CN112981042A - 一种微氮钢钛氮比的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种微氮钢钛氮比的控制方法，工艺路线为LF脱硫‑RH脱氢‑LF增氮，将钛在LF脱硫结束后加入，利用LF脱硫结束后还原性顶渣，提高钛合金的收得率，增加渣中氧化钛含量，减少冶炼后期钢水中钛的氧化。本发明的有益效果是：通过改变加钛时机，充分降低顶渣氧化性，减少冶炼后期钛的氧化，同时通过先增氮后脱氮再增氮的工艺，将钛和氮控制在稳定的范围，提高冶炼成功率。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢工艺，尤其涉及一种微氮钢钛氮比的控制方法。
背景技术
钢的微合金化技术是目前改善钢铁材料性能的重要方法之一，以此不断开发特殊性能钢材是冶金领域的热门技术。钛的固溶度非常低，在钢中适宜含量为0.01％-0.02％，钛在钢中析出形成的TiN。TiN含量太低时不能形成足够体积分数的TiN来有效阻止晶粒的粗化；含量较高时将导致液态中形成的TiN颗粒粗大，也不能有效起到阻止晶粒长大的作用。钢液中Ti和N含量的比值定义为钛氮比。钛氮比控制在适当范围，TiN才能起到提高钢材性能的作用。
微氮钢指钢中氮元素控制在0.0040％-0.0070％、钛元素控制在0.010％-0.020％的低合金钢，硫含量低于0.003％，氢含量低于0.0002％，钛氮比控制在不大于1的波动范围。通过脱氢装置满足极低的氢含量要求，但脱氢的同时也脱氮，氮元素一般控制在0.0040％以下，一些有意增加氮的钢中氮元素控制在0.0070％以上，氮在0.0040％-0.0070％时，钢中的氮元素极不稳定。钛是易氧化元素，在钢水冶炼过程极易发生变化。氮和钛元素的不稳定，造成钛氮比控制不住，生产过程发生质量事故的比例较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微氮钢钛氮比的控制方法，通过改变加钛时机，充分降低顶渣氧化性，减少冶炼后期钛的氧化，同时通过先增氮后脱氮再增氮的工艺，将钛和氮控制在稳定的范围，提高冶炼成功率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种微氮钢钛氮比的控制方法，工艺路线为LF脱硫-RH脱氢-LF增氮，将钛在LF脱硫结束后加入，利用LF脱硫结束后还原性顶渣，提高钛合金的收得率，增加渣中氧化钛含量，减少冶炼后期钢水中钛的氧化。
一种微氮钢钛氮比的控制方法，具体方法包括：
1)LF脱硫：钢水升温至1580℃以上，加铝脱氧，使钢中Als达到0.02wt％以上，强搅拌5-15min脱硫，渣样变白时，加入钛铁合金，钛控制在0.015wt％-0.017wt％，当硫小于0.003wt％，钢水温度达到1620℃以上，钢水搬出，取样检验氮含量；
2)RH脱气：真空主阀开启，提升气体种类选择氮气，吹氮结束提升气体种类选择氩气，真空度控制在0.5kpa以下，钛控制在0.015wt％-0.017wt％，真空主阀开启10-30min，关闭真空主阀，定氢，钢包搬出，检验搬出氮含量；
3)LF增氮：进站测温，依据上机时间调整钢水温度，依据RH搬出氮含量，添加含氮合金，目标控制氮含量在0.0050wt％-0.0060wt％；合金添加结束取样，当钛和氮都达到目标范围，喂硅钙线，弱搅拌吹氩，转入铸机工序浇铸。
上述步骤2)中当LF脱硫工序搬出氮含量在0.0070wt％以上，吹氮2-4min；当LF搬出氮含量在0.0050wt％-0.0070wt％，吹氮4-6min；当LF搬出氮含量小于0.0050wt％，吹氮6-9min。
上述步骤2)中提升气体流量150m3/h。
上述步骤3)中喂硅钙线1.0-2.0m/t·钢，弱搅拌吹氩3-6min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实施以后，精炼结束钢水中的钛元素波动不大于0.0020％，氮元素波动不大于0.0010％，钛氮比波动不大于1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明首先改变工艺路线，将LF脱硫-RH脱氢增氮更改为LF脱硫-RH脱氢-LF增氮。将钛在RH后期合金化的时机更改为LF脱硫结束加入。利用LF脱硫结束后还原性顶渣，提高钛合金的收得率，增加渣中氧化钛含量，减少冶炼后期钢水中钛的氧化。RH脱氢增氮的原工艺是冶炼前15min脱气，真空度控制在0.5kpa以下，将氢控制在0.0002％以下，冶炼后期真空度控制在5kpa左右，吹氮气或添加含氮合金增氮。RH优化工艺后，RH只冶炼15min脱气。
实施例采用钢种Q420C，成分见表1；
表1：实施例1-2钢种Q420C成分
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | H | Ti | N | Ti/N |
