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