CN107236839A - 一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法 - Google Patents

一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法 Download PDF

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张子建
宁数博
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Abstract

本发明提供一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，涉及冶金炼钢技术领域，吹炼过程中采用全程吹氩的底吹模式；转炉终点进行一次吹成，控制温度和碳含量；转炉出钢过程先加合金料，再加脱氧剂；出钢过程中采用钢包底吹氩方式，出钢结束加入石灰。本发明方法通过控制转炉吹炼及出钢过程各个关键环节，减少钢水中氮含量，转炉吹炼过程底吹采用全程吹氩模式；转炉吹炼终点一次吹成，达到成分、温度双命中，不再进行补吹；出钢过程采用先加合金料后加脱氧剂的加料顺序，并严格控制加入时机，降低整个转炉工序钢水氮含量，可将转炉钢水氮含量控制在30ppm以下，从而保证成品钢材中氮含量控制在50ppm以内，满足钢种要求，减少因改判或判废造成的质量损失。

Description

一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法
技术领域
本发明涉及冶金炼钢技术领域，尤其涉及一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法。
背景技术
目前，钢铁企业在生产高强度钢种时通常采用在钢中添加V、Ti、Nb等元素进行微合金化的生产方法，进而起到沉淀强化和细晶强化的作用，能够显著提高钢的性能。但是由于V、Ti、Nb都是固氮元素，与氮的结合能力很强，极易引起钢水中氮含量超出钢种要求，氮会引起钢的时效，增加钢的裂纹敏感性，尤其是在开发高强汽车钢时，经常会出现氮含量超标，造成钢的质量受到影响，为保证高强钢的顺利开发，寻找一种降低钢水中氮含量的方法十分必要。
生产高强钢时，炼钢过程中的增氮环节主要有转炉出钢过程增氮，钢包精炼炉精炼过程增氮（即LF精炼炉精炼过程增氮）和连铸浇注过程增氮，目前在生产V、Ti、Nb强化的高强钢时，很容易造成氮含量过高，难以满足成本钢的质量要求。
发明内容
本发明提供一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，能够解决现有技术中转炉炼钢工序中氮含量过高的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，包括以下步骤：
S100：转炉吹炼，采用全程吹氩的底吹模式，控制底吹流量为300Nm3/时-700Nm3/时；
S200：转炉终点进行一次吹成，并保证温度为1620℃-1700℃，所述碳含量为0.03%-0.06%；
S300：转炉出钢，采用脱氧合金化工艺，先加合金料，再加脱氧剂；
S400：转炉出钢，采用钢包底吹氩方式，控制氩气流量100-1100L/时，使钢包口形成氩气层；
S500：转炉出钢结束后，加入石灰100Kg/炉-500Kg/炉，覆盖钢液面。
作为进一步的优化，步骤S100中，所述底吹流量为400Nm3/时-600Nm3/时。
作为进一步的优化，步骤S200中，所述温度为1640-1680℃，所述碳含量为0.03-0.05%。
作为进一步的优化，步骤S300包括：
出钢至50%至出钢75%时加入所述合金料；
所述合金料加完之后加入所述脱氧剂。
作为进一步的优化，步骤S300中，所述合金料为低碳锰铁。
作为进一步的优化，步骤S300包括：
出钢至50%-55%时，加入所述低碳锰铁量的45%-55%；
出钢至70%-75%时，加入所述低碳锰铁的剩余量。
作为进一步的优化，步骤S300中，所述脱氧剂为铝块，出钢80%-85%时加入所述铝块。
作为进一步的优化，步骤S400包括：
所述氩气流量为200L/时-1000L/时，使钢包口形成氩气层；
