[发明专利]一种提高含氮钢中氮含量的方法

说明书

本发明公开了一种提高含氮钢中氮含量的方法，在电炉或转炉的出钢过程中以渣洗的方式加入AD粉和在精炼或真空处理过程中吹氮气双联的方式进行钢水增氮。采用价格低廉的AD粉和精炼或真空处理过程吹氮气双联的方式进行增氮，具有协同促进作用，可以稳定控制含氮钢中的氮含量在100‑300ppm之间，成本低廉但又具有合金增氮的稳定。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种提高含氮钢中氮含量的方法。

背景技术

通常情况下，氮被认为是钢中的有害杂质之一。虽然常压下氮在液态钢中的溶解度很低，但这些少量的氮却能导致钢材产生时效脆化，于是开发了各种减少液态钢中氮的二次精炼技术，并还在不断地改进。然而，氮作为合金元素可以和钢中的其他合金元素(如Mn、Cr、V、Nb、Ti等)交互作用，而赋予该钢种许多优异性能。例如，提高奥氏体的稳定性，使钢的力学性能大大提高，改善钢的耐腐蚀性等等。

对需要保证氮含量的钢种，控氮的关键是确保氮含量的稳定。国内大部分钢厂采用添加含氮铁合金的方式进行增氮，钒氮等合金价格昂贵，挤压了含氮钢的利润空间，降低了其市场竞争力。还有部分钢厂采用吹氮气的方式进行增氮，但初炼炉底吹氮气增氮效果不好、精炼或真空处理过程吹氮气增氮氮的回收率不稳定。底吹的氮气在钢液中上浮对钢液具有搅拌作用。上浮的气泡带动周围钢液向上循环运动，底吹气量越大，有利于钢液的混合和气泡在坩埚内的弥散。但底吹气量过大可能导致钢液喷溅，因此需合理控制底吹气量。能够在实现氮合金化的同时又能降低生产成本是含氮钢扩大市场占有率、提高效益的关键。

AD粉(炼钢促进剂)是在日本各大钢厂广泛应用的一种炼钢促进剂，其主要成分为Al₂O₃和活性Al(单质Al和AlN),根据活性Al含量的不同分为AD15(含活性Al15％)、AD20(含活性Al20％)和AD30(含活性Al30％)等，随着钢铁工业的不断发展，国内的各大钢厂也开始普遍应用该产品，炼钢节奏明显加快，综合成本大幅度降低，AD粉应用范围广泛，其主要功能为脱氧、促进脱硫、发泡、去除钢中夹杂物。但是单独使用AD粉受精炼渣组分配比、脱氧需要限制不能无限多加，限制了氮含量的增加。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种提高含氮钢中氮含量的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种提高含氮钢中氮含量的方法，包括在电炉或转炉的出钢过程中加入AD粉的步骤；和，在精炼或真空处理过程中吹氮气的步骤。

作为优选，所述AD粉的氮含量为6-12％。

作为更优选，所述AD粉的加入量根据钢水的重量计算，每吨钢水中加入2-6kgAD粉。

作为更优选，所述AD粉以渣洗的方式加入。

作为优选，所述精炼过程吹氮气的流量为20-150L/min，所述时间为20-40分钟，所述氮气纯度为99.999％。

作为优选，所述真空处理过程吹氮气的流量为20-150L/min，所述时间为20-40分钟，所述氮气纯度为99.999％。

由以上增氮方法制备的含氮钢的氮含量为100-300ppm。

炼钢的工艺流程包括：电炉或转炉，炉外精炼，真空脱气处理，连铸。

在转炉或电炉出钢后采用AD粉进行渣洗增氮，既能增加氮含量，又能降低成本。在加入AD粉后，渣钢界面的FeO与[O]的活度均降低，并且AlN与FeO+MnO反应生成N₂，钢液为尽量减小表面张力则会吸附渣中的N₂，从而使钢液增氮。钢液的增氮不仅存在热力学上的可行，在动力学上也具有很大的优势。