CN113337679A - 一种增加钢中氮含量的方法 - Google Patents
一种增加钢中氮含量的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113337679A CN113337679A CN202110685137.5A CN202110685137A CN113337679A CN 113337679 A CN113337679 A CN 113337679A CN 202110685137 A CN202110685137 A CN 202110685137A CN 113337679 A CN113337679 A CN 113337679A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- blowing
- oxygen
- steel
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 258
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 129
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 83
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 98
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N [V]=[Si] Chemical compound [V]=[Si] MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 9
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000002436 steel type Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/35—Blowing from above and through the bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0006—Adding metallic additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明提供一种增加钢中氮含量的方法，包括：在转炉冶炼末期，根据吹炼末期脱碳速率下降的转折点，设定氧氮混吹的起始氧步；根据钢种氮要求设定氧氮比、吹氮时间及吹氮总量；当吹炼达到氧氮混吹的起始氧步时，利用氧枪以所述氧氮比同时向钢水中吹入氮气和氧气，持续所述吹氮时间，达到所述吹氮总量；在转炉出钢时，向钢水中加入硅钒合金用于固氮。本发明能够显著提高钢水中的氮含量，出钢后钢水中氮含量可达到80～120ppm，以满足不同钢种在不同工艺路线下对氮含量的不同需求，完全取代(HRB400E)或部分取代(HRB500E)含氮合金，在满足螺纹钢筋的氮含量及强度要求下，降低了合金成本及冶炼难度。
Description
技术领域
本发明属于冶炼工艺技术领域，特别是涉及在转炉冶炼后期进行的一种增加钢中氮含量的方法。
背景技术
螺纹钢筋在我国钢材产品中占有很大比重，钒氮微合金化是应用最广的增加螺纹钢强度的微合金化工艺。部分企业利用资源丰富且廉价的氮气作原料，通过向钢液吹氮气，而使钢液达到一定的氮含量，可大幅度降低钢的生产成本，是目前含氮钢生产中的一项重要技术。
通常钢水增氮主要有转炉底吹氮气增氮、钢包底吹氮气增氮以及含氮合金增氮三种方法。转炉底吹氮气与钢包底吹氮气的增氮效率较低，吹氮时间长，不利于生产组织及温度控制；采用含氮合金增氮时，顶渣容易发泡，存在安全隐患，且含氮合金成本较高；因此如何利用丰富而廉价的氮气向钢中增氮，稳定控制钢水氮含量，提高产品性能，降低生产成本，是钢铁企业关注的重点技术。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增加钢中氮含量的方法，用于解决现有技术中钢水增氮效率低且成本高的问题，以满足不同钢种在不同工艺路线下对氮含量的不同需求。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种增加钢中氮含量的方法，包括：
在转炉冶炼末期，根据吹炼末期脱碳速率下降的转折点，设定氧氮混吹的起始氧步；
根据钢种氮要求设定氧氮比、吹氮时间及吹氮总量；
当吹炼达到氧氮混吹的起始氧步时，利用氧枪以所述氧氮比同时向钢水中吹入氮气和氧气，持续所述吹氮时间，达到所述吹氮总量；
在转炉出钢时，向钢水中加入硅钒合金用于固氮。
进一步，所述氮气和氧气的吹入采用转炉氧枪混吹氧气和氮气，辅以转炉底吹氮气、出钢合金化过程钢包底吹氮气、氩站底吹氮气或LF工艺全流程底吹氮气的一种或多种方式的组合。
进一步，所述硅钒合金的加入量根据钢种钒含量的要求设定。
进一步，所述氧氮混吹的起始氧步为60％～80％。
进一步，所述氧氮比为3～6:1。
进一步，所述吹氮时间为2～4.5分钟。
进一步，所述吹氮总量为1～4Nm3/t钢。
如上所述，本发明具有以下有益效果：
通过设置转炉氧枪不同的氧氮吹炼参数，辅以转炉底吹氮气、出钢合金化过程钢包底吹氮气、氩站底吹氮气或LF工艺全流程底吹氮气，能够达到不同钢种在不同工艺路线下对氮含量的不同需求，显著提高钢水中的氮含量，出钢后钢水中氮含量可达到80～120ppm；完全取代(HRB400E)或部分取代(HRB500E)含氮合金，实现了螺纹钢在炼钢全程无需吹氩气的生产工艺，在满足螺纹钢筋的氮含量及强度要求下，大幅度地降低了合金及工艺成本；同时，也降低了冶炼难度。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种增加钢中氮含量的方法，包括：
在转炉冶炼末期，根据吹炼末期脱碳速率下降的转折点，设定氧氮混吹的起始氧步；
根据钢种氮要求设定氧氮比、吹氮时间及吹氮总量；
当吹炼达到氧氮混吹的起始氧步时，利用氧枪以所述氧氮比同时向钢水中吹入氮气和氧气，持续所述吹氮时间，达到所述吹氮总量；
在转炉出钢时，向钢水中加入硅钒合金用于固氮。
