[发明专利]一种转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼工艺技术领域，特别涉及一种在转炉冶炼过程中尤其是冶炼后期进行钢水增氮的方法。

背景技术

众所周知，氮是钢中的有害元素。当钢材由高温进行较快速冷却时，钢中的氮将会形成氮化物析出，从而使钢的强度和硬度提高，同时伴生着塑性大大降低的现象，即出现所谓的蓝脆。对于氮含量较高的钢种来说，长时间放置后会发生老化和时效问题，但在另外一些钢种中，氮也可与钢中的合金元素如钛、铌、钒、铝等结合生成氮化物，并在钢中起到调整晶粒、改善钢质和提高钢性能的作用。例如不锈钢、石油管钢等均需要加入一定的氮元素，以提高钢质和使用性能。

转炉原有的增氮工艺是采用底吹氮气进行增氮。但由于转炉顶吹氧枪供氧在不断进行，同时钢水具有较高的氧含量，且底吹氮气供气强度较低，因此增氮效率低，一般出钢前氮含量不超过0.006%，因此生产高氮钢时无法满足要求，必须在出钢后进行氮的合金化，一般采用氮化合金进行或底吹氮气进行增氮，钢包内采用氮化合金增氮时，顶渣容易发泡，存在安全隐患，而钢包底吹氮气或RH提升气体切换为氮气增氮效率低，吹氮时间长，不利用生产组织及温度控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法，从而显著提高钢水中的氮含量，以满足钢种氮含量的要求。

为达此目的，本发明所采取的技术解决方案是：

一种转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法，其特征在于，在转炉冶炼末期向转炉内加入脱氧剂，并通过氧枪向钢水中吹入氮气来达到增氮的目的；具体方法及步骤为：

1、当转炉冶炼至4/5时刻以后，向转炉内加入Al合金或SiFe、MnFe、SiMnFe合金作为脱氧剂，控制钢水中的氧含量，脱氧剂的添加量根据钢水中的C含量进行调整，目标是控制钢水中的氧含量不大于0.050wt%；

2、加入脱氧剂后，利用氧枪向转炉熔池内吹入压力0.8-1.0MPa、流量29000-33000Nm3/h的氮气，使氮气充分融入钢液中；吹氮时间根据冶炼的钢种要求设定，以达到钢种要求的氮含量为准，且氮气的吹入采用底枪和顶吹氧枪同时进行。

本发明优先推荐的脱氧剂加入时机为冶炼终点。

本发明的有益效果为：

实施本发明可显著提高钢水中的氮含量，经实际检测，出钢结束后，钢水中的氮含量可达到0.0050-0.030wt%，比未实施本发明炉次的氮含量增加0.0035-0.025 wt%，从而可以满足不同钢种的氮含量要求。

具体实施方式

以100吨转炉生产成品氮上限为0.01 wt%的N80钢为例，对本发明作进一步说明。

实施例1：

1、当转炉冶炼至4/5时刻以后，根据钢水中的C含量，向转炉内加入300kg的Al合金作为脱氧剂，控制钢水中的氧含量为0.035wt%。

2、加入脱氧剂后，利用底枪和顶吹氧枪同时向熔池内吹入压力为0.9MPa、流量为30000Nm3/h的氮气，使氮气充分融入钢液中；吹氮时间为60s，从而使钢中的氮含量增加0.0058 wt%。

实施例2：

1、当转炉冶炼至5/6时刻后，根据钢水中的C含量，向转炉内加入500kg的SiFe合金作为脱氧剂，控制钢水中的氧含量为0.048wt%。

2、加入脱氧剂后，利用底枪和顶吹氧枪同时向熔池内吹入压力为0.95MPa、流量为32000Nm3/h的氮气，使氮气充分融入钢液中；吹氮时间为120s，使钢中的氮含量增加0.0110 wt%。

实施例3：

1、当转炉达到冶炼终点时，根据钢水中的C含量，向转炉内加入700kg的SiMnFe合金作为脱氧剂，控制钢水中的氧含量为0.040wt%。

2、加入脱氧剂后，利用底枪和顶吹氧枪同时向熔池内吹入压力为0.90MPa、流量为30000Nm3/h的氮气，使氮气充分融入钢液中；吹氮时间为240s，使钢中的氮含量增加0.0208 wt%。