降低煉鋼環節鋼水氮的方法
2023-05-04 11:06:41 1
降低煉鋼環節鋼水氮的方法
【專利摘要】本發明公開了一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，包括：對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整；對鋼包底吹方式及流量進行控制；對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則；對轉爐是否需要後吹進行判斷，走RH工藝可吹氧升溫的鋼種，轉爐終點溫度低於要點規定出鋼溫度下限10℃以內，不需後吹提溫，走RH工藝可吹氧鋼種，轉爐終點碳較目標碳高出≤0.02％，且溫度已達到要求值時，不需後吹。本發明提供的一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，通過優化轉爐復吹流量、鋼包底吹氬、脫氧合金化順序、制定後吹規則，在其它工藝參數不變情況下，成品氮含量平均降低12ppm，穩定提高了鋼坯性能，為後道工序提供更大的操作空間，該方法易操作、不增加成本，實際應用效果良好。
【專利說明】降低煉鋼環節鋼水氮的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煉鋼【技術領域】，特別涉及一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業技術的發展，對鋼材的質量要求越來越嚴格，特別是對鋼質的純淨度要求越來越高。在特定情況下，鋼中氮含量直接影響鋼鐵材料的性能，由於氮含量的原因，降低了鋼的成形性、焊接性能以及高溫韌性和塑性，同時加劇了鋼材時效和冷脆。另一方面，氮也會造成鋼坯的開裂(角裂嚴重)。因此需要控制和降低鋼水氮含量，避免因氮含量超標導致問題發生。
[0003]目前，煉鋼環節主要通過避免後吹、變換復吹氣體種類、維護出鋼口、控制吹煉後期礦石加入量以降低鋼水氮含量，但避免後吹主要通過提高模型命中率和崗位工人操作水平來達到，為了降低後吹對氮的影響，並沒有規定在何種情況下可不後吹，因此，無法直接減少後吹，進而無法降低後吹造成的鋼水吸氮(後吹增氮在4-7ppm);復吹氣體種類確定後，對鋼水氮含量影響固定；另外，控制吹煉後期礦石加入量操作困難，受鐵水條件、鋼種終點要求等眾多因素影響。實際上未能真正解決降低煉鋼環節鋼水增氮。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種能降低煉鋼環節鋼水增氮的降低煉鋼環節鋼水氮的方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，包括:對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整；
[0006]對鋼包底吹方式及流量進行控制；
[0007]對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則；
[0008]對轉爐是否需要後吹進行判斷，走RH工藝可吹氧升溫的鋼種，轉爐終點溫度低於要點規定出鋼溫度下限10°c以內，不需後吹提溫，走RH工藝可吹氧鋼種，轉爐終點碳較目標碳高出彡0.02%，且溫度已達到要求值時，不需後吹。
[0009]進一步地，所述對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整包括:
[0010]對轉爐復吹氬氣的流量進行控制，當供氧量為0% -50%時，復吹氬氣流量控制在300m3/h，當供氧量為50% -80%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，當供氧量為80% -100%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，出鋼過程復吹氬氣流量控制在200m3/h。
[0011]進一步地，所述對鋼包底吹方式及流量進行控制包括:
[0012]出鋼前提前打開鋼包底吹，保證出鋼前鋼包底吹時間> 3min,流量控制在1000NL/min ；
[0013]出鋼過程根據鋼包底吹效果調整底吹流量，確保渣料及合金熔化，合金加入完畢後，降低底吹流量，進行軟吹；
