[发明专利]一种钢液稳定增氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于炉外精炼技术，特别涉及一种LF精炼过程中钢液增氮的方法。

背景技术

在钢铁行业，大部分钢种都是要求氮含量较低的，冶炼过程往往是氮含量低水平控制。但是，部分钢种用途不同，某些钢种需要有一定的氮含量，并且要求钢中氮的存在形式以固溶的形式存在钢中，氮元素产生固溶强化作用，能改善其耐蚀性，提高钢的强度，提高钢的焊接接头处的耐蚀性，提高材料整体的耐孔蚀性能，降低选择腐蚀的倾向性。在冶炼过程中，特别是在精炼的过程中，需要给钢液增加一定量的氮，以满足要求。

在现有技术中，钢液的增氮方式主要有两种：一种是添加固态含氮合金，在炼钢过程精炼后期向液态钢液加入固态含氮合金，含氮合金中的氮元素被钢液吸收，而使钢液达到一定的氮含量；该增氮方式的不足之处在于：冶炼成本高，且钢的氮吸收稳定性差，易导致钢液中的氮含量波动大，甚至氮的成分超出标准范围。另一种方式是向钢液中吹入氮气，氮气中的部分氮元素被钢液吸收，而使钢液达到一定的氮含量；如中国专利“一种含氮纯净钢的增氮方法，(专利号200610117525.9)提供一种含氮纯净钢的增氮方法，在含氮纯净钢钢液二次精炼的末期，采用钢包底吹氮气的方法，对钢包内钢液进行增氮；结束吹氮后，立刻向钢液吹入氩气，对钢液进行清洗。该方法可以在较低的成本下增加钢液中的含氮量，但是，该方法明显延长了冶炼时间，氮气吹入时间较长，一般在15min以上，而清洗时间也要10min以上，整个过程至少延长冶炼周期25min以上，氮收得率低，且不稳定。

发明内容

针对上述钢液增氮方法的不足，本发明提供一种对LF中钢液实现高效、稳定的增氮方法。

本发明采用的技术方案：

本发明是在LF上进行，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。

增氮枪包括吹气主管、保护管和枪体固定装置，保护管近似“Y”形，吹气主管被固定在保护管内，吹气主管弧形段内弧处与保护管弧形段有若干个喷孔。

吹氮时，增氮枪的位置在控制在钢液面以上50～60mm。

喷吹氮气的压力为0.5～0.7MPa，氮气纯度要求大于98.0％，吹入量根据增氮量决定。

在吹氮的过程采用的底吹气体为氩气，底吹流量为300～1500NL/min。

LF钢包底透气砖采用中心布置且单孔式吹气。

采用这种增氮方式增氮效果稳定，氮气利用率高达75％以上，吹氮时间短，在正常的电炉升温过程就可以完成钢液增氮，不需要延长冶炼时间，平均钢水增氮量0.0143％。

附图说明

图1为本发明增氮枪结构示意图。

其中，1：吹气主管A进气口；2：保护管进气口；3：吹气主管B进气口；4：吹气主管端部固定装置；5：吹气主管；6：枪体固定装置；7：保护管；8：吹气主管中部固定装置；9：保护管弧形焊接处；10：耐高温涂层；11：保护管A弧形段；12：保护管出气孔；13：喷孔；14：保护管B弧形段；15：吹气主管B弧形段；16：吹气主管A弧形段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述：

在500kgLF上实施如下技术方案：

在造渣的过程中，在化渣脱氧结束后，在炉门口插入氮枪进行增氮，为实现最佳的增氮效果，喷吹氮气的压力采用0.6MPa，氮气纯度为98.4％。在吹氮的过程采用的底吹气体为氩气，底吹流量为800NL/min，为保证稳定增氮，LF钢包底透气砖采用中心布置且单孔式吹气，增氮枪距钢液面60mm。

当炉渣泡沫化后，供电时采用长弧操作，当电极埋弧稳定后，通过增氮枪向电极弧光位置均匀的吹入氮气。

增氮枪包括吹气主管5、保护管7和枪体固定装置6，保护管7近似“Y”形，吹气主管5被固定在保护管7内，吹气主管5弧形段15、16内弧处与保护管7弧形段11、14有若干个喷孔13。

吹气主管5为2根铜管，直段端部有进气口1、3，用于连接气源氮气，氮气最后从喷孔13喷出。

保护管7材质采用耐热钢，直段端部有进气口2，其内部通冷却气体氮气，弧形段11、14端部有出气口12，直径为20mm。

喷孔13中心水平向下倾斜30°，吹气主管5的孔直径为10mm，保护管7的孔直径为15mm，每个夹角为15°，共12个。

吹气主管5通过吹气主管5端部固定装置4、吹气主管5中部固定装置8与保护管7固定。

保护管7的弧形段11、14外部涂有耐高温涂料10。