[发明专利]一种转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，更具体地讲，涉及一种在转炉炼钢过程中控制钢水氮含量的方法。

背景技术

对于大多数钢种来说，氮是有害元素，钢中氮含量对钢的机械性能影响较大，尤其是生产用于深冲条件下的低碳、超低碳钢时，氮的不利影响特别明显。但对于部分不锈钢、石油管钢等含氮钢来说，氮可与钢水中的合金元素如V、Al、Nb等形成氮化物并在钢中起到调整晶粒，改善钢质和提高钢材性能的作用。为此，在含氮钢生产时，应采取措施使钢液增氮。

公开号为CN102851451A的中国专利公开了“一种出钢工序钢水增氮的方法”，该方法通过在转炉出钢前和出钢过程对钢包进行吹氮操作，以使钢水在精炼前达到80～90ppm之间，并通过精炼处理得到氮含量小于150ppm的钢水。申请人发现，该方法仅通过出钢过程吹氮气，很难实现使钢水氮含量在精炼前达到80～90ppm之间。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的之一在于提供一种在仅通过转炉冶炼过程增氮就能达到终点钢水氮含量在100～260ppm之间的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法，所述方法采用顶底复吹转炉炼钢，并且将冶炼过程划分为前、后、末期三个阶段。所述方法包括：在冶炼前期和后期进行顶吹氧气同时底吹氩气，并且在冶炼后期加入炉渣发泡剂，以将钢水的氮含量控制在15ppm以内；进入冶炼末期时停止顶吹氧气并配合底吹氮气，同时加入脱氧剂对炉渣和钢液进行脱氧处理，待钢液中的氧含量达到30ppm以下时，再利用顶部氧枪进行顶吹氮气同时底吹氮气，最终将转炉钢水的终氮含量控制在100～260ppm之间。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述冶炼前期为开始吹氧至转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的70%之间的阶段，所述冶炼后期为在转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的70%～90%之间的阶段，所述冶炼末期为在转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的90%至吹炼结束的阶段。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述炉渣发泡剂为炼钢钢渣经热闷、磁选后得到的渣钢。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述炉渣发泡剂含有30～50wt%的铁氧化物，其加入量为3～5Kg/t_钢。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述底吹氩气的供气强度为0.03～0.05m³/(min·t_钢)。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述冶炼末期顶吹氮气的供气强度为3～4m³/(min·t_钢)，并将顶部氧枪的枪位控制在1～1.5m之间，底吹氮气的供气强度为0.05～0.09m³/(min·t_钢)，吹氮时间为60～120s。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述脱氧剂包括对炉渣进行脱氧处理的碳质还原剂和对钢液进行脱氧处理的铝制脱氧剂。

根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法的一个实施例，所述碳质还原剂的加入量为0.5～1.5Kg/t_钢，所述碳质还原剂中含有不少于90wt%的固定碳并且其粒度在3～15mm之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：仅通过转炉冶炼过程增氮就能达到将终点钢水氮含量在100～260ppm之间，可满足不同含氮钢氮含量的控制要求，减少含氮钢生产时含氮包芯线的用量，成本低，具有很好的工业应用前景。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的转炉冶炼控制钢水中氮含量的方法。

在现有技术中，增氮工艺通常是采用在转炉冶炼过程中底吹氮气进行增氮，申请人发现，由于氧枪供氧的进行，转炉内钢水具有较高的氧含量，阻碍了钢水的吸氮，同时由于底吹供气强度偏小导致增氮效果不佳，往往出钢时钢水氮含量不高于50ppm。