CN117126977A - 一种钢水氮含量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁制造技术领域,公开了一种钢水氮含量的控制方法,包括:转炉冶炼——LF精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量;本发明通过综合控制转炉冶炼、LF精炼以及板坯连铸工序的脱氮量或控氮量,控制钢水中氮的含量,且保证氮含量的稳定性。通过改善转炉脱氮能力、减少LF增氮量,稳定控制板坯连铸过程,控制钢水单耗为800kg/t时中间包钢水氮含量为60ppm以内,满足了钢种性能要求,并有效降低生产成本。
Description
本申请是申请日为2018年10月23日、申请号为201811236253.3的发明专利申请“一种钢水氮含量的控制方法”的分案申请。
技术领域
本发明属于钢铁制造技术领域,具体涉及一种钢水氮含量的控制方法。
背景技术
近年来,许多钢厂为降低生产成本,当市场上废钢价格低于铁水价格时,采用增加炼钢过程中的废钢加入量来降低成本,即降低铁水单耗。随着铁水单耗降低,炼钢过程中的控氮能力减弱,氮含量增加。对大多数钢种来说,氮是有害元素,钢中氮含量的增加,会降低钢的冲击韧性和塑性,并导致时效硬化;氮还会大幅度提高钢的韧脆转变温度,使钢产生低温回火脆性,氮化物还会导致钢的热脆。
因此,如何在低铁水单耗条件下控制钢水氮含量成为当务之急。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种钢水氮含量的控制方法,通过综合控制转炉冶炼的脱氮量、LF精炼的增氮量以及板坯连铸增氮量,以此控制钢水氮含量。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种钢水氮含量的控制方法,转炉冶炼——LF精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量;具体包括以下步骤:
将生铁、铁水及废钢加入转炉中,转炉冶炼,在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内;
转炉冶炼后,LF精炼,在LF精炼工序中调节送电次数和送电流量,控制LF精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内;
LF精炼后,板坯连铸,在板坯连铸工序中,调节开浇中间包氩气吹扫时间,以及长水口氩气流量,控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内;
实现铁水单耗为800kg/t时,中间包钢水氮含量为60ppm以内。
进一步地,在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,氧枪氧气流量为46000m3/h~50000m3/h;吹氧进度为0~90%时,氧枪枪位为1800~1900mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;吹氧进度为90%~100%时,氧枪枪位为1650~1750mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;终点压枪时间为50S以上。
进一步地,转炉冶炼工序中,控制转炉冶炼工序的终点碳含量为0.035%~0.06%;控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上。
进一步地,转炉冶炼工序中,吹炼前加入硅铁500~1000kg或者硅碳球600~1500kg;沸腾出钢,出钢流量为100m3/h,加入石灰化渣,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金,氩站软吹流量为30m3/h。
进一步地,LF精炼工序中,采用1档电流、起弧时间为1min以上;控制送电次数≤3次;送电流量≤300L/min,造渣流量≤800L/min,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金、钛铁合金和铝粒,钙处理底吹流量为100~400L/min,LF精炼软吹流量≤180L/min。
进一步地,LF精炼工序中,LF精炼温度为1520~1540℃时送电,加入铝的质量百分含量为20%的调渣剂100~200kg、电石40~60kg;炉渣中CaO和Al2O3的质量比为1.5~2.0。
进一步地,LF精炼工序中,除尘风机吸声管道阀门开度为25~40%。
进一步地,板坯连铸工序中,开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上,开浇及浇注过程添加含质量百分含量为80%~90%的SiO2的酸性覆盖剂;调节长水口氩气流量至150L/min。
进一步地,在转炉中加入生铁为5~10吨/炉,铁水为172~174吨/炉,废钢为52~57吨/炉,总装入量235吨/炉。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:铁水单耗的值越低,生产成本越低,但转炉脱氮的能力越弱,本发明实施方式在铁水单耗为800kg/t时,通过综合控制转炉冶炼脱氮量、LF精炼增氮量以及板坯连铸增氮量,控制中间包钢水氮含量为60ppm以内,且保证中间包钢水中氮含量的稳定性,满足了钢种性能要求,且有效降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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。
现对本发明提供的一种钢水氮含量的控制方法,进行说明。
本发明实施方式中,提供了一种钢水氮含量的控制方法:转炉冶炼——LF精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量;具体包括以下步骤:
