CN118086616A - 一种lf炉钢包底吹氮增氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法，LF精炼工序钢包底吹全程采用底吹氮模式，精炼周期控制在30min～50min，精炼过程钢包底吹氮流量控制在150NL/min～1250NL/min，钢包底吹氮气进口压力控制在1.0MPa～1.2MPa。本方法不需延长精炼周期，在正常的LF精炼过程就可完成钢液增氮，氮气利用率高达80%以上，可精确控制钢水氮含量在0.0120wt%～0.0170wt%，达到精确控制钢中氮含量的目的。本方法可大幅度降低高氮合金加入量，显著降低合金化成本，不需延长吹氮时间，不需与氩气进行混合，不需增加吹氮专用设备，操作简单，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种LF精炼方法，尤其是一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法。
背景技术
一些钢种通过提高钢中固溶氮含量，利用氮元素产生的固溶强化作用,可提高钢的性能,提高材料的耐蚀性。在精炼过程中，钢中氮含量的精确控制成为这些钢种的关键技术。目前增加钢中氮含量的主要方式有，加入高氮合金，利用增氮枪在LF电弧区增氮，控制氮氩混合气体中氮分压增氮及RH精炼增氮等措施。
公开号CN103146875A的专利申请公开了“一种常压下冶炼高氮钢的方法”，其主要通过添加氮化锰合金来提高钢中氮含量；该方法增加了合金成本。公开号CN101168817A的专利申请公开了“一种含氮纯净钢的增氮方法”，其主要在LF精炼后期钢包底吹切换氮气，对钢液增氮，增氮结束后需切换为氩气；该方法延长了精炼时间，且氮收得率较低。公开号CN102031338A的专利申请公开了“一种钢液稳定增氮的方法”，其主要通过钢水进入LF后，在造渣的过程中通过增氮枪对电弧区进行增氮。其方法需增设增氮枪，进行设备改造。公开号CN105112609A的专利申请公开了一种“钢包底吹氮增氮的方法”，其主要通过对钢包底吹氮过程氩气和氮气混合气体中氮分压的控制，精确实现对含氮钢种进行增氮；其操作方法需要控制混合气体中氮分压，操作方法相对复杂。公开号CN103667602A的专利申请公开了“一种晶粒取向电工钢RH精炼钢水增氮的方法”，其主要是在RH精炼过程中，在1-2KPa真空度下，将提升气体切换为氮气对钢液进行增氮；该方法增氮速度慢，不能精确控制氮含量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种增氮效果好的LF炉钢包底吹氮增氮的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：LF精炼工序钢包底吹全程采用底吹氮模式，精炼周期控制在30min～50min，精炼过程钢包底吹氮流量控制在150NL/min～1250NL/min，钢包底吹氮气进口压力控制在1.0MPa～1.2MPa。
进一步的，进LF精炼的钢水中氮含量控制在0.0025wt%～0.0035wt%，钢水温度1540℃～1580℃。
进一步的，所述LF精炼工序，钢包座入钢包车后，开始钢包底吹氮气，底吹氮气进口压力在1.0MPa～1.2MPa；所述钢包进入处理位后，底吹气体流量调整为1000～1250 NL/min，同时加入石灰进行造渣；所述造渣的渣料化好后，底吹气体流量调整为150～400NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰再次进行造渣；所述第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1000～1250NL/min，取样分析钢液成分；然后底吹气体流量调整为150～400NL/min，进行第二次升温；所述第二次升温结束后，底吹气体流量调整为400～800NL/min，进行合金化调整钢液成分。
进一步的，所述LF精炼工序，精炼后钢水氮含量在0.0120wt%～0.0170wt%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明不需延长精炼周期，在正常的LF精炼过程就可完成钢液增氮，氮气利用率高达80%以上，可精确控制钢水氮含量在0.0120wt%～0.0170wt%，达到精确控制钢中氮含量的目的。本发明通过采用LF钢包全程底吹氮模式，经过合理的LF精炼工艺过程控制，可大幅度降低高氮合金加入量，显著降低合金化成本，不需延长吹氮时间，不需与氩气进行混合，不需增加吹氮专用设备，操作简单，制造成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本LF炉钢包底吹氮增氮的方法包括转炉工序和LF精炼工序，各工序工艺如下所述：
1）转炉工序：全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
2）LF精炼工序：钢水进站温度1540℃～1580℃，氮含量控制在0.0025wt%～0.0035wt%。