所述氮气和氧气的吹入采用转炉氧枪混吹氧气和氮气，辅以转炉底吹氮气、出钢合金化过程钢包底吹氮气、氩站底吹氮气或LF工艺全流程底吹氮气的一种或多种方式的组合。
以80吨转炉生产螺纹钢HRB400E为例，对本发明的一种增加钢中氮含量的方法作具体说明。
1.通过程序设置氧氮混吹的起始氧步、氧氮比、吹氮时间和吹氮总量，设置好后在吹炼过程自动执行。
其中，起始氧步为60％～80％，氧氮比为3～6:1，吹氮时间为2～4.5分钟，吹氮总量为1～4Nm3/t钢
2.吹炼第540秒至吹炼结束的过程中，当吹炼达到氧氮混吹的起始氧步时，通过氧枪同时吹入氮气和氧气，氧气压力为2MPa，流量为18000～20000Nm3/h；氮气压力为1.75MPa，流量为2000～4000Nm3/h。
实施例1
设定氧氮混吹的起始氧步为60％，氧氮比为3：1，吹氮时间为2分钟，吹氮总量为1Nm3/t钢，1炉钢约为80t钢，即吹氮总量为80Nm3/炉；
当吹炼达到起始氧步60％时，通过氧枪以设定氧氮比同时吹入氮气和氧气；
在转炉出钢时，向钢水中加入1.2kg/t钢的硅钒合金用于固氮；最终获得的中包钢水中氮含量为100ppm。
实施例2
设定氧氮混吹的起始氧步为62.5％，氧氮比为3.5：1，吹氮时间为3分钟，吹氮总量为1.875Nm3/t钢，1炉钢约为80t钢，即吹氮总量为150Nm3/炉；
当吹炼达到起始氧步62.5％时，通过氧枪以设定氧氮比同时吹入氮气和氧气；
在转炉出钢时，向钢水中加入1.2kg/t钢的硅钒合金用于固氮；最终获得的中包钢水中氮含量为103ppm。
实施例3
设定氧氮混吹的起始氧步为80％，氧氮比为6：1，吹氮时间为4.5分钟，吹氮总量为4Nm3/t钢，1炉钢约为80t钢，即吹氮总量为320Nm3/炉；
当吹炼达到起始氧步80％时，通过氧枪以设定氧氮比同时吹入氮气和氧气；
在转炉出钢时，向钢水中加入1.2kg/t钢的硅钒合金用于固氮；最终获得的中包钢水中氮含量为119ppm。
综上，在本发明实施例提供的一种增加钢中氮含量的方法中，通过设置转炉氧枪不同的氧氮吹炼参数，辅以转炉底吹氮气、出钢合金化过程钢包底吹氮气、氩站底吹氮气或LF工艺全流程底吹氮气，能够达到不同钢种在不同工艺路线下对氮含量的不同需求，显著提高钢水中的氮含量，出钢后钢水中氮含量可达到80～120ppm；完全取代或部分取代含氮合金，实现了螺纹钢在炼钢全程无需吹氩气的生产工艺，在满足螺纹钢筋的氮含量及强度要求下，大幅度地降低了合金及工艺成本；同时，也降低了冶炼难度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于，包括：
在转炉冶炼末期，根据吹炼末期脱碳速率下降的转折点，设定氧氮混吹的起始氧步；
根据钢种氮要求设定氧氮比、吹氮时间及吹氮总量；
当吹炼达到氧氮混吹的起始氧步时，利用氧枪以所述氧氮比同时向钢水中吹入氮气和氧气，持续所述吹氮时间，达到所述吹氮总量；
在转炉出钢时，向钢水中加入硅钒合金用于固氮。
2.根据权利要求1所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述氮气和氧气的吹入采用转炉氧枪混吹氧气和氮气，辅以转炉底吹氮气、出钢合金化过程钢包底吹氮气、氩站底吹氮气或LF工艺全流程底吹氮气的一种或多种方式的组合。
3.根据权利要求1或2所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述硅钒合金的加入量根据钢种钒含量的要求设定。
4.根据权利要求1或2所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述氧氮混吹的起始氧步为60％～80％。
5.根据权利要求1或2所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述氧氮比为3～6:1。
6.根据权利要求1或2所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述吹氮时间为2～4.5分钟。
7.根据权利要求1或2所述的一种增加钢中氮含量的方法，其特征在于：所述吹氮总量为1～4Nm3/t钢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110685137.5A CN113337679A (zh) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 一种增加钢中氮含量的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110685137.5A CN113337679A (zh) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 一种增加钢中氮含量的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113337679A true CN113337679A (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=77478452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110685137.5A Pending CN113337679A (zh) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 一种增加钢中氮含量的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113337679A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114941054A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-26 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种含氮钢的增氮方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197211A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 含窒素超低炭素ステンレス鋼の製造法 |
