[发明专利]一种精确控制CV-RH-CC工艺路径钢种氮含量的方法

说明书

本发明公开了一种精确控制CV‑RH‑CC工艺路径钢种氮含量的方法，涉及精炼技术领域，为解决遇到新钢种开发需要大量取样重新摸索增氮规律，且过程十分复杂繁琐的问题；本发明包括通过转炉工艺优化稳定RH进站条件，并确定RH基本工艺，利用BP神经网络建立钢液氮含量预测模型，利用钢液氮含量预测模型对样本集以外的转炉冶炼原始数据进行仿真，并将仿真的结果与已知的氮含量数据进行对比测试，确认训练所得结果的误差是否满足要求；将待预测氮含量的钢液的各参数，输入到钢液氮含量预测模型中，输出预测的氮含量；根据预测的氮含量以及目标值，指导RH处理时间；本发明适用于任意钢种，且方法简单、预测方便准确。

技术领域

本发明涉及精炼技术领域，具体为一种精确控制CV-RH-CC工艺路径钢种氮含量的方法。

背景技术

氮元素对钢性能存在两个方面的影响，氮含量变化会影响HCM2S钢组织和性能，当HCM2S钢中氮含量大于71×10^-6时会和硼元素反应生成BN夹杂物，从而使钢中“有效硼”量减少，降低钢的淬透性，最终影响组织和性能降低钢的成型和冷弯性能，降低钢材的韧性和塑性。在脱氮、减少增氮等方面有很多研究。另一方面，氮可以被作为一种合金元素以合金或渗入的方法加入钢中以提高钢质量分数的硬度强度，耐磨性抗蚀性，由于氮具有细化晶粒、固溶强化和缩短二次枝晶臂间距等能力，可提高锰钢的机械强度。氮在晶界上的吸附会降低锰钢的塑性。但是,因氮吸附起到细化晶粒和缩短二次枝晶臂间距的作用以及氮的固溶强化作用，又可提高冲击韧性。氮微合金化钢中可以促进V(C、N)析出，有效地细化析相的颗粒尺寸，从而大大增强钒的沉淀强化效果。氮质量分数的稳定控制对合理控制钢的性能有重要意义，钢液吸氮速率随氮分压的增大而增大，随钢液温度降低而增大,常压下吹氮10min，钢液含氮量即可超过0.10％。由于Mn元素可提高钢液中氮的溶解度且扩大奥氏体相区，Cr元素可增加钢液中氮的溶解度而缩小奥氏体相区，Ni元素可扩大奥氏体相区而减小钢液中氮的溶解度。

对于需要精确控制氮含量的CV-CT-RH-CC工艺路径钢种，采用RH提升气体增氮的方法使氮含量符合钢种要求，实际生产过程中氮含量受钢种成分、进站钢种条件、提升气体流量、真空度等很多因素的影响，很难精确控制钢水氮含量。

例如公开号为CN102296160A，名称为一种低成本RH钢水增氮控氮工艺的发明专利申请，其采用“转炉-钢包炉精炼-RH精炼-连铸”的工艺路线进行冶炼，转炉出钢采用脱氧合金化，出钢过程按钢种目标值加入钒铁合金配钒，钢包炉按正常工艺进行钢水升温、合金微调及深脱硫处理，钢水吊至RH炉后，将RH炉提升气体设置为氮气，流量按照800-1200NL/min控制，抽真空处理时间8-10min，真空结束后进行正常喂线、软吹操作，可以达到钢中氮含量在80-120ppm水平。但是该方法用于Q345C、Q345E钢种，钢种局限性大，且真空度等重要参数未进行控制。

再例如公告号为CN102634643B，名称为一种高磁导率级取向电工钢带氮含量的控制方法的发明专利，其中公开了对底吹氮气流量控制、RH极限真空度控制、RH真空室氮气循环控制，同时采用增氮冶金模型计算增氮所需要时间，预测钢液过程氮含量。但是该方法用于取向电工钢，钢种局限性大，且需要在RH处理前进行钢包增氮，钢液热量损失较大。

市面上现有的方法，在遇到新钢种开发时，无一例外地需要大量取样重新摸索增氮规律，且过程十分复杂繁琐，想要获得可靠的结果成本很高，这已经逐渐不能满足现代化的生产需求；因此，亟需一种精确控制CV-RH-CC工艺路径钢种氮含量的方法来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确控制CV-RH-CC工艺路径钢种氮含量的方法，以解决遇到新钢种开发需要大量取样重新摸索增氮规律，且过程十分复杂繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精确控制CV-RH-CC工艺路径钢种氮含量的方法，包括以下具体步骤：

1)通过转炉工艺优化稳定RH进站条件，并确定RH基本工艺；