钢水进站，钢包座入钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，进行全程底吹氮，底吹氮气进口压力在1.0MPa～1.2MPa，底吹氮流量控制在150NL/min～1250NL/min；进一步的，底吹氮流量根据不同冶炼时期进行流量调节，如下所述：
钢包进入处理位后，底吹气体流量调整为1000～1250NL/min，同时加入渣料石灰3～5kg/t钢，进行化渣。
上述的渣料化好后，底吹气体流量调整为150～400NL/min ，送电进行第一次升温，升温时间5～10min，升温后的温度要求＞1560℃；升温过程中加入石灰2～5kg/t钢，再次进行造渣，并稳定电弧。
第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1000～1250NL/min，吹氮3～6min后测温，取样分析钢液成分。
测温取样后，底吹气体流量调整为150～400NL/min，进行第二次升温，升温时间3～10min，升温后的温度要求1580℃以上，以满足连铸要求。
第二次升温结束后，底吹气体流量调整为400～800NL/min，进行合金化调整钢液成分，再吹氮3～6min，然后进行出钢。
所述LF精炼的精炼周期控制在30～50min，LF精炼结束出站前，取样分析成分及气体。
3）本方法适用于所有LF精炼目标氮含量0.012wt%～0.017wt%的钢种。采用本方法，可在不改变现有LF精炼节奏及工艺条件下，LF精炼全程采用底吹氮模式，完成钢液氮含量的精确控制，可控制钢水氮含量在0.0120wt%～0.0170wt%。
实施例1：本LF炉钢包底吹氮增氮的方法的具体工艺步骤如下所述。
（1）冶炼钢种20CrMoH，LF出站钢水目标氮含量0.0120wt%～0.0170wt%。
（2）转炉工序，全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
（3）LF精炼工序：钢水进LF精炼温度1540℃，氮含量0.0025wt%。钢包座入LF钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，钢包底吹氮气进口压力在1.2MPa。钢包进入LF处理位后，底吹气体流量为1250NL/min，同时加入石灰3kg/t钢。渣料化好后，底吹气体流量调整为400NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰4kg/t钢，升温时间10min。第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1250NL/min，吹氮3min后测温，取样分析成分。底吹气体流量调整为150NL/min，进行第二次升温，升温时间8min。第二次升温结束后，底吹气体流量调整为400NL/min，进行合金化调整钢液成分，吹氮4min，然后进行出钢。
（4）本实施例的LF周期为41min，出站钢水气体分析结果，氮含量0.0121wt%。
实施例2：本LF炉钢包底吹氮增氮的方法的具体工艺步骤如下所述。
（1）冶炼钢种F40MnVS，LF出站钢水目标氮含量0.0130wt%～0.0160wt%。
（2）转炉工序，全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
（3）LF精炼工序：钢水进LF精炼温度1560℃，氮含量0.0028wt%。钢包座入LF钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，钢包底吹氮气进口压力在1.0MPa。钢包进入LF处理位后，底吹气体流量为1000NL/min，同时加入石灰4kg/t钢。渣料化好后，底吹气体流量调整为350NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰3kg/t钢，升温时间8min。第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1000NL/min，吹氮4min后测温，取样分析成分。底吹气体流量调整为300NL/min，进行第二次升温，升温时间10min。第二次升温结束后，底吹气体流量调整为500NL/min，进行合金化调整钢液成分，吹氮3min，然后进行出钢。
（4）本实施例的LF周期为44min，出站钢水气体分析结果，氮含量0.0149wt%。
实施例3：本LF炉钢包底吹氮增氮的方法的具体工艺步骤如下所述。
（1）冶炼钢种20CrMoH，LF出站钢水目标氮含量0.0120wt%～0.0170wt%。
（2）转炉工序，全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
（3）LF精炼工序：钢水进LF精炼温度1580℃，氮含量0.0032wt%。钢包座入LF钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，钢包底吹氮气进口压力在1.2MPa。钢包进入LF处理位后，底吹气体流量为1150NL/min，同时加入石灰4kg/t钢。渣料化好后，底吹气体流量调整为400NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰3kg/t钢，升温时间5min。第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1150NL/min，吹氮6min后测温，取样分析成分。底吹气体流量调整为400NL/min，进行第二次升温，升温时间3min。第二次升温结束后，底吹气体流量调整为800NL/min，进行合金化调整钢液成分，吹氮6min，然后进行出钢。
