[发明专利]耐磨钢钢水氮含量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域的一种炼钢工艺，涉及耐磨钢冶炼过程中钢水氮含量的控制方法。 

背景技术

钢中氮含量对钢的机械性能影响较大,随着钢中氮含量的增加，钢的塑性下降，延展性降低；氮还可加重钢材的时效、降低钢材的冷加工性能、造成焊接热影响区脆化、使铸坯开裂及引起晶间腐蚀。因此降低钢水氮含量一直都是冶炼高品质钢追求的目标，特别是耐磨、磨具钢冶炼过程合金量大，LF炉合金化难度大、冶炼周期长，为了提高合金化效率、缩短冶炼周期，保证连铸的生产节奏，通常LF炉采取大氩气搅拌促使合金化，这种大氩气强动力学条件与氮含量控制相矛盾，导致冶炼该系列钢种氮含量偏高，使连铸坯内部和表面质量较差，影响钢板及后续加工性能，最终使钢铁效益得不到发挥。 

发明内容

本发明的目的就在于克服现有缺陷，提供一种耐磨钢钢水氮含量控制方法，有效控制钢水中氮的含量，提高冶炼钢品质。 

本发明实现以上发明目的的技术方案是： 

一种耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于把冶炼耐磨钢过程中钢水增氮环节进行细分，优化各工艺环节，包括：转炉冶炼工艺的优化、精炼炉冶炼工艺的优化及连铸保护浇铸工艺的优化，通过脱氧造渣、合金化顺序的改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，控制各个增氮节点，使转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，精炼炉冶炼过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内。 

进一步地，转炉冶炼工艺的优化包括： 

（1）原辅料控制：原辅料及合金中氮含量严格控制在0.020%以内，含铝原辅料氮含量严格控制在0.050%以内，防止由于合金及辅料造成钢水增氮； 

（2）转炉操作：提高转炉一倒命中率95%以上，严禁转炉后期补吹增氮；转炉出钢前提前打开钢包底吹氩气，排走钢包内空气，出钢合金化后钢包底吹流量控制在50～80Nl/min，防止钢水大翻裸露和空气接触增氮； 

（3）出钢合金化：出钢合金化按钢包造渣料→脱氧剂→合金顺序加入，严禁出钢结束后加钢包造渣料。 

精炼炉冶炼工艺的优化包括： 

（1）LF炉前期操作：钢水到站后，用50～200NL/min的氩气流量破渣壳，实际的氩气流量根据该炉次透气状况调整，不得使用旁通操作破渣壳；供电化渣4～5min后取样分析，化渣阶段禁止加任何脱氧剂； 

（2）LF炉加热升温钢包底吹工艺：电极加热期间，钢包底吹氩气流量400～500NL/min，在钢包双管路底吹最大实际流量≥300NL/min，压力≥8.0Bar情况下严禁旁通操作，加热期间，LF炉执行微正压操作，确保电极孔处有微量烟溢出； 

（3）LF炉过程控制：根据精炼炉第一个钢样成分及渣况粘稠情况，加入合适石灰、萤石和铝丝造渣脱硫，脱硫过程氩气流量400～500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，喂铝线后进行成分和温度的微调；LF炉保温阶段，钢包底吹氩气流量控制在20～80Nl/min，以钢水不裸露为原则； 

（4）RH炉过程控制：真空处理过程，RH炉真空度控制在3mbar以内，抽真空时间≥20min，真空结束后进行钙处理，钙处理钢包底吹氩气流量20～80Nl/min。 

连铸保护浇铸工艺的优化包括： 

（1）钢包准备：加强钢包下水口清扫工作，确保钢包下水口清洁度，保证与连铸长水口的密切配合； 

（2）保护浇铸：开始浇铸前5min，通过氩气管用氩气吹扫中间包内腔，排除内部空气；开始浇铸，待中间包钢水漫过钢包下水口时，开始添加覆盖剂，同时拔出氩气管；浇铸过程多批次小批量加入中间包覆盖剂，保证覆盖剂厚度大于80mm。 

本发明的耐磨钢钢水氮含量控制方法通过转炉出钢工艺的优化，LF炉脱氧造渣和合金顺序改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制， RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，实现转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，LF+RH过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，最终实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内，大大提高铸坯内部和表面质量。经试验验证，采用本发明的耐磨钢钢水氮含量控制方法，冶炼终点平均氮含量可以控制在0.0038%，氮含量最高0.0061%，完全满足钢板性能和客户要求。