作为进一步的优化，步骤S500中，转炉出钢结束后，加入石灰100Kg/炉-500Kg/炉，覆盖钢液面，防钢水与空气接触。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法通过控制转炉吹炼及出钢过程各个关键环节，减少钢水中氮含量，转炉吹炼过程底吹采用全程吹氩模式；转炉吹炼终点一次吹成，达到成分、温度双命中，不再进行补吹；出钢过程采用先加合金料后加脱氧剂的加料顺序，并严格控制加入时机，降低整个转炉工序钢水氮含量，可将转炉钢水氮含量控制在30ppm以下，从而保证成品钢材中氮含量控制在50ppm以内，满足钢种要求，减少因改判或判废造成的质量损失。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，包括以下步骤：
S100：转炉吹炼，采用全程吹氩的底吹模式，控制底吹流量为300Nm3/时-700Nm3/时；
S200：转炉终点进行一次吹成，并保证温度为1620℃-1700℃，所述碳含量为0.03%-0.06%；
S300：转炉出钢，采用脱氧合金化工艺，先加合金料，再加脱氧剂；
S400：转炉出钢，采用钢包底吹氩方式，控制氩气流量100-1100L/时，使钢包口形成氩气层；
S500：转炉出钢结束后，加入石灰100Kg/炉-500Kg/炉，覆盖钢液面，防钢水与空气接触。
作为进一步的优化，步骤S100中，所述底吹流量为400Nm3/时-600Nm3/时。所述步骤S100中,转炉吹炼过程中执行全程底吹氩气的模式，严禁采用传统的氮氩切换模式，防止吹氮气造成钢水增氮，底吹流量采用合适的底吹模型，增大后搅时的底吹流量，后搅氩气流量控制在400Nm3/时-600Nm3/时，以促进钢水中原始氮的排出。
作为进一步的优化，步骤S200中，所述温度为1640-1680℃，所述碳含量为0.03-0.05%。所述步骤S200中,转炉终点一次吹成，不再进行补吹氧操作，防止补吹引起钢水增氮，温度控制在1640-1680℃，碳含量控制在0.03-0.05%，已达到降低含氮量的目的。
作为进一步的优化，步骤S300包括：
出钢至50%至出钢75%时加入所述合金料；
所述合金料加完之后加入所述脱氧剂。
作为进一步的优化，步骤S300中，所述合金料为低碳锰铁。
作为进一步的优化，步骤S300包括：
出钢至50%-55%时，加入所述低碳锰铁量的45%-55%；
出钢至70%-75%时，加入所述低碳锰铁的剩余量。
作为进一步的优化，步骤S300中，所述脱氧剂为铝块，出钢80%-85%时加入所述铝块。所述步骤S300中，得脱氧合金化工艺，采用出钢50%-55%时，开始加入低碳锰铁合金料，先加入全部低碳锰铁的45%-55%，其余低碳锰铁分两次加完，出钢至70%-75%时合金料加完，出钢80%-85%时再加铝块脱氧剂，延长钢水高氧势时间，降低增氮趋势。
作为进一步的优化，步骤S400包括：所述氩气流量为200L/时-1000L/时，使钢包口形成氩气层。所述步骤S400中出钢过程中采用全程吹氩方式，均匀钢水成分和温度，根据钢包透气性情况，控制氩气流量处于200L/h-1000L/h，保证钢水液面不大翻，始终保持钢包口有氩气层保护，阻止钢水与空气接触。
作为进一步的优化，步骤S500中，出钢结束后加入石灰，石灰加入量为200Kg/炉-400Kg/炉，覆盖钢液面，防止钢水与空气接触。出钢结束后采用的石灰为优质石灰，优质石灰中氧化钙含量大于86%，石灰的粒度在10mm-20mm之间，石灰中磷的含量小于0.020%，硫的含量小于0.080%，石灰质量的优质与否，直接决定钢水的最终质量，故此处建议采用优质石灰。
实施例1：转炉吹炼过程底吹执行全程吹氩模式，后搅阶段底吹氩气流量400 Nm3/时，转炉终点C含量为0.04%，温度1656℃，出钢过程先加合金料，再加脱氧剂，出钢至50%时开始加入低碳锰铁量的45%，出钢70%时将低碳锰铁加完，出钢80%时加入铝块，出钢结束加入200Kg优质石灰，出钢过程钢包全程吹氩，氩气流量400L/时，吹氩站取气体样进行气体分析，氮含量为22ppm。
实施例2：转炉吹炼过程底吹执行全程吹氩模式，后搅阶段底吹氩气流量450Nm3/时，转炉终点C含量为0.03%，温度1665℃，出钢过程先加合金料，再加脱氧剂，出钢至55%时开始加入低碳锰铁量的55%，出钢75%时将低碳锰铁加完，出钢85%时加入铝块，出钢结束加入300Kg优质石灰，出钢过程钢包全程吹氩，氩气流量200L/时，吹氩站取气体样进行气体分析，氮含量为27ppm。