（4）本实施例的LF周期为50min，出站钢水气体分析结果，氮含量0.0170wt%。
实施例4：本LF炉钢包底吹氮增氮的方法的具体工艺步骤如下所述。
（1）冶炼钢种 20CrMoH，LF出站钢水目标氮含量0.0120wt%～0.0170wt%。
（2）转炉工序，全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
（3）LF精炼工序：钢水进LF精炼温度1550℃，氮含量0.0035wt%。钢包座入LF钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，钢包底吹氮气进口压力在1.0MPa。钢包进入LF处理位后，底吹气体流量为1100NL/min，同时加入石灰5kg/t钢。渣料化好后，底吹气体流量调整为300NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰2kg/t钢，升温时间10min。第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1100NL/min，吹氮6min后测温，取样分析成分。底吹气体流量调整为350NL/min，进行第二次升温，升温时间5min。第二次升温结束后，底吹气体流量调整为600NL/min，进行合金化调整钢液成分，吹氮5min，然后进行出钢。
（4）本实施例的LF周期为30min，出站钢水气体分析结果，氮含量0.0146wt%。
实施例5：本LF炉钢包底吹氮增氮的方法的具体工艺步骤如下所述。
（1）冶炼钢种F40MnVS，LF出站钢水目标氮含量0.0130wt%～0.0160wt%。
（2）转炉工序，全程采用底吹氮模式，出钢过程完成脱氧合金化。
（3）LF精炼工序：钢水进LF精炼温度1570℃，氮含量0.0030wt%。钢包座入LF钢包车后，钢包底吹气体切换为氮气，钢包底吹氮气进口压力在1.1MPa。钢包进入LF处理位后，底吹气体流量为1000NL/min，同时加入石灰3kg/t钢。渣料化好后，底吹气体流量调整为150NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰5kg/t钢，升温时间8min。第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1000NL/min，吹氮3min后测温，取样分析成分。底吹气体流量调整为250NL/min，进行第二次升温，升温时间7min。第二次升温结束后，底吹气体流量调整为500NL/min，进行合金化调整钢液成分，吹氮5min，然后进行出钢。
（4）本实施例的LF周期为38min，出站钢水气体分析结果，氮含量0.0153wt%。
Claims (4)
1.一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法，其特征在于：LF精炼工序钢包底吹全程采用底吹氮模式，精炼周期控制在30min～50min，精炼过程钢包底吹氮流量控制在150NL/min～1250NL/min，钢包底吹氮气进口压力控制在1.0MPa～1.2MPa。
2.根据权利要求1所述的一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法，其特征在于：进LF精炼的钢水中氮含量控制在0.0025wt%～0.0035wt%，钢水温度1540℃～1580℃。
3.根据权利要求1所述的一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法，其特征在于：所述LF精炼工序，钢包座入钢包车后，开始钢包底吹氮气，底吹氮气进口压力在1.0MPa～1.2MPa；所述钢包进入处理位后，底吹气体流量调整为1000～1250 NL/min，同时加入石灰进行造渣；所述造渣的渣料化好后，底吹气体流量调整为150～400NL/min，送电进行第一次升温，升温过程中加入石灰再次进行造渣；所述第一次升温结束后，底吹气体流量调整为1000～1250NL/min，取样分析钢液成分；然后底吹气体流量调整为150～400NL/min，进行第二次升温；所述第二次升温结束后，底吹气体流量调整为400～800NL/min，进行合金化调整钢液成分。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种LF炉钢包底吹氮增氮的方法，其特征在于：所述LF精炼工序，精炼后钢水氮含量在0.0120wt%～0.0170wt%。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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