S01、将生铁、铁水及废钢加入转炉中,转炉冶炼,在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内;
S02、转炉冶炼后,LF精炼,在LF精炼工序中调节送电次数和送电流量,控制LF精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内;
S03、LF精炼后,板坯连铸,在板坯连铸工序中,调节开浇中间包氩气吹扫时间,以及长水口氩气流量,控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内;
S04、实现铁水单耗为800kg/t时,中间包钢水氮含量为60ppm以内。
铁水单耗的值越低,生产成本越低,但转炉脱氮的能力越弱,本发明实施方式在铁水单耗为800kg/t时,通过综合控制转炉冶炼脱氮量、LF精炼增氮量以及板坯连铸增氮量,控制中间包钢水氮含量为60ppm以内,且保证中间包钢水中氮含量的稳定性,满足了钢种性能要求,且有效降低生产成本。
具体的,上述步骤S01中,转炉冶炼工序,吹炼前加入硅铁或硅碳球进行补热,通过调节氧枪流量和枪位,提高脱碳速率防止过程返干,转炉出钢过程中,加入石灰化渣,调节氩站软吹流量;
控制转炉冶炼工序终点碳的含量及终点温度,防止LF精炼过程中严重增氮,也防止产生熔渣结壳等不利影响。
作为本发明一具体实施例,在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,氧枪氧气流量为46000m3/h~50000m3/h;吹氧进度为0~90%时,氧枪枪位为1800~1900mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;吹氧进度为90%~100%时,氧枪枪位为1650~1750mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;终点压枪时间为50S以上。
本发明实施例中,随着吹氧的进行,钢水中碳氧反应增强,熔池中碳氧化,产生大量CO气泡,CO气泡降低了氮分压,同时转炉冶炼过程中乳化的渣相和CO气泡共同为脱氮反应提供了足够大的反应界面积,将钢水中的氮脱除,提高了转炉脱氮效率,防止返干。吹氧进度为0~90%时,保持恒枪位操作;稳定脱氮速率。吹氧进度为90%~100%时,保持恒枪位操作;稳定脱氮速率。
作为本发明优选实施例,氧枪氧气流量为48000m3/h;吹氧进度为0~90%时,氧枪枪位为1850mm;吹氧进度为90%~100%时,氧枪枪位为1700mm;终点压枪时间为50S~70S。
作为本发明一具体实施例,转炉冶炼工序中,控制转炉冶炼工序的终点碳含量为0.035%~0.06%;控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上。
本发明实施例中,改善转炉冶炼工序中的脱氮效果,防止转炉冶炼后期钢水中的碳吹炼到极低时,CO分压急剧降低,炉口压差降低,防止空气卷入而造成的钢水吸氮。
本发明实施例中,控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上,在后续的LF精炼工序中,LF进站温度保证在1520℃以上,防止LF精炼过程中严重增氮,也防止产生熔渣结壳,化渣效果差,熔渣流动性差,埋弧效果差等不利影响。
作为本发明优选实施例,控制转炉冶炼的终点温度为1580℃~1640℃。
作为本发明一具体实施例,转炉冶炼工序中,吹炼前加入硅铁500~1000kg或者硅碳球600~1500kg;沸腾出钢,出钢流量为100m3/h,加入石灰化渣,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金,氩站软吹流量为30m3/h。所述硅碳球中硅的质量百分含量为65%、碳的质量百分含量为17%。
本发明实施例中,相比于加入相同质量的焦炭,通过加入相同质量的硅铁或相同质量的硅碳球进行补热提温,补热效果更好,且不会产生增硫。硅铁或者硅碳球作为提温剂,在转炉冶炼过程中,加入硅铁或者硅碳球,保证终点温度为1580℃以上,增加了转炉冶炼钢水温度,钢水沸腾出钢,钢水的氧含量高,氮在钢水中溶解的传质系数小,钢水含氮量减少。且转炉冶炼终点不补吹、过吹;氩站软吹流量为30m3/h,防止转炉冶炼的钢水大翻,有效减少转炉终点至氩站的增氮量,稳定氩站氮含量;控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内。
具体的,上述步骤S02中,LF精炼工序中,采用1档电流、起弧时间为1min以上;控制送电次数≤3次;送电流量≤300L/min,造渣流量≤800L/min,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金、钛铁合金、铝粒,钙处理底吹流量为100~400L/min,LF精炼软吹流量≤180L/min。所述采用1档起弧具体为二次电压为300~500v、电流20000A起弧。
LF精炼工序中,LF精炼温度为1520~1540℃送电,加入铝的质量百分含量为20%的调渣剂100~200kg、电石40~60kg;炉渣中CaO和Al2O3的质量比为1.5~2.0。
本发明实施例中,控制LF精炼工序中送电次数和送电电流,可减少LF精炼前期低温送电增氮量。
为改善LF精炼渣流动性及埋弧效果,炉渣中CaO和Al2O3的质量比为1.5~2.0;形成厚度大于100mm的LF精炼渣层;加电石促进顶渣发泡,可有效减少送电增氮量。
转炉出钢不加铝,LF精炼工序中,LF精炼温度为1520~1540℃送电,加入铝的质量百分含量为20%的调渣剂,氩站至LF精炼工序中第一次送电后增氮8ppm,氩站至LF精炼出站平均增氮17ppm,控制LF精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内。
作为本发明优选实施例,LF精炼工序的前期、中期、后期,分别调节钙处理底吹流量为100~400L/min、200~300L/min、300~400L/min。
转炉出钢时钢水液面翻滚,钢水裸露面积大,LF精炼前期调小氩吹流量,减轻钢水液面翻滚情况,减少钢水裸露面积,减少钢水中增氮机会;在LF精炼中期和后期,依次调节氩吹流量,细化LF精炼工序的氩吹流量,减少钢水中增氮机会,控制LF精炼工序中的增氮量。
作为本发明优选实施例,LF精炼工序中,除尘风机吸声管道阀门开度为25~40%。本发明实施例中,LF精炼工序中保证微正压,减少高温电弧电离其周围的空气中的氮,进一步减少LF精炼工序中钢水增氮量。
具体的,上述步骤S03中,板坯连铸工序中,开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上,开浇及浇注过程添加含质量百分含量为80%~90%的SiO2的酸性覆盖剂;调节长水口氩气流量至150L/min。
本发明实施例中,开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上,减少开浇增氮量;质量百分含量为80%~90%的SiO2的酸性覆盖剂酸性覆盖剂,可防止中包渣结壳;且加大长水口氩气流量至150L/min;控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内。
本发明上述各实施例中,在转炉中加入生铁为5~10吨/炉,铁水为172~174吨/炉,废钢为52~57吨/炉,总装入量235吨/炉。所述废钢加入量为52~57吨/炉,其加入量大,铁水单耗低;且加入生铁5~10吨/炉,防止转炉冶炼过程中增磷、增碳,防止对钢的性能产生不利影响;本发明实施例中,生铁、铁水、废钢的加入配比,可保证在转炉冶炼的过程中防止脱氮能力减弱的同时,避免增磷、增碳的不利影响。作为本发明的具体实施例,在转炉中加入生铁为8吨/炉,铁水为173吨/炉,废钢为54吨/炉,总装入量235吨/炉。
作为本发明的另一具体实施例,在转炉中加入生铁为6吨/炉,铁水为174吨/炉,废钢为55吨/炉,总装入量235吨/炉。
作为本发明的又一具体实施例,在转炉中加入生铁为7吨/炉,铁水为172吨/炉,废钢为56吨/炉,总装入量235吨/炉。
以上所述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 (6)
1.一种钢水氮含量的控制方法,其特征在于,转炉冶炼——LF精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量;具体包括以下步骤:
将生铁、铁水及废钢加入转炉中,转炉冶炼,在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内;
转炉冶炼后,LF精炼,在LF精炼工序中调节送电次数和送电流量,控制LF精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内;
LF精炼后,板坯连铸,在板坯连铸工序中,调节开浇中间包氩气吹扫时间,以及长水口氩气流量,控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内;实现铁水单耗为800kg/t时,中间包钢水氮含量为60ppm以内,
在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位,氧枪氧气流量为46000m3/h~50000m3/h;吹氧进度为0~90%时,氧枪枪位为1800~1900mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;吹氧进度为90%~100%时,氧枪枪位为1650~1750mm,氧枪枪位确定后,枪位保持不变;终点压枪时间为50S以上,
转炉冶炼工序中,吹炼前加入硅铁500~1000kg或者硅碳球600~1500kg;沸腾出钢,出钢流量为100m3/h,加入石灰化渣,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金,氩站软吹流量为30m3/h,
LF精炼工序中,采用1档电流、起弧时间为1min以上;控制送电次数≤3次;送电流量≤300L/min,造渣流量≤800L/min,加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金、钛铁合金和铝粒,钙处理底吹流量为100~400L/min,LF精炼软吹流量≤180L/min。
2.根据权利要求1所述的钢水氮含量的控制方法,其特征在于,包括:转炉冶炼工序中,控制转炉冶炼工序的终点碳含量为0.035%~0.06%;控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上。
3.根据权利要求1所述的钢水氮含量的控制方法,其特征在于,LF精炼工序中,LF精炼温度为1520~1540℃时送电,加入铝的质量百分含量为20%的调渣剂100~200kg、电石40~60kg;炉渣中CaO和Al2O3的质量比为1.5~2.0。
4.根据权利要求1所述的钢水氮含量的控制方法,其特征在于,LF精炼工序中,除尘风机吸声管道阀门开度为25~40%。
5.根据权利要求1所述的钢水氮含量的控制方法,其特征在于,板坯连铸工序中,开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上,开浇及浇注过程添加含质量百分含量为80%~90%的SiO2的酸性覆盖剂;调节长水口氩气流量至150L/min。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的钢水氮含量的控制方法,其特征在于,在转炉中加入生铁为5~10吨/炉,铁水为172~174吨/炉,废钢为52~57吨/炉,总装入量235吨/炉。
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