[发明专利]含氮钢种冶炼中的精准控氮方法

说明书

本发明公开了一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法，包括：用电炉初炼钢水，电炉出钢时对钢水进行预脱氧；LF精炼前期钢水充分还原，VD前控制钢水中氧含量≤10ppm；在精炼过程VD后分两次向钢包内喂入氮化硅铁包芯线，两次喂线间隔时间控制为10～20min，喂线速度控制为210～260m/min，喂线结束后对钢水进行软搅拌，软搅拌时间控制为≥20min；对钢水进行氩气保护浇注。本发明的精准控氮方法可以实现对含氮钢种的精准控氮，钢锭氮含量偏差可以控制到≤10ppm，并且氮化硅铁包芯线的收得率也相对稳定，收得率可以稳定控制到30～40％之间。

技术领域

本发明属于含氮钢种冶炼技术领域，具体涉及一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法。

背景技术

含氮钢种的冶炼通常是在出钢过程中将氮化硅铁随钢流加入钢包。具体而言，现有技术的含氮钢种冶炼工艺主要包括：用电炉初炼钢水；精炼过程正常还原，在VD后先向钢包内喂入铝线增铝，之后喂入氮线增氮。

但是，在现有技术的上述工艺中，由于：(1)氮线的喂入控制不够精准，导致氮化硅铁没有足够时间在钢液中溶解而上浮至钢渣中，(2)钢锭浇注过程中没有采取针对性保护措施，导致钢液与空气接触增多，(3)出钢时钢水自由氧含量很高，氧是钢液表面活性元素，抑制了氮化硅铁中氮元素向钢液中的溶解和扩散，因此，现有技术的工艺无法精准控氮，得到的钢锭中的氮含量不稳定，偏差范围一般在20～50ppm之间，同时氮元素收得率低且不稳定，收得率通常在20～50％之间，进一步造成氮线喂入控制的精准性降低。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法，包括：

步骤1：用电炉初炼钢水，电炉出钢时对钢水进行预脱氧；

步骤2：LF精炼前期钢水充分还原，VD前控制钢水中氧含量≤10ppm；

步骤3：在精炼过程VD后分两次向钢包内喂入氮化硅铁包芯线，两次喂线间隔时间控制为10～20min，喂线速度控制为210～260m/min，喂线结束后对钢水进行软搅拌，软搅拌时间控制为≥20min；

步骤4：对钢水进行氩气保护浇注。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤2中，控制精炼渣中按质量百分比计的FeO含量≤0.5％。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤3中，在精炼过程VD后除喂氮化硅铁包芯线外不向钢包内进行其它喂线操作。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤4中，浇注前向钢锭模内充入氩气，减少钢水与空气的接触。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤4之后，对钢锭直接进行热送或冷脱模后装入热处理炉内。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，所述氮化硅铁包芯线的化学成分按质量百分比为：N：28～33％，Si：45～52％，Fe：10～16％，P≤0.2％，S≤0.2％，氮化硅铁包芯线中芯粉重量≥200g/m，其中m为氮化硅铁包芯线的长度单位米。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，所述氮化硅铁包芯线的喂线量按照如下公式计算：吨钢喂线量(m)＝含氮钢种的目标氮含量(ppm)/[氮化硅铁包芯线氮含量(质量百分比，％)×(氮元素收得率(％)×每米包芯线芯粉重量(g)]×10⁴。

本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法的有益效果在于，通过合理控制LF精炼过程钢水氧活度，在VD后分两次喂线，浇注过程中进行氩气保护，可以实现对含氮钢种的精准控氮，钢锭氮含量偏差可以控制到≤10ppm，并且氮化硅铁包芯线的收得率也相对稳定，收得率可以稳定控制到30～40％之间。

具体实施方式