
本发明在RH精炼过程中分两个工艺步骤进行，既满足了晶粒取向电工钢对钢质纯净度、成分控制的严格要求，又实现了快速增氮的目的。本发明提供的方法中，增氮操作在RH精炼后期进行，有效防止了高真空状态下钢中氮大量逸出，提高了增氮效果。而且增氮过程不使用氮化合金，节约了生产成本。
具体实施方式
下面以80吨RH生产晶粒取向电工钢为例对本发明增氮操作进行说明。需要注意的是本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法，对于需要钢水增氮的晶粒取向电工钢，炼钢厂采用“铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸”工艺生产，并在RH精炼过程完成增氮操作，具体步骤如下：
步骤一 钢水精炼
转炉出钢过程按照正常工艺脱氧、合金化。钢种要求的化学成分质量百分比如下：
C：0.025～0.035% Si：2.9～3.2% Mn：0.15～0.25% S：0.005～0.015% Al：0.015～0.025% Cu：0.40～0.60% H：≤0.0002% N：0.008～0.012%
其余为铁和不可避免的杂质。
RH实际到站钢水化学成分质量百分比：
C：0.030% Si：2.96% Mn：0.17% S：0.006% Al：0.011% Cu：0.43% H：0.00025% N：0.0025%
其余为铁和不可避免的杂质。
钢水进RH温度1639℃。钢水进站后将RH提升气体设定为氩气，气体压力0.60MPa，流量1100Nl/min。提升气体参数设定结束之后开始抽真空处理，3分钟后系统压力达到1×102Pa，在此高真空状态下循环13分钟，测量钢水温度为1591℃。循环过程对钢水成分、温度进行了微调。
步骤二 钢水增氮
将提升气体改为氮气，气体压力0.7MPa，流量1200Nl/min，同时将系统压力调整为20×102Pa，循环20分钟结束处理，结束温度1575℃。经取样检验，冶炼钢种化学成分质量百分比及气体含量如下：
C：0.033% Si：3.05% Mn：0.20% S：0.008% Al：0.02% Cu：0.49% H：0.0001% N：0.012% T[O]：13ppm
其余为铁和不可避免的杂质。
实施例二
一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法，对于需要钢水增氮的晶粒取向电工钢，炼钢厂采用“铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸”工艺生产，并在RH精炼过程完成增氮操作，具体步骤如下：
步骤一 钢水精炼
转炉出钢过程按照正常工艺脱氧、合金化。钢种要求的化学成分质量百分比如下：
C：0.045～0.055% Si：3.10～3.20% Mn：0.10～0.15% S：0.005～0.010% Al：0.030～0.040% Cr：0.10～0.12% H：≤0.0002% N：0.007～0.009%
其余为铁和不可避免的杂质。
RH实际到站钢水化学成分质量百分比：
C：0.039% Si：3.08% Mn：0.13% S：0.007% Al：0.029% Cr：0.11% H：0.00023% N：0.0019%
其余为铁和不可避免的杂质。
钢水进RH温度1645℃。钢水进站后将RH提升气体设定为氩气，气体压力0.40MPa，流量1200Nl/min。提升气体参数设定结束之后开始抽真空处理，2分30秒后系统压力达到0.9×102Pa，在此高真空状态下循环15分钟，测量钢水温度为1593℃。循环过程对钢水成分、温度进行了微调。
步骤二 钢水增氮
将提升气体改为氮气，气体压力0.5MPa，流量1000Nl/min。同时将系统压力调整为10×102Pa，循环16分钟结束处理，结束温度1580℃。经取样检验，冶炼钢种化学成分质量百分比及气体含量如下：
C：0.051% Si：3.14% Mn：0.13% S：0.007% Al：0.036% Cr：0.11% H：0.00009% N：0.0073% T[O]：10ppm
其余为铁和不可避免的杂质。
实施例一和实施例二使用本发明提供的方法在确保钢中[H]≤1ppm、T[O]≤15ppm的情况下，根据钢种需要分别将钢中氮含量增至120ppm和73ppm。
Claims (1)
1.一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮方法，采用“铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸”工艺生产，并在RH精炼过程完成增氮操作，具体步骤如下：
步骤一 钢水精炼
转炉出钢过程按照正常工艺脱氧、合金化；钢种的化学成分质量百分比如下：
C：0.025～0.035% Si：2.9～3.2% Mn：0.15～0.25% S：0.005～0.015% Al：0.015～0.025% Cu：0.40～0.60% H：≤0.0002% N：0.008～0.012%
其余为铁和不可避免的杂质；
RH实际到站钢水化学成分质量百分比：
C：0.030% Si：2.96% Mn：0.17% S：0.006% Al：0.011% Cu：0.43% H：0.00025% N：0.0025%
其余为铁和不可避免的杂质；
钢水进RH温度1639℃；钢水进站后将RH提升气体设定为氩气，气体压力0.60MPa，流量1100Nl/min；提升气体参数设定结束之后开始抽真空处理，3分钟后系统压力达到1×102Pa，在此高真空状态下循环13分钟，测量钢水温度为1591℃；
步骤二 钢水增氮
将提升气体改为氮气，气体压力0.7MPa，流量1200Nl/min，同时将系统压力调整为20×102Pa，循环20分钟结束处理，结束温度1575℃；经取样检验，冶炼钢种化学成分质量百分比及气体含量如下：
C：0.033% Si：3.05% Mn：0.20% S：0.008% Al：0.02% Cu：0.49% H：0.0001% N：0.012% T[O]：13ppm
其余为铁和不可避免的杂质。
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