一種降低轉爐煉鋼工序鋼水氮含量的方法與流程
2023-09-27 05:45:10 1
本發明涉及冶金煉鋼技術領域，尤其涉及一種降低轉爐煉鋼工序鋼水氮含量的方法。
背景技術：
目前，鋼鐵企業在生產高強度鋼種時通常採用在鋼中添加v、ti、nb等元素進行微合金化的生產方法，進而起到沉澱強化和細晶強化的作用，能夠顯著提高鋼的性能。但是由於v、ti、nb都是固氮元素，與氮的結合能力很強，極易引起鋼水中氮含量超出鋼種要求，氮會引起鋼的時效，增加鋼的裂紋敏感性，尤其是在開發高強汽車鋼時，經常會出現氮含量超標，造成鋼的質量受到影響，為保證高強鋼的順利開發，尋找一種降低鋼水中氮含量的方法十分必要。
生產高強鋼時，煉鋼過程中的增氮環節主要有轉爐出鋼過程增氮，鋼包精煉爐精煉過程增氮（即lf精煉爐精煉過程增氮）和連鑄澆注過程增氮，目前在生產v、ti、nb強化的高強鋼時，很容易造成氮含量過高，難以滿足成本鋼的質量要求。
技術實現要素：
本發明提供一種降低轉爐煉鋼工序鋼水氮含量的方法，能夠解決現有技術中轉爐煉鋼工序中氮含量過高的問題。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種降低轉爐煉鋼工序鋼水氮含量的方法，包括以下步驟：
s100：轉爐吹煉，採用全程吹氬的底吹模式，控制底吹流量為300nm3/時-700nm3/時；
s200：轉爐終點進行一次吹成，並保證溫度為1620℃-1700℃，所述碳含量為0.03%-0.06%；
s300：轉爐出鋼，採用脫氧合金化工藝，先加合金料，再加脫氧劑；
s400：轉爐出鋼，採用鋼包底吹氬方式，控制氬氣流量100-1100l/時，使鋼包口形成氬氣層；
s500：轉爐出鋼結束後，加入石灰100kg/爐-500kg/爐，覆蓋鋼液面。
作為進一步的優化，步驟s100中，所述底吹流量為400nm3/時-600nm3/時。
作為進一步的優化，步驟s200中，所述溫度為1640-1680℃，所述碳含量為0.03-0.05%。
作為進一步的優化，步驟s300包括：
出鋼至50%至出鋼75%時加入所述合金料；
所述合金料加完之後加入所述脫氧劑。
作為進一步的優化，步驟s300中，所述合金料為低碳錳鐵。
作為進一步的優化，步驟s300包括：
出鋼至50%-55%時，加入所述低碳錳鐵量的45%-55%；
出鋼至70%-75%時，加入所述低碳錳鐵的剩餘量。
作為進一步的優化，步驟s300中，所述脫氧劑為鋁塊，出鋼80%-85%時加入所述鋁塊。
作為進一步的優化，步驟s400包括：
所述氬氣流量為200l/時-1000l/時，使鋼包口形成氬氣層；
作為進一步的優化，步驟s500中，轉爐出鋼結束後，加入石灰100kg/爐-500kg/爐，覆蓋鋼液面，防鋼水與空氣接觸。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明方法通過控制轉爐吹煉及出鋼過程各個關鍵環節，減少鋼水中氮含量，轉爐吹煉過程底吹採用全程吹氬模式；轉爐吹煉終點一次吹成，達到成分、溫度雙命中，不再進行補吹；出鋼過程採用先加合金料後加脫氧劑的加料順序，並嚴格控制加入時機，降低整個轉爐工序鋼水氮含量，可將轉爐鋼水氮含量控制在30ppm以下，從而保證成品鋼材中氮含量控制在50ppm以內，滿足鋼種要求，減少因改判或判廢造成的質量損失。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
一種降低轉爐煉鋼工序鋼水氮含量的方法，包括以下步驟：
s100：轉爐吹煉，採用全程吹氬的底吹模式，控制底吹流量為300nm3/時-700nm3/時；
s200：轉爐終點進行一次吹成，並保證溫度為1620℃-1700℃，所述碳含量為0.03%-0.06%；
s300：轉爐出鋼，採用脫氧合金化工藝，先加合金料，再加脫氧劑；
s400：轉爐出鋼，採用鋼包底吹氬方式，控制氬氣流量100-1100l/時，使鋼包口形成氬氣層；
s500：轉爐出鋼結束後，加入石灰100kg/爐-500kg/爐，覆蓋鋼液面，防鋼水與空氣接觸。
作為進一步的優化，步驟s100中，所述底吹流量為400nm3/時-600nm3/時。所述步驟s100中,轉爐吹煉過程中執行全程底吹氬氣的模式，嚴禁採用傳統的氮氬切換模式，防止吹氮氣造成鋼水增氮，底吹流量採用合適的底吹模型，增大後攪時的底吹流量，後攪氬氣流量控制在400nm3/時-600nm3/時，以促進鋼水中原始氮的排出。
