CN111961790A - 一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法 - Google Patents

一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法，包括如下步骤：(1)转炉冶炼，转炉底吹气全程采用氮气，对钢水进行吹氮处理；(2)LF炉处理，在LF炉冶炼终点时根据钢水中的硫含量补喂硫磺线，控制硫质量百分含量为0.008~0.015%；(3)RH炉处理，采用氮气作为真空提升气体，破空后取样分析氮含量，根据氮含量补喂氮线，直到达到钢种氮成分要求范围。本发明通过在LF冶炼终点补喂硫磺线确保钢种中保持了较高的硫含量，提高了含氮非含硫钢种的固氮效果，降低了真空过程的脱氮率，使钢中的氮含量达到120‑200ppm，氮含量控制稳定，为后续产品的制备打下基础。

Description

一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法
技术领域
本发明涉及含氮真空钢种的氮的控制方法，尤其涉及一种含氮不控硫真空钢的氮成分的控制方法。
背景技术
对于含氮非含硫钢种，在LF精炼处理后硫的含量都非常低，随后进行的真空RH炉处理过程中，当提升气体使用氩气(Ar)时会导致非常高的脱氮率，因此真空后需要大量补喂含氮丝线，造成资源的消耗以及工序的繁琐；现有技术中，虽然可以在真空RH炉处理过程中通过将提升气体改用氮气(N2)来降低脱氮率，但对于不控硫钢种，真空RH处理后的N含量还是不满足钢种N含量要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种补喂硫磺线以降低脱氮率的含氮非含硫钢种氮成分控制方法。
技术方案：本发明的一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法，包括如下步骤：
(1)进行转炉冶炼，转炉底吹气全程采用氮气，对钢水进行吹氮处理；
(2)进行LF炉处理，在LF炉冶炼终点时根据钢水中的硫含量补喂硫磺线，控制硫质量百分含量为0.008～0.015％；
(3)进行RH炉处理，采用氮气作为真空提升气体，破空后取样分析氮含量，根据氮含量补喂氮线，直到达到钢种氮成分要求范围。
为了提高钢种的增氮效率，转炉冶炼和RH炉处理时均采用氮气进行处理，氮气的循环流量为600～1200NL/min，优选为800NL/min。为了提高吹氮效率，还需要进行预处理工艺，先对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；然后开启氮气管路阀门，切断其他气路的管路阀门，调节氮气流量至精炼所需流量，并在该流量下持续喷吹15～20min；最后检查正常工作压力、流量下的管道气密性和稳定性，检验能否实现氮气气路与其他气路的切换，保证在氮气气路出现故障时能够切换成其他气路正常供气。
进一步地，在RH炉处理中，真空处理时间为10～15min，破空后取气体样，在线分析氮含量，根据氮含量喂入适量的氮化锰线或高氮化硅线，喂线后进行软吹，软吹≥10min后，取气体样分析，控制钢种的氮成分范围为120～200ppm。
本发明的控氮思路是由于钢水中S含量高时，钢水在真空过程的脱氮率会降低，但LF炉冶炼过程是脱硫过程，因此为了提高钢种固氮效果，需要在LF炉的冶炼终点喂入硫磺线，以免提前喂入后S又被消耗；同时，针对含氮非含硫钢种，在转炉冶炼和RH炉处理中均采用氮气来代替传统的氩气等气体，一方面提高了钢水的含氮量，保证了钢种中含氮量的稳定，另一方面减少了后续氮线的用量，降低了钢材性能的波动。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著优点：本发明通过在LF冶炼终点补喂硫磺线确保钢种中保持了较高的硫含量，提高了含氮非含硫钢种的固氮效果，降低了真空过程的脱氮率，使得钢中的氮含量达到120-200ppm，氮含量控制稳定，为后续产品的制备打下基础；本发明在转炉冶炼和RH精炼阶段同时采用氮气，提高了钢种的增氮效率，降低了氮合金使用量，提高了生产效率的同时也降低了制造成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
生产的钢种为SG02
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；开启N2管路阀门，然后切断Ar管路阀门，调节气体流量至800NL/min，并在该流量下持续喷吹15min；检查正常工作压力、流量下的管道气密性，压力、流量以及设备运行的稳定性；检验能否实现N2-Ar切换以及流量调节的控制，保证在N2气路出现故障时能够切换成Ar正常供气；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用N2作为底吹气体，流量调整到600NL/min；
(3)LF炉处理：根据S成分，吊包前补喂硫磺线，冶炼终点时检测S含量为0.0041％，喂入硫磺线50米，RH炉到站时检测S含量为0.0096％；
(4)RH炉处理：采用氮气作为真空提升气体，流量调整到800NL/min，真空保持时间为10min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入高氮化硅线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
实施例2
生产的钢种为SG01
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；开启N2管路阀门，然后切断Ar管路阀门，调节气体流量至800NL/min，并在该流量下持续喷吹15min；检查正常工作压力、流量下的管道气密性，压力、流量以及设备运行的稳定性；检验能否实现N2-Ar切换以及流量调节的控制，保证在N2气路出现故障时能够切换成Ar正常供气；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用N2作为底吹气体，流量调整到600NL/min；
(3)LF炉处理：根据S成分，吊包前补喂硫磺线，冶炼终点时检测S含量为0.0048％，喂入硫磺线50米，RH炉到站时检测S含量为0.0104％；
(4)RH炉处理：采用氮气作为真空提升气体，流量调整到800NL/min，真空保持时间为10min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入高氮化硅线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
实施例3
生产的钢种为SG04
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；开启N2管路阀门，然后切断Ar管路阀门，调节气体流量至600NL/min，并在该流量下持续喷吹20min；检查正常工作压力、流量下的管道气密性，压力、流量以及设备运行的稳定性；检验能否实现N2-Ar切换以及流量调节的控制，保证在N2气路出现故障时能够切换成Ar正常供气；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用N2作为底吹气体，流量调整到600NL/min；
(3)LF炉处理：根据S成分，吊包前补喂硫磺线，冶炼终点时检测S含量为0.0043％，喂入硫磺线50米，RH炉到站时检测S含量为0.0098％；
(4)RH炉处理：采用氮气作为真空提升气体，流量调整到600NL/min，真空保持时间为15min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入氮化锰线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
实施例4
生产钢种SG02
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；开启N2管路阀门，然后切断Ar管路阀门，调节气体流量至800NL/min，并在该流量下持续喷吹15min；检查正常工作压力、流量下的管道气密性，压力、流量以及设备运行的稳定性；检验能否实现N2-Ar切换以及流量调节的控制，保证在N2气路出现故障时能够切换成Ar正常供气；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用N2作为底吹气体，流量调整到600NL/min；
(3)LF炉处理：冶炼终点时检测S含量为0.0038％；
(4)RH炉处理：采用氮气作为真空提升气体，流量调整到800NL/min，真空保持时间为10min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入高氮化硅线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
实施例5
生产钢种SG02
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；开启N2管路阀门，然后切断Ar管路阀门，调节气体流量至800NL/min，并在该流量下持续喷吹15min；检查正常工作压力、流量下的管道气密性，压力、流量以及设备运行的稳定性；检验能否实现N2-Ar切换以及流量调节的控制，保证在N2气路出现故障时能够切换成Ar正常供气；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用N2作为底吹气体，流量调整到800NL/min；
(3)LF炉处理：冶炼终点时检测S含量为0.0035％；
(4)RH炉处理：采用氮气作为真空提升气体，流量调整到800NL/min，真空保持时间为10min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入高氮化硅线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
实施例6
生产的钢种为SG02
(1)生产前准备：对设备及管路进行吹扫，保证其畅通无阻；；
(2)转炉冶炼：转炉全程采用Ar作为底吹气体，流量调整到600NL/min；
(3)LF炉处理：根据S成分，吊包前补喂硫磺线，冶炼终点时检测S含量为0.0041％，喂入硫磺线50米，RH炉到站时检测S含量为0.0096％；
(4)RH炉处理：采用Ar作为真空提升气体，流量调整到800NL/min，真空保持时间为10min；分别在真空处理前和真空处理后检测N含量，然后喂入高氮化硅线200m，软吹10min，取样分析最终的N含量。
对上述各实施例的N含量进行检测，将相关数据列于表1中。
表1实施例1-6的N含量检测数据
Figure BDA0002641833310000041
Figure BDA0002641833310000051
从表1可以看出，实施例1-3制备的钢种在喂氮线后的N含量均可以在120-200ppm的范围内，说明采用本发明的控氮方法可以实现钢种含有较高的含氮量，实施例4和5分别是不补喂硫磺线的控氮工艺，可以看出最终喂氮后的N含量均不能达到规定的要求，还需要继续补喂氮线，从而导致氮合金材料消耗的增加；实施例6为不采用N2的工艺，可以明显看出不同阶段的N含量均明显低于实施例1-3，说明了氮气是提高钢种增氮效率的关键因素之一。

