[發明專利]利用轉爐出鋼弱脫氧降低鋼中氮含量的煉鋼方法

無效

• 申請號: 200710304833.7
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101469356A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 李子林;段貴生;毛盡華;陳波;劉海強;李新林;黃重;李明儒;蘇曉峰;張景宜;陳叢虎;郭永謙;付振鵬;張遠強;孫玉強;齊新霞
• 申請（專利權）人: 安陽鋼鐵集團有限責任公司
• 主分類號: C21C5/28
• 分類號: C21C5/28;C21C7/064;C21C5/30
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 王理君

技術領域：

本發明屬于鋼鐵冶金領域，主要涉及一種鋼鐵冶煉中降低鋼中氮含量的煉鋼方法。

背景技術：

一般情況下，氮在鋼中被視為雜質元素，鋼中的氮含量較高時，可使鋼材產生時效脆化，降低鋼材的沖擊韌性，也可引起鋼的冷脆等不利影響，氮化物的析出對提高鋼的屈服強度有非常顯著的影響，在加熱至250～450℃的溫度范圍時，其表面發藍，鋼的強度升高，沖擊韌性降低，發生“藍脆”現象，可見，降低鋼中氮含量可提高鋼材韌性指標。隨著用戶對鋼材質量要求越來越嚴格，降低鋼中氮含量早已成為冶金工作者長期以來研究的主要課題之一。然而目前，煉鋼設備主要有電爐和轉爐兩種，轉爐鋼一般采取如下的冶煉工藝：鐵水預處理→復吹轉爐→鋼包脫氧→LF精煉爐→連鑄→鑄坯，采用此冶煉工藝的鋼中氮含量一般在30～60ppm之間，而電爐鋼則在80ppm以上。在不改變工藝的情況下，要再降低鋼中氮幾乎是不可能的，如要再降低鋼中氮含量，就必須增設RH、VD等真空脫氣設備，但這在一定基礎上既增加了成本又延長了處理時間。實踐證明，鋼水冶煉過程中的增氮量有如下幾個環節：轉爐出鋼、LF爐精煉過程和連鑄過程，其中轉爐出鋼時的增氮量最多，而LF爐精煉過程可以通過造泡沫渣和埋弧操作降低吸氮量，連鑄過程也可以通過大包加蓋、氬氣密封水口及采用侵入式長水口降低吸氮量，只有轉爐出鋼時的增氮量無法控制，因此出鋼過程成為降低鋼中氮含量的瓶頸。根據鋼鐵冶金知識可知，鋼液中的氮含量主要來自于空氣，當鋼液中氧含量很高時，氧作為表面活性元素占據在鋼液表面，阻止氮的吸附，從而利用出鋼弱脫氧來達到降低鋼中氮含量的方法從理論上講是可行的。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題就是針對以上不足而提供一種利用轉爐出鋼弱脫氧降低鋼中氮含量的煉鋼方法，該方法不增加冶煉設備、不改變煉鋼工藝，采用出鋼時弱脫氧，使鋼中具有很高的氧含量，來阻止鋼水從空氣中的吸氮量，本方法應用后，鋼中氮含量在15～30ppm之間，降氮效果顯著。

本發明基于鐵水預處理→復吹轉爐→鋼包脫氧→LF精煉爐→連鑄→鑄坯這條舊的工藝線路，只采用轉爐出鋼時弱脫氧來降低鋼中氮含量，為達到降低鋼中氮含量的目的，本發明所采取的技術方案是：

一種利用轉爐出鋼弱脫氧降低鋼中氮含量的煉鋼方法，包括將鋼包吊運到LF工位，造還原渣精煉，脫氧、脫硫、全合金化后連鑄步驟，還包括：

A、脫硫：鐵水經鐵水預處理站脫硫，保持出站鐵水硫含量在0.04％以下；

B、氬氣軟攪：采用頂底復吹轉爐冶煉鋼水，冶煉終點用氬氣軟攪時間5～10分鐘；

C、擋渣出鋼：出鋼時擋渣出鋼，使鋼包中渣厚不得大于50cm，出鋼時往鋼包中加入石灰、錳鐵和合成渣鋁酸鈣，而不加脫氧劑。

其中，擋渣出鋼階段錳鐵的加入量要按所煉鋼種錳含量最終要求的65～75％，不足部分在LF精煉過程中補加。

其中，擋渣出鋼階段合成渣鋁酸鈣的加入量為1.2～2.0kg/t。

其中，擋渣出鋼階段中石灰的加入量為2.5～4.5kg/t。

為減少精煉以后的過程增氮量，精煉過程必須造泡沫渣，底吹攪拌時氬氣流量要求鋼水不暴露在空氣中。

連鑄時大包必須加包蓋，上水口和下水口之間用氬氣密封，中間包到結晶器必須使用浸入式水口。

本發明能夠達到的有益效果是：

1、采用此種煉鋼工藝，鋼坯的氮含量在15～25ppm之間，鋼材中的氮含量在20～30ppm之間，效果非常明顯，比采用現行煉鋼工藝冶煉的鋼中氮含量低15～30ppm，克服了利用現行設備不能再降低鋼中氮含量的難題，這對于冶煉對氮含量要求非常低的高強度、高韌性鋼材來說無疑是雪中送炭。

2?本發明不需要添加新設備或改造舊設備，利用原來的設備完全可以實現，操作簡單易行；另一方面由于不加脫氧劑，能夠降低煉鋼成本約66元/噸，具有很好的工業化應用前景。

具體實施方式：

實施例1：利用轉爐出鋼弱脫氧降低鋼中氮含量的煉鋼方法，用來冶煉低合金高強度鋼(要求鋼中錳含量為1.5～1.7％)，其工藝步驟如下：

1、脫硫：鐵水經鐵水預處理站脫硫，保持出站鐵水硫含量為0.0035％；

2、氬氣軟攪：向頂底復吹轉爐加入脫硫鐵水145.9噸，廢鋼5.07噸，進行吹煉，冶煉末期，停止吹煉，底吹氬氣8分鐘后出鋼；

3、擋渣出鋼：出鋼時擋渣出鋼，向鋼包加入錳鐵2591kg，合成渣200kg，石灰400kg，鋼包渣厚45cm，化驗知鋼水中錳含量為1.16％。