[发明专利]一种真空增氮精炼的方法

说明书

本发明涉及一种真空增氮精炼的方法，包括下述方法：（1）转炉低S冶炼，转炉终点S、LF炉进站S≤0.005%；（2）转炉、LF低C冶炼，LF炉出站[C]≤0.07%；（3）转炉、LF低Si冶炼，LF炉出站[Si]≤0.08%；（4）转炉、LF炉Mn、Cr合金化工艺；（5）钢水深脱氧、深脱硫精炼，LF炉出站[S]≤0.002%、出站[O]≤5ppm，钢液温度1630‑1650℃；（6）RH炉气体增氮工艺；RH炉真空度3KPa‑8KPa，采用氮气驱动，氮气总管流量2000‑2080L/min，真空循环时间15‑22min，温度1615‑1640℃，RH循环过程实现钢液增氮120‑180ppm；（7）当氮含量达到设定值后，再将C、Si等元素按钢种成分设计配加至控制标准范围内，完成含氮钢冶炼，钢液转运至下工序连铸；本发明方法操作简便，氮回收率稳定，可操作性强，易于控制。

技术领域

本发明涉及金属材料制造技术领域，特别是一种真空增氮精炼的方法。

背景技术

氮对大多数钢种是有害气体，但在工具钢、模具钢及一些高韧性结构钢中却是有益的合金元素，含氮钢增氮一般是通过加入氮化合金实现，但加入氮化合金化时，钢中氮回收率不稳定，且氮化合金一般杂质元素高，对钢水纯净度影响较大，目前，关于如何生产洁净含氮钢，采用高纯氮气增氮是一种研究方向，关于向钢液中吹氮，如何实现有效完成氮合金化，需要新技术支持。

发明内容

本发明所要解决的问题就是：改变现有含氮钢需要通过加入氮化合金来实现氮回收率，但是加入氮化合金对钢水纯净度影响大，且氮回收率不稳定的问题，提供一种真空增氮精炼的方法，本发明方法通过采用真空条件下气体增氮，钢液纯净度高，增氮过程实现了洁净、绿色、环保的冶炼目标。

本发明的一种真空增氮精炼的方法，包括下述步骤：

（1）转炉低S冶炼：铁水深脱硫至S≤0.002%，脱硫后彻底扒渣，采用低硫废钢入转炉，废钢S≤0.005%，通过铁水、废钢管控，转炉终点S、LF炉进站S≤0.005%，通过转炉低S冶炼，降低入LF炉初始S含量，为LF钢水深脱硫创造条件；

（2）转炉、LF低C冶炼：为避免钢液[C]高影响RH炉气体增氮效率，转炉采用低碳出钢工艺，出钢[C] ≤0.05%，转炉出钢后至氩站未配加碳、LF炉精炼过程不配碳及控制送电过程增碳，LF炉出站[C]≤0.07%；

（3）转炉、LF低Si冶炼：为避免钢液[Si]高影响RH炉气体增氮效率，转炉、LF合金化均不配加含硅合金， LF炉出站[Si]≤0.08%；

（4）转炉、LF炉Mn、Cr合金化工艺：根据钢种实际成分设计，转炉完成Mn、Cr第一次合金化，LF炉实现Mn、Cr成分的精确控制，在LF炉出站前将钢液中[Mn]配加至钢种成分设计要求的目标值，含Cr钢则在LF出站前将钢液中[Cr]配加至钢种成分设计要求的目标值，非含Cr钢则添加Cr按0.10-0.20%控制；

（5）钢水深脱氧、深脱硫精炼：转炉脱氧合金化加入往钢液加入金属纯铝1Kg/t，迅速降低钢水[O]至30ppm以内，LF炉进站加Al深脱氧，单质铝用量按3.0-3.3Kg/t钢，为实现深脱硫，配加石灰12-13Kg/t，钙铁粉配加2-2.2Kg/t用于炉渣扩散脱氧，LF炉出站[S]≤0.002%、出站[O]≤5ppm，LF炉出站钢液温度控制在1630-1650℃；

（6）RH炉气体增氮工艺：RH炉真空循环过程真空度按3KPa-8KPa控制，真空循环过程驱动气体采用氮气驱动，氮气总管流量按2000-2080L/min，为增加驱动气体氮气吹入钢液时弥散程度，真空插入管埋设的驱动气体支管采用16根，单管流量控制在125-130L/min，真空循环时间（即增氮时间）按15-22min控制，真空循环过程温度控制在1615-1640℃，RH循环过程实现钢液增氮120-180ppm；