[發(fā)明專利]一種在精煉爐中增氮的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910075116.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101613783A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)鑫?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C21C7/00
• 分類號(hào): C21C7/00;C21C7/072;C21C7/10
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司
• 代理人: 王思俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在精煉爐中增氮的方法，具體講是在VOD精煉爐還原結(jié)束或在VD精煉爐脫氫結(jié)束后，在真空下增氮的方法。

背景技術(shù)

氮作為合金化元素加入鋼中能起穩(wěn)定奧氏體、改善鋼的力學(xué)性能和耐腐蝕性等作用。為此，部分不銹鋼和碳鋼要求鋼中有一定的氮含量。現(xiàn)在VOD或VD精煉爐內(nèi)增加鋼中氮含量的方法是：在VOD精煉爐還原結(jié)束或在VD精煉爐脫氫結(jié)束后，在大氣下往鋼液中加入氮化合金進(jìn)行氮合金化。這種方法不足之處是：一是氮化合金中的雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入鋼中給鋼帶來(lái)污染；二是增加噸鋼生產(chǎn)成本；三是易造成鋼水二次氧化，會(huì)降低鋼水純凈度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有在精煉爐中增氮的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種成本低的在精煉爐中增氮的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是在VOD或VD精煉爐中，根據(jù)不同鋼種在精煉爐處理結(jié)束對(duì)氮含量的要求，在VOD精煉爐還原結(jié)束或在VD精煉爐脫氫結(jié)束后，鋼液溫度不低于該鋼種液相線以上30℃，底吹氣體改為氮?dú)猓瑢⒄婵斩日{(diào)至40kPa-60kPa、底吹壓力大于0.5MPa、底吹總流量大于500L/min，往鋼液中吹入一定量的氮?dú)猓玫獨(dú)庠阡撘褐羞M(jìn)行氮合金化，從而達(dá)到增氮的目的。

本發(fā)明在VOD或VD精煉爐內(nèi)、真空下增氮方法的步驟特征是：

(一)在VOD精煉爐還原結(jié)束或在VD精煉爐脫氫結(jié)束后，鋼液溫度不低于該鋼種液相線溫度以上30℃，將真空度調(diào)到40kPa-60kPa，通過(guò)鋼包的底吹裝置，往鋼液中吹入壓力不小于0.5MPa、底吹總流量不小于500L/min的氮?dú)狻?/p>

(二)用公式(1)和(2)計(jì)算增氮時(shí)間，確保鋼液在精煉爐中處理結(jié)束后的氮含量。

1、求出鋼液需增氮量ΔN。

針對(duì)每個(gè)鋼種在VOD或VD精煉爐處理結(jié)束后要求鋼液達(dá)到的目標(biāo)氮含量，結(jié)合增氮前鋼液中氮含量，用公式(1)求出鋼液需增氮量ΔN。

ΔN＝[N]-[N]_前????????????????????????????????????????(1)

(1)式中：ΔN-鋼液需增氮量(％)

?????????[N]-每個(gè)鋼種在VOD或VD精煉爐處理結(jié)束后要求鋼液

?????????????達(dá)到的目標(biāo)氮含量(％)

?????????[N]_前-增氮前鋼液中氮含量(％)

2、計(jì)算出增氮時(shí)間。

在增氮過(guò)程中鋼液溫降按y為1.2℃/min-2.0℃/min計(jì)算，一般按1.5℃/min計(jì)算，用公式(2)計(jì)算出增氮時(shí)間，但在確定增氮時(shí)間時(shí)要確保增氮后鋼液溫度不低于其液相線溫度，以防止鋼液凝固。

ΔN＝1.25×Q×t×10^{-188/(T-yt+273)-1.25+0.5lgP-lgf}????(2)

(2)式中：ΔN-鋼液需增氮量(％)

?????????Q-底吹總流量(L/min)

?????????t-增氮時(shí)間(min)

?????????T-增氮前鋼液的溫度(℃)

?????????P-爐內(nèi)真空度(10⁵Pa)

?????????y-增氮過(guò)程中鋼液的溫降(℃/min)

?????????lgf＝0.13[％C]-0.047[％Cr]+0.01[％Ni]-0.02[％Mn]

??????????????+0.047[％Si]+0.011[％Co]-0.011[％Mo]-0.1[％V]

??????????????-0.06[％Nb]-0.028[％Al]+0.045[％P]+0.007[％S]

注：[]括號(hào)內(nèi)為增氮前鋼液中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明在VOD或VD精煉爐內(nèi)、真空下增氮方法的有益效果

1、用廉價(jià)的氮?dú)馓娲i或氮化鉻等氮化合金進(jìn)行氮合金化，可減少氮化合金中的雜質(zhì)給鋼帶來(lái)的污染，可降低噸鋼生產(chǎn)成本。

2、在真空下進(jìn)行氮合金化，可避免鋼水二次氧化，提高鋼水純凈度。

3、在真空下通過(guò)鋼包底吹向鋼液中吹入氮?dú)膺M(jìn)行氮合金化，可將鋼液中的氮含量增加到0.110％以上。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明在VOD精煉爐內(nèi)、真空下增氮方法的具體實(shí)施方式，但本在精煉爐中增氮的方法的具體實(shí)施方式不局限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例一