[0014]出鋼結束後，關閉底吹，取消爐後強攪。
[0015]進一步地，所述對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則包括:
[0016]在出鋼開始時加入300Kg鋁鐵，在出鋼量40t時加入操作要點規定的渣料，出鋼量80t時加入矽、錳類合金，出鋼量150t時加入剩餘鋁鐵脫氧。
[0017]本發明提供的一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，通過優化轉爐復吹流量、鋼包底吹氬、脫氧合金化順序、制定後吹規則，在其它工藝參數不變情況下，有效控制和降低了從爐內到出鋼到合金化過程的鋼水增氮，成品氮含量平均降低12ppm，未增加任何成本，工藝正常穩定，防止了因煉鋼環節鋼水氮含量高引起的鋼種改煉或回爐，提高了煉成率，穩定提高了鋼坯性能、減少了鑄坯開裂，為後道工序提供更大的操作空間，易操作、不增加成本，實際應用效果良好。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供的一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，包括以下幾個步驟:
[0019]步驟S1:對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整；
[0020]通過對比試驗取樣化驗，對數據(TS0化驗氮)進行分析，總結出適當降低吹煉中後期及出鋼過程復吹流量對控氮有利，因此，本發明實施例對轉爐復吹氬氣的流量進行控制，由最初的當供氧量為0% -50%時，復吹氬氣流量控制在300m3/h，當供氧量為50% -80%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，當供氧量為80% -100 %時，復吹氬氣流量控制在600m3/h，出鋼過程復吹氬氣流量控制在300m3/h。調整為當供氧量為0% -50%時，復吹氬氣流量控制在300m3/h，當供氧量為50% -80%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，當供氧量為80% -100%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，出鋼過程復吹氬氣流量控制在200m3/h0
[0021]通過調整不同階段復吹流量來環節吹煉過程鋼水吸氮，尤其是調整後期(供氧量>80%後)復吹流量，適當降低對減少鋼水裸露等有利，進而減少鋼水吸氮。並且實際在J55-1鋼種上進行取樣調查，發現原復吹流量控制模式下轉爐終點TSO樣氮含量較優化後的平均高約2ppm。
[0022]步驟S2:對鋼包底吹方式及流量進行控制；
[0023]步驟S3:對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則；
[0024]步驟S4:對轉爐是否需要後吹進行判斷，走RH工藝可吹氧升溫的鋼種，轉爐終點溫度低於要點規定出鋼溫度下限10°c以內，不需後吹提溫，走RH工藝可吹氧鋼種，轉爐終點碳較目標碳高出彡0.02%，且溫度已達到要求值時，不需後吹。
[0025]因為轉爐後吹會導致鋼水在後吹階段增氮(吸氮量>脫氮量)，因此儘量避免後吹，尤其是終點碳已經低於0.04%時，後吹對鋼水增氮影響很大；遇終點溫度低於要點規定出鋼溫度下限10°C以內，以及走RH工藝可吹氧鋼種，轉爐終點碳較目標碳高出(0.02%，且溫度已達到要求值時，不需後吹是因為在RH吹氧升溫可避免增氮問題，因RH抽真空可在一定範圍內脫氮。
[0026]由於出鋼前鋼包進行在線烘烤，包內空氣含量較高，而空氣中78%的是氮氣，因此減少鋼水在鋼包內增氮，就要控制鋼包內氣氛和減少鋼液面裸露，因此需要對鋼包底吹方式及流量進行控制，具體包括:
[0027]步驟S21:出鋼前提前打開鋼包底吹，保證出鋼前鋼包底吹時間彡3min，流量控制在1000NL/min ;該步驟主要解決出鋼過程鋼包內鋼水與空氣接觸造成的鋼水增氮。因為出鋼過程鋼水吸氮的氮主要來源於空氣中，因此將盛鋼容器鋼包內空氣排走、充滿惰性氣體會減少吸氮；所以提前打開鋼包底吹，以驅除鋼包內的空氣，避免與鋼水充分接觸造成增氮。