实施例3：转炉吹炼过程底吹执行全程吹氩模式，后搅阶段底吹氩气流量500 Nm3/时，转炉终点C含量为0.04%，温度1680℃，出钢过程先加合金料，再加脱氧剂，出钢至52%时开始加入低碳锰铁量的50%，出钢73%时将低碳锰铁加完，出钢82%时加入铝块，出钢结束加入400Kg优质石灰，出钢过成钢包全程吹氩，氩气流量600L/时，吹氩站取气体样进行气体分析，氮含量为26ppm。
实施例4：转炉吹炼过程底吹执行全程吹氩模式，后搅阶段底吹氩气流量540Nm3/时，转炉终点C含量为0.05%，温度1640℃，出钢过程先加合金料，再加脱氧剂，出钢至50%时开始加入低碳锰铁量的52%，出钢75%时将低碳锰铁加完，出钢80%时加入铝块，出钢结束加入200Kg优质石灰，出钢过成钢包全程吹氩，氩气流量500L/时，吹氩站取气体样进行气体分析，氮含量为18ppm。
实施例5：转炉吹炼过程底吹执行全程吹氩模式，后搅阶段底吹氩气流量600 Nm3/时，转炉终点C含量为0.04%，温度1668℃，出钢过程先加合金料，再加脱氧剂，出钢至54%时开始加入低碳锰铁量的48%，出钢73%时将低碳锰铁加完，出钢83%时加入铝块，出钢结束加入300Kg优质石灰，出钢过成钢包全程吹氩，氩气流量1000L/时，吹氩站取气体样进行气体分析，氮含量为23ppm。
本发明方法通过控制转炉吹炼及出钢过程各个关键环节，减少钢水中氮含量，转炉吹炼过程底吹采用全程吹氩模式；转炉吹炼终点一次吹成，达到成分、温度双命中，不再进行补吹；出钢过程采用先加合金料后加脱氧剂的加料顺序，并严格控制加入时机，降低整个转炉工序钢水氮含量，可将转炉钢水氮含量控制在30ppm以下，从而保证成品钢材中氮含量控制在50ppm以内，满足钢种要求，减少因改判或判废造成的质量损失。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100：转炉吹炼，采用全程吹氩的底吹模式，控制底吹流量为300Nm3/时-700Nm3/时；
S200：转炉终点进行一次吹成，并保证温度为1620℃-1700℃，所述碳含量为0.03%-0.06%；
S300：转炉出钢，采用脱氧合金化工艺，先加合金料，再加脱氧剂；
S400：转炉出钢，采用钢包底吹氩方式，控制氩气流量100-1100L/时，使钢包口形成氩气层；
S500：转炉出钢结束后，加入石灰100Kg/炉-500Kg/炉，覆盖钢液面。
2.根据权利要求1所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S100中，所述底吹流量为400Nm3/时-600Nm3/时。
3.根据权利要求1所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S200中，所述温度为1640-1680℃，所述碳含量为0.03-0.05%。
4.根据权利要求1所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S300包括：
出钢至50%至出钢75%时加入所述合金料；
所述合金料加完之后加入所述脱氧剂。
5.根据权利要求4所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S300中，所述合金料为低碳锰铁。
6.根据权利要求5所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S300包括：
出钢至50%-55%时，加入所述低碳锰铁量的45%-55%；
出钢至70%-75%时，加入所述低碳锰铁的剩余量。
7.根据权利要求4所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S300中，所述脱氧剂为铝块，出钢80%-85%时加入所述铝块。
8.根据权利要求1所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S400包括：
所述氩气流量为200L/时-1000L/时，使钢包口形成氩气层。
9.根据权利要求1所述的一种降低转炉炼钢工序钢水氮含量的方法，其特征在于：所述步骤S500中，所述石灰的加入量为200Kg/炉-400Kg/炉。
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