作為進一步的優化，步驟s200中，所述溫度為1640-1680℃，所述碳含量為0.03-0.05%。所述步驟s200中,轉爐終點一次吹成，不再進行補吹氧操作，防止補吹引起鋼水增氮，溫度控制在1640-1680℃，碳含量控制在0.03-0.05%，已達到降低含氮量的目的。
作為進一步的優化，步驟s300包括：
出鋼至50%至出鋼75%時加入所述合金料；
所述合金料加完之後加入所述脫氧劑。
作為進一步的優化，步驟s300中，所述合金料為低碳錳鐵。
作為進一步的優化，步驟s300包括：
出鋼至50%-55%時，加入所述低碳錳鐵量的45%-55%；
出鋼至70%-75%時，加入所述低碳錳鐵的剩餘量。
作為進一步的優化，步驟s300中，所述脫氧劑為鋁塊，出鋼80%-85%時加入所述鋁塊。所述步驟s300中，得脫氧合金化工藝，採用出鋼50%-55%時，開始加入低碳錳鐵合金料，先加入全部低碳錳鐵的45%-55%，其餘低碳錳鐵分兩次加完，出鋼至70%-75%時合金料加完，出鋼80%-85%時再加鋁塊脫氧劑，延長鋼水高氧勢時間，降低增氮趨勢。
作為進一步的優化，步驟s400包括：所述氬氣流量為200l/時-1000l/時，使鋼包口形成氬氣層。所述步驟s400中出鋼過程中採用全程吹氬方式，均勻鋼水成分和溫度，根據鋼包透氣性情況，控制氬氣流量處於200l/h-1000l/h，保證鋼水液面不大翻，始終保持鋼包口有氬氣層保護，阻止鋼水與空氣接觸。
作為進一步的優化，步驟s500中，出鋼結束後加入石灰，石灰加入量為200kg/爐-400kg/爐，覆蓋鋼液面，防止鋼水與空氣接觸。出鋼結束後採用的石灰為優質石灰，優質石灰中氧化鈣含量大於86%，石灰的粒度在10mm-20mm之間，石灰中磷的含量小於0.020%，硫的含量小於0.080%，石灰質量的優質與否，直接決定鋼水的最終質量，故此處建議採用優質石灰。
實施例1：轉爐吹煉過程底吹執行全程吹氬模式，後攪階段底吹氬氣流量400nm3/時，轉爐終點c含量為0.04%，溫度1656℃，出鋼過程先加合金料，再加脫氧劑，出鋼至50%時開始加入低碳錳鐵量的45%，出鋼70%時將低碳錳鐵加完，出鋼80%時加入鋁塊，出鋼結束加入200kg優質石灰，出鋼過程鋼包全程吹氬，氬氣流量400l/時，吹氬站取氣體樣進行氣體分析，氮含量為22ppm。
實施例2：轉爐吹煉過程底吹執行全程吹氬模式，後攪階段底吹氬氣流量450nm3/時，轉爐終點c含量為0.03%，溫度1665℃，出鋼過程先加合金料，再加脫氧劑，出鋼至55%時開始加入低碳錳鐵量的55%，出鋼75%時將低碳錳鐵加完，出鋼85%時加入鋁塊，出鋼結束加入300kg優質石灰，出鋼過程鋼包全程吹氬，氬氣流量200l/時，吹氬站取氣體樣進行氣體分析，氮含量為27ppm。
實施例3：轉爐吹煉過程底吹執行全程吹氬模式，後攪階段底吹氬氣流量500nm3/時，轉爐終點c含量為0.04%，溫度1680℃，出鋼過程先加合金料，再加脫氧劑，出鋼至52%時開始加入低碳錳鐵量的50%，出鋼73%時將低碳錳鐵加完，出鋼82%時加入鋁塊，出鋼結束加入400kg優質石灰，出鋼過成鋼包全程吹氬，氬氣流量600l/時，吹氬站取氣體樣進行氣體分析，氮含量為26ppm。
實施例4：轉爐吹煉過程底吹執行全程吹氬模式，後攪階段底吹氬氣流量540nm3/時，轉爐終點c含量為0.05%，溫度1640℃，出鋼過程先加合金料，再加脫氧劑，出鋼至50%時開始加入低碳錳鐵量的52%，出鋼75%時將低碳錳鐵加完，出鋼80%時加入鋁塊，出鋼結束加入200kg優質石灰，出鋼過成鋼包全程吹氬，氬氣流量500l/時，吹氬站取氣體樣進行氣體分析，氮含量為18ppm。
實施例5：轉爐吹煉過程底吹執行全程吹氬模式，後攪階段底吹氬氣流量600nm3/時，轉爐終點c含量為0.04%，溫度1668℃，出鋼過程先加合金料，再加脫氧劑，出鋼至54%時開始加入低碳錳鐵量的48%，出鋼73%時將低碳錳鐵加完，出鋼83%時加入鋁塊，出鋼結束加入300kg優質石灰，出鋼過成鋼包全程吹氬，氬氣流量1000l/時，吹氬站取氣體樣進行氣體分析，氮含量為23ppm。
本發明方法通過控制轉爐吹煉及出鋼過程各個關鍵環節，減少鋼水中氮含量，轉爐吹煉過程底吹採用全程吹氬模式；轉爐吹煉終點一次吹成，達到成分、溫度雙命中，不再進行補吹；出鋼過程採用先加合金料後加脫氧劑的加料順序，並嚴格控制加入時機，降低整個轉爐工序鋼水氮含量，可將轉爐鋼水氮含量控制在30ppm以下，從而保證成品鋼材中氮含量控制在50ppm以內，滿足鋼種要求，減少因改判或判廢造成的質量損失。
以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。