[0028]步驟S22:出鋼過程根據鋼包底吹效果調整底吹流量，確保渣料及合金熔化，合金加入完畢後，降低底吹流量，進行軟吹，避免鋼液面裸露；爐後鋼包在線底吹流量控制可在煉鋼主控室操作畫面進行設定，單路流量從O-lOOONl/min可隨意設定。一般操作要點要求是底吹流量在單路250-350Nl/min控制，此時鋼包鋼水液面翻騰劇烈，對鋼水控氮不利，因此加完合金後降低底吹流量降低至50-100Nl/min進行軟吹即可，減少鋼水液面翻騰，進而減少鋼水吸氮。該步驟的目的主要是緩解鋼包內鋼水液面因鋼包底吹流量過大導致的鋼水液面翻騰劇烈，造成鋼液面與空氣接觸面積加大，對鋼水控氮不利，因此在合金化結束後將鋼包底吹流量降低，減少鋼水液面翻騰，進而減少鋼水吸氮。
[0029]步驟S23:出鋼結束後，關閉底吹，取消爐後強攪。該步驟的目的是為了進一步減少出鋼結束後鋼水液面翻騰(出鋼結束後如果不開底吹則鋼水液面靜止不動，且鋼水液面以上有鋼渣覆蓋)，進而減少鋼水吸氮。
[0030]爐後脫氧鋼種鋼中[N]的控制與脫氧的先後有關，因為鋼水中[0]是表面活性元素，它能阻止空氣中{N2}向鋼水中溶解擴散，若鋼水中[0]含量過低，容易造成鋼水增氮，原來出鋼爐後脫氧合金化是先強後弱，易造成鋼水增氮量大，因此，需要對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則，具體包括:在出鋼開始時加入300Kg鋁鐵，在出鋼量40t時加入操作要點規定的渣料，出鋼量80t時加入矽、錳類合金，出鋼量150t時加入剩餘招鐵脫氧。
[0031]本發明提供的一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，通過優化轉爐復吹流量、鋼包底吹氬、脫氧合金化順序、制定後吹規則，在其它工藝參數不變情況下，有效控制和降低了從爐內到出鋼到合金化過程的鋼水增氮，成品氮含量平均降低12ppm，未增加任何成本，工藝正常穩定，防止了因煉鋼環節鋼水氮含量高引起的鋼種改煉或回爐，提高了煉成率，穩定提高了鋼坯性能、減少了鑄坯開裂，為後道工序提供更大的操作空間，易操作、不增加成本，實際應用效果良好。
[0032]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種降低煉鋼環節鋼水氮的方法，其特徵在於，包括: 對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整； 對鋼包底吹方式及流量進行控制； 對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則； 對轉爐是否需要後吹進行判斷，走RH工藝可吹氧升溫的鋼種，轉爐終點溫度低於要點規定出鋼溫度下限10°C以內，不需後吹提溫，走RH工藝可吹氧鋼種，轉爐終點碳較目標碳高出彡0.02%，且溫度已達到要求值時，不需後吹。
2.如權利要求1所述的降低煉鋼環節鋼水氮的方法，其特徵在於，所述對轉爐復吹參數進行控制，進行分階段調整包括: 對轉爐復吹氬氣的流量進行控制，當供氧量為O % -50%時，復吹氬氣流量控制在300m3/h，當供氧量為50% -80%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，當供氧量為80% -100%時，復吹氬氣流量控制在480m3/h，出鋼過程復吹氬氣流量控制在200m3/h。
3.如權利要求1所述的降低煉鋼環節鋼水氮的方法，其特徵在於，所述對鋼包底吹方式及流量進行控制包括: 出鋼前提前打開鋼包底吹，保證出鋼前鋼包底吹時間> 3min，流量控制在1000NL/min ； 出鋼過程根據鋼包底吹效果調整底吹流量，確保渣料及合金熔化，合金加入完畢後，降低底吹流量，進行軟吹； 出鋼結束後，關閉底吹，取消爐後強攪。
4.如權利要求1所述的降低煉鋼環節鋼水氮的方法，其特徵在於，所述對爐後合金化順序進行調整，採用先弱後強的脫氧原則包括: 在出鋼開始時加入300Kg鋁鐵，在出鋼量40t時加入操作要點規定的渣料，出鋼量80t時加入矽、錳類合金，出鋼量150t時加入剩餘鋁鐵脫氧。
【文檔編號】C21C5/34GK104404197SQ201410730204
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】孫亮, 彭開玉, 劉珍童, 劉宇, 彭文濤, 王東, 楊曉豔 申請人:北京首鋼股份有限公司