| CN102732665A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-10-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法 |
| CN104673971A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-03 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种增加含钒钢筋中氮含量的方法 |
| CN106319139A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-11 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法 |
-
2021
- 2021-06-21 CN CN202110685137.5A patent/CN113337679A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197211A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 含窒素超低炭素ステンレス鋼の製造法 |
| CN102732665A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-10-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法 |
| CN104673971A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-03 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种增加含钒钢筋中氮含量的方法 |
| CN106319139A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-11 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王文辉等: "氮气-氧气混合吹炼工艺增氮研究", 《天津冶金》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114941054A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-26 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种含氮钢的增氮方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102071357B (zh) | 富氮铌钒微合金化500MPa、550MPa高强度抗震钢筋的冶炼方法 | |
| CN100420763C (zh) | 一种ⅱ级螺纹钢筋的生产工艺 | |
| CN103276153B (zh) | 降低焊接用钢盘条中氮含量的方法 | |
| CN102071287A (zh) | 耐高温高压合金钢的冶炼方法 | |
| CN102851579A (zh) | 一种含Nb微合金化高碳钢热轧盘条及制造方法 | |
| CN109706404B (zh) | 一种含钛碳素钢及其生产方法 | |
| CN102994700A (zh) | 一种稳定提高含硼钢中硼含量的冶炼方法 | |
| CN110438413B (zh) | 一种含钒钢筋的生产工艺 | |
| CN102851447B (zh) | 碳钢用气保护电弧焊用实芯焊丝用钢的炉外精炼生产方法 | |
| CN110819896A (zh) | 一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法 | |
| CN105458205A (zh) | 高镍钢Gr.8连铸圆坯的生产方法 | |
| US20210214813A1 (en) | Slag Discharging Method in Process of Producing Ultra-Low Phosphorus Steel and Method for Producing Ultra-Low Phosphorus Steel | |
| CN113337679A (zh) | 一种增加钢中氮含量的方法 | |
| CN112853027A (zh) | 一种高锰高铝钢的冶炼工艺 | |
| CN104099440B (zh) | 半钢炼钢烟尘控制方法及半钢炼钢方法 | |
| CN103642966B (zh) | 提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法及炼钢方法 | |
| CN101956044A (zh) | 一种用于提高钢的洁净度的精炼方法 | |
| CN104946844B (zh) | 钢轨钢的精炼方法 | |
| CN106319139A (zh) | 一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法 | |
| CN113388710A (zh) | 一种超高强度帘线钢的冶炼控制方法 | |
| CN105063269A (zh) | 钢轨钢的调渣方法 | |
| CN104046923B (zh) | 在半钢条件下冶炼的x80管线钢及其生产工艺 | |
| CN110904303A (zh) | 一种钢轨钢的冶炼方法 | |
| CN102453786A (zh) | 一种转炉冶炼钻杆接头用钢的方法及钻杆接头用钢 | |
| CN112522467B (zh) | 转炉分段底吹co2提钒的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210903 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |