CN109182657B - 一种rh干式机械泵控碳控氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，该方法具体为：使用无碳钢包生产，钢水进站前，预抽达到真空度≤0.67mbar；进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60‑90 Nm3/h，真空度≤2.0mbar，深真空时间12‑20min；终脱氧结束后通过合金下料口使用中碳锰铁调整钢水中碳含量，不足锰使用金属锰铁调整锰至目标含量；然后调整为纯脱气模式，真空度≤1.5mbar，纯脱气时间6‑10min，环流氩气气体流量40‑60Nm3/h，稳定控制RH出站钢水氮含量≤0.0022%。本发明干式机械泵稳定控制冶炼过程真空度，具有成本低、工艺难度小、生产工艺便于实施等特点。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种RH干式机械泵控碳控氮的方法。
背景技术
RH作为生产超低碳钢的主流设备，在控碳、控氮方面优势巨大，干式机械泵应用于RH真空设备正在逐步推广，其在脱碳期真空度控制能力具有一定优势，同时兼具脱气能力。烘烤硬化钢对钢中的游离碳原子有精确要求，实际生产时真空度、气体换流量、脱碳时间、脱气时间等因素对该钢种的碳、氮元素控制影响极大。有授权公告号为CN103320577 A的“一种真空循环脱气炉生产汽车面板控碳控氮的方法”，该专利是使用低碳锰铁增锰，使用金属锰铁增碳，由于金属锰铁的含碳量极低，无法达到预期效果；同时通过底吹切换氮气增氮，容易造成生产问题，使成分超标，无法精确稳定控制RH出站碳含量0.0020-0.0024%，氮含量≤0.0022%；成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%。
本发明采用RH机械真空泵控碳控氮的方法，干式机械泵稳定控制冶炼过程真空度，使用无碳钢包避免全流程增碳，全过程分为深真空模式和纯脱气模式；稳定控制RH出站碳含量0.0020-0.0024%，氮含量≤0.0022%；成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%；具有成本低、工艺难度小、生产工艺便于实施等特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种RH干式机械泵控碳控氮的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，所述RH干式机械泵包括干式机械泵、真空槽、浸渍管和钢包，所述方法包括以下步骤：
（1）生产前冶炼≥2炉次的超低碳钢，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽达到最低真空度，最低真空度≤0.67mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60-90 Nm3/h，根据转炉包样的P含量加入磷铁0.9-1.4kg/t钢，开始抽真空5-7min后，真空度≤2.0mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间12-20min，测温定氧、取样，使用1.0-1.4kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按0.5-1.5kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0020-0.0024%，不足锰使用2.8-3.6kg/t钢金属锰铁调整锰至目标含量，所述金属锰铁中Mn含量≥97%；
（5）调整为纯脱气模式，真空度≤1.5mbar，纯脱气时间6-10min，环流氩气气体流量40-60Nm3/h，稳定控制RH出站钢水氮含量≤0.0022%。
本发明所述干式机械泵，采用螺杆泵与罗茨泵混合模式控制真空，真空度控制分深真空模式和纯脱气模式。
本发明所述深真空模式，真空度≤2.0mbar，深真空时间12-20min。
本发明所述纯脱气模式，脱气真空度≤1.5mbar，纯脱气时间6-10min。
本发明所述超低碳钢为碳含量≤0.0050%、氮含量≤0.0050%。
本发明所述浸渍管，包含上升管和下降管，其中上升管包含12根环流氩气管，环流管内气体可实现氮气/氩气自动切换，气体流量范围0-120Nm3/h。
本发明所述无碳钢包，包底及包壁耐材使用镁铝砖，渣线耐材使用镁碳砖，钢包包龄5-60炉，全程不接底吹管。
本发明所述RH出站钢水碳含量0.0020-0.0024%，氮含量≤0.0022%。
本发明所述方法稳定控制成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%。
本发明所述终脱氧结束后，加入0.15-0.20kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量，0.04-0.07kg/t钢的硼铁调整B至目标含量。
本发明一种RH干式机械泵控碳控氮的方法生产的产品检测方法参考GB/T 20123-2006/ISO 15350:200。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用RH机械真空泵控碳控氮的方法，干式机械泵稳定控制冶炼过程真空度，使用无碳钢包避免全流程增碳，全过程分为深真空模式和纯脱气模式，稳定控制RH出站碳含量0.0020-0.0024%，氮含量≤0.0022%；成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%。2、本发明氮含量去除比例为10-50%，具有成本低、工艺难度小、生产工艺便于实施等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮的方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0050%、氮含量0.0050%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.67mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁1.1kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度1.98mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间12min后，测温定氧、取样，使用1.2kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按1.0kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0020%，加入3.2kg/t钢金属锰铁（Mn含量97%）调整锰至目标含量；加入0.16 kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.05kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.5mbar，纯脱气时间6min，环流氩气气体流量50Nm3/h，氮含量去除比例为10%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0021%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
实施例2
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0040%、氮含量0.0040%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；
钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.65mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁0.95 kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度1.8mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间15min后，测温定氧、取样，使用1.0kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按0.8kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0024%，加3.36kg/t钢金属锰铁（Mn含量97%）调整锰至目标含量；加入0.17kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.06kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.2mbar，纯脱气时间8min，环流氩气气体流量50Nm3/h，氮含量去除比例为50%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0022%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
实施例3
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0030%、氮含量0.0030%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；
钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.60mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁1.3kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度1.5mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间14min后，测温定氧、取样，使用1.15kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按0.9kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0021%，加入3.3kg/t钢金属锰铁（Mn含量97%）调整锰至目标含量；加入0.18kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.07kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.3mbar，纯脱气时间8min，环流氩气气体流量50Nm3/h，氮含量去除比例为30%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0020%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
实施例4
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0020%、氮含量0.0010%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；
钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.63mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁1.4kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度1.4mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间17min后，测温定氧、取样，使用1.1kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按1.3kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0022%，加入2.9kg/t钢金属锰铁（Mn含量97%）调整锰至目标含量；加入0.18kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.04kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.0mbar，纯脱气时间9min，环流氩气气体流量50Nm3/h，氮含量去除比例为25%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0022%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
实施例5
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0010%、氮含量0.0015%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；
钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.61mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量70Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁1.2 kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度1.3mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间16min后，测温定氧、取样，使用1.4kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按0.5kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值，加入3.6kg/t钢金属锰铁（Mn含量97.7%）调整锰至目标含量；加入0.15kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.05kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.2mbar，纯脱气时间9min，环流氩气气体流量40Nm3/h，氮含量去除比例为35%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0019%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
实施例6
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法采用下述工艺步骤：
（1）生产前冶炼2炉IF钢，碳含量0.0010%、氮含量0.0010%，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；
钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽3min达到最低真空度0.66mbar；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量90Nm3/h，根据转炉包样P含量加入磷铁0.9kg/t钢，开始抽真空5min后，真空度2.0mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间20min后，测温定氧、取样，使用1.4kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按1.5kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0023%，加入2.8kg/t钢金属锰铁（Mn含量98%）调整锰至目标含量；加入0.20kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量、0.06kg/t钢的硼铁调整B至目标含量；
（5）调整为纯脱气模式，真空度1.3mbar，纯脱气时间10min，环流氩气气体流量60Nm3/h，氮含量去除比例为40%，稳定控制RH出站钢水氮含量0.0020%，RH出站化学成分组成及其质量百分含量见表1。
本实施例一种RH干式机械泵控碳控氮方法成品化学成分组成及其质量百分含量见表2。
表1 RH出站化学成分组成及其质量百分含量（%）
表1中，化学成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2 成品化学成分组成及其质量百分含量（%）
表2中，化学成分余量为Fe和不可避免的杂质。
上述实施例表明本发明RH干式机械泵控碳控氮方法能够稳定控制RH出站碳含量0.0020-0.0024%、氮含量≤0.0022%，成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述RH干式机械泵包括干式机械泵、真空槽、浸渍管和钢包，采用螺杆泵与罗茨泵混合模式控制真空，真空度控制分深真空模式和纯脱气模式，所述方法包括以下步骤：
（1）生产前冶炼≥2炉次的超低碳钢，减少真空槽内耐材及浸渍管的过程增碳、增氮几率；
（2）使用无碳钢包生产，减少过程增碳，RH进站前不需接入钢包底吹；钢水进站前，RH启动预抽真空模式，预抽达到最低真空度，最低真空度≤0.67mbar；所述无碳钢包，包底及包壁耐材使用镁铝砖，渣线耐材使用镁碳砖，钢包包龄5-60炉，全程不接底吹管；
（3）进站后切换为深真空度模式，浸渍管环流氩气气体流量60-90 Nm3/h，根据转炉包样的P含量加入磷铁0.9-1.4kg/t钢，开始抽真空5-7min后，真空度≤2.0mbar，进行测温定氧操作，同时使用无碳取样器取钢水样；深真空时间12-20min，测温定氧、取样，使用1.0-1.4kg/t钢铝粒进行终脱氧及调整合金铝；
（4）终脱氧结束后通过合金下料口按0.5-1.5kg/t钢使用中碳锰铁调整钢水中碳含量至目标值0.0020-0.0024%，不足锰使用2.8-3.6kg/t钢金属锰铁调整锰至目标含量，所述金属锰铁中Mn含量≥97%；
（5）调整为纯脱气模式，真空度≤1.5mbar，纯脱气时间6-10min，环流氩气气体流量40-60Nm3/h，稳定控制RH出站钢水氮含量≤0.0022%。
2.根据权利要求1所述的一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述超低碳钢为碳含量≤0.0050%、氮含量≤0.0050%。
3.根据权利要求1或2所述的一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述浸渍管，包含上升管和下降管，其中上升管包含12根环流氩气管，环流管内气体可实现氮气/氩气自动切换，气体流量范围0-120Nm3/h。
4.根据权利要求3所述的一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述RH出站钢水碳含量0.0020-0.0024%，氮含量≤0.0022%。
5.根据权利要求4所述的一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述方法稳定控制成品碳含量0.0021-0.0025%，氮含量≤0.0024%。
6.根据权利要求5所述的一种RH干式机械泵控碳控氮的方法，其特征在于，所述终脱氧结束后，加入0.15-0.20kg/t钢的铌铁调整Nb至目标含量，0.04-0.07kg/t钢的硼铁调整B至目标含量。
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| GR01 | Patent grant | ||
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