| 范围，％ | 0.07-0.10 | 0.10-0.30 | 1.55-1.70 | ≤0.010 | ≤0.005 | ≤0.0002 | 0.013-0.02 | 0.004-0.007 | 2.4-3.4 |
实施例1：
LF脱硫：钢水升温至温度达到1606℃，加铝脱氧，钢中Als达到0.051wt％以上，强搅拌8min脱硫。渣样变白时，加入钛铁0.58kg/t·钢，钛达到0.0157wt％。当硫达到0.0012wt％，钢水温度达到1651℃，钢水搬出，取样检验氮含量。
RH脱气：真空主阀开启，提升气体流量150m3/h，提升气体种类选择氮气。LF搬出氮含量为0.0060wt％，吹氮5min。吹氮结束提升气体种类选择氩气。真空度控制在0.14kpa，加入钛铁0.06kg/t·钢，钛控制在0.0164wt％，当真空主阀开启15min，关闭真空主阀，定氢0.00016wt％，钢包搬出，检验搬出氮含量。
LF增氮：进站测温，1590℃，升温5min。RH搬出氮含量0.0051wt％，升温结束取样显示钛含量0.0157wt％，钛和氮都达到目标范围，喂硅钙线1.5m/t·钢，弱搅拌吹氩5min，搬出取样显示钛含量0.0154wt％、氮0.0056wt％，转入铸机工序浇铸；成品化验结果见表2。
表2：实施例1成品化验结果
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | H | Ti | N | Ti/N |
| 范围，％ | 0.078 | 0.21 | 1.63 | 0.008 | 0.002 | 0.00016 | 0.015 | 0.0057 | 2.6 |
实施例2：
LF脱硫：钢水升温至温度达到1607℃，加铝脱氧，钢中Als达到0.040wt％以上，强搅拌10min脱硫。渣样变白时，加入钛铁0.63kg/t·钢，钛达到0.0169wt％。当硫达到0.0016wt％，钢水温度达到1652℃，钢水搬出，取样检验氮含量。
RH脱气：真空主阀开启，提升气体流量150m3/h，提升气体种类选择氮气。LF搬出氮含量为0.0043wt％，吹氮8min。吹氮结束提升气体种类选择氩气。真空度控制在0.13kpa，不加入钛铁，钛控制在0.0158wt％，当真空主阀开启15min，关闭真空主阀，定氢0.00013wt％，钢包搬出，检验搬出氮含量。
LF增氮：进站测温，1603℃，加废钢3.8kg/t·钢。RH搬出氮含量0.0043wt％，加氮化硅锰0.13kg/t·钢，取样显示钛含量0.0154wt％，氮含量0.0051wt％，钛和氮都达到目标范围，喂硅钙线1.2m/t·钢，弱搅拌吹氩4min，搬出取样显示钛含量0.0151wt％、氮0.0050wt％，转入铸机工序浇铸，成品化验结果见表3。
表3：实施例2成品化验结果
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | H | Ti | N | Ti/N |
| 范围，％ | 0.076 | 0.21 | 1.61 | 0.008 | 0.002 | 0.00013 | 0.014 | 0.0051 | 2.7 |
Claims (5)
1.一种微氮钢钛氮比的控制方法，其特征在于，工艺路线为LF脱硫-RH脱氢-LF增氮，将钛在LF脱硫结束后加入，利用LF脱硫结束后还原性顶渣，提高钛合金的收得率，增加渣中氧化钛含量，减少冶炼后期钢水中钛的氧化。
2.一种微氮钢钛氮比的控制方法，其特征在于，具体方法包括：
1)LF脱硫：钢水升温至1580℃以上，加铝脱氧，使钢中Als达到0.02wt％以上，强搅拌5-15min脱硫，渣样变白时，加入钛铁合金，钛控制在0.015wt％-0.017wt％，当硫小于0.003wt％，钢水温度达到1620℃以上，钢水搬出，取样检验氮含量；
2)RH脱气：真空主阀开启，提升气体种类选择氮气，吹氮结束提升气体种类选择氩气，真空度控制在0.5kpa以下，钛控制在0.015wt％-0.017wt％，真空主阀开启10-13min，关闭真空主阀，定氢，钢包搬出，检验搬出氮含量；
3)LF增氮：依据RH搬出氮含量，添加含氮合金，目标控制氮含量在0.0050wt％-0.0060wt％；合金添加结束后取样，当钛和氮都达到目标范围，喂硅钙线，弱搅拌吹氩，转入铸机工序浇铸。
3.根据权利要求2所述的一种微氮钢钛氮比的控制方法，其特征在于，上述步骤2)中当LF脱硫工序搬出氮含量在0.0070wt％以上，吹氮2-4min；当LF搬出氮含量在0.0050wt％-0.0070wt％，吹氮4-6min；当LF搬出氮含量小于0.0050wt％，吹氮6-9min。
4.根据权利要求2所述的一种微氮钢钛氮比的控制方法，其特征在于，上述步骤2)中提升气体流量150m3/h。
5.根据权利要求2所述的一种微氮钢钛氮比的控制方法，其特征在于，上述步骤3)中喂硅钙线1.0-2.0m/t·钢，弱搅拌吹氩3-6min。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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