CN105506214B - 一种提高转炉出钢氮含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种提高转炉出钢氮含量的方法。本发明方法包括：a、转炉控制铁水比；b、在吹炼后期，采用底吹氮气，氮气中含有0.4～0.6wt％的氢气；c、采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的70～80％时，降低氧枪枪位，补吹2～5次氧气，出钢；d、出钢时采用滑板挡渣系统，控制下渣厚度＜30mm；e、对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。本发明方法简单，实现了氮在钢中较高的溶解度，为高含氮钢的开发提供了简单、廉价的方法。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种提高转炉出钢氮含量的方法。
背景技术
通常情况下，氮被认为是钢中的有害杂质之一。虽然常压下氮在液态钢中的溶解度很低，但这些少量的氮却能导致钢材产生时效脆化，于是开发了各种减少液态钢中氮的二次精炼技术，并还在不断地改进。然而，在高氮钢中氮作为合金元素可以和钢中的其他合金元素(如Mn、Cr、V、Nb、Ti等)交互作用，而赋予该钢种许多优异性能。例如，提高奥氏体的稳定性，使钢的力学性能大大提高，改善钢的耐腐蚀性等等。Speidel把铁素体基体中含有0.08％(质量分数)以上的氮或在奥氏体基体中含0.4％(质量分数)以上的氮的钢称为高氮钢。
虽然氮加入钢中能有诸多有益之处，但由于氮在钢中的极限固溶度极低，限制了其在常规冶炼工艺下的加入量，致使高氮钢的研究在相当程度上仍局限于实验室规模。目前世界各国正致力于研究新的冶炼工艺并开发新的含氮廉价钢种，以使高氮钢的大工业生产成为可能。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种方法简单，可以提高转炉出钢氮含量的方法。
本发明一种提高转炉出钢氮含量的方法，该方法包括：
a、转炉控制铁水比；其中0.3＜铁水比＜0.7；
b、在吹炼后期，采用底吹氮气，氮气中含有0.4～0.6wt％的氢气；
c、采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的70～80％时，降低氧枪枪位，补吹2～5次氧气，出钢；
d、出钢时采用滑板挡渣系统，控制下渣厚度＜30mm；
e、对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。
进一步，作为更优选的技术方案，上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中a步骤中优选为0.6＜铁水比＜0.7。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中b步骤中底吹氮气流量为0.08m3/(min·t钢)～0.12m3/(min·t钢)。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中b步骤中氮气中含有0.5wt％的氢气。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中c步骤中降低氧枪枪位至底部以上1～1.4m。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量＞800ppm。
本发明一种提高转炉出钢氮含量的方法，通过控制转炉炼钢前的铁水比，炼钢中的吹气量和氧枪位置，还有炼钢后的下渣厚度以及钢水出炉的状态，来实现转炉出钢中氮的含量。方法简单，实现了氮在钢中较高的溶解度，为高含氮钢的开发提供了简单、廉价的方法。
具体实施方式
本发明一种提高转炉出钢氮含量的方法，该方法包括：
a、转炉控制铁水比，增加吸氮量；其中0.3＜铁水比＜0.7；铁水比太低降温太多，不利于冶炼；铁水比太高，吸氮量会降低；
b、在吹炼后期，采用底吹氮气，氮气中含有0.4～0.6wt％的氢气；
c、采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，先采用顶吹吹氧，在吹氧量达到总氧量的70～80％时，降低氧枪枪位，补吹2～5次氧气，加强搅拌作用，增加氮含量，出钢；
d、出钢时采用滑板挡渣系统，控制下渣厚度＜30mm，是为了减少下渣量，使空气与钢液面接触增氮；
e、对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散，增加钢水与空气接触。
进一步，作为更优选的技术方案，上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中a步骤中优选为0.6＜铁水比＜0.7。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中b步骤中底吹氮气流量为0.08m3/(min·t钢)～0.12m3/(min·t钢)。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中b步骤中氮气中含有0.5wt％的氢气，可以提高渗氮速度，使通入钢液中的氮气快速摻杂进钢液中。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中c步骤中降低氧枪枪位至底部以上1～1.4m，加强搅拌作用，增加氮含量。
上述所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其中转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量＞800ppm。本发明高氮含量钢具有强度高的优点，可以用于不锈钢、工具钢、磨具钢和结构钢等。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
某厂200t转炉采用半钢炼钢，转炉冶炼控制铁水比，铁水比0.68；在吹炼后期，底吹氮气，氮气中添加质量分数为0.5％氢气，提高渗氮速度，大流量吹炼，流量为0.08m3/(min·t钢)，采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的75％时，降低氧枪枪位至底部以上1.4m处，同时补吹3次氧气出钢；出钢时采用滑板挡渣系统，使下渣厚度控制在30mm以下；对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。在采用这些措施后，转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量在880ppm左右。
实施例2
某厂200t转炉采用半钢炼钢，转炉冶炼控制铁水比，铁水比0.69；在吹炼后期，底吹氮气，氮气中添加质量分数为0.5％氢气，提高渗氮速度，大流量吹炼，流量为0.12m3/(min●t钢)，采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的75％时，降低氧枪枪位至底部以上1.3m处，同时补吹5次氧气出钢；出钢时采用滑板挡渣系统，使下渣厚度控制在30mm以下；对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。在采用这些措施后，转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量在1200ppm左右。
实施例3
某厂200t转炉采用半钢炼钢，转炉冶炼控制铁水比，铁水比0.65；在吹炼后期，底吹氮气，氮气中添加质量分数为0.5％氢气，提高渗氮速度，大流量吹炼，流量为0.10m3/(min●t钢)，采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的75％时，降低氧枪枪位至底部以上1.32m处，同时补吹4次氧气出钢；出钢时采用滑板挡渣系统，使下渣厚度控制在30mm以下；对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。在采用这些措施后，转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量在980ppm左右。
Claims (8)
1.一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：该方法包括：
a、转炉控制铁水比；其中0.3＜铁水比＜0.7；
b、在吹炼后期，采用底吹氮气，氮气中含有0.4～0.6wt％的氢气；
c、采用低枪位操作：以转炉吹氧量为基准，在吹氧量达到总氧量的70～80％时，降低氧枪枪位，补吹2～5次氧气，出钢；
d、出钢时采用滑板挡渣系统，控制下渣厚度＜30mm；
e、对转炉出钢口进行修改，使出钢钢流发散。
2.根据权利要求1所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：a步骤中0.6＜铁水比＜0.7。
3.根据权利要求1所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：b步骤中底吹氮气流量为0.08m3/(min·t钢)～0.12m3/(min·t钢)。
4.根据权利要求1或3所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：b步骤中氮气中含有0.5wt％的氢气。
5.根据权利要求1所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：c步骤中降低氧枪枪位至底部以上1～1.4m。
6.根据权利要求1～3任一项所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量＞800ppm。
7.根据权利要求4所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量＞800ppm。
8.根据权利要求5所述一种提高转炉出钢氮含量的方法，其特征在于：转炉停吹钢样铁素体、马氏体基体中的氮含量＞800ppm。
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