Claims (6)

1.一种含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 进行转炉冶炼，转炉底吹气全程采用氮气，对钢水进行吹氮处理；
(2) 进行LF炉处理，在LF炉冶炼终点时根据钢水中的硫含量补喂硫磺线，控制硫质量百分含量为0.008~0.015%；
(3) 进行RH炉处理，采用氮气作为真空提升气体，破空后取样分析氮含量，根据氮含量补喂氮线，直到达到钢种氮成分要求范围。
2.根据权利要求1所述的含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中和步骤(3)中，氮气的循环流量为600~1200NL/min。
3.根据权利要求1所述的含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于：所述步骤(1)前还包括预处理工艺，具体包括如下步骤：
(1.1) 对设备及管路进行吹扫；
(1.2) 开启氮气管路阀门，然后切断其他气路的管路阀门，调节氮气流量至精炼所需流量，并在该流量下持续喷吹15~20min；
(1.3) 检查正常工作压力、流量下的管道气密性以及氮气气路与其他气路的切换过程。
4.根据权利要求1所述的含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，真空处理时间为10~15min，破空后取气体样，在线分析氮含量。
5.根据权利要求1所述的含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，补喂氮线具体是指喂入氮化锰线或高氮化硅线，喂线后进行软吹，软吹时间为10~20min，然后取气体样分析。
6.根据权利要求1所述的含氮非含硫钢种氮成分控制方法，其特征在于：钢种氮成分要求范围为120~200ppm。
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