[發(fā)明專利]一種鋼水控氧降氮的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110109996.6
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102206730A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 朱苗勇;鄧志銀;蘇慶林;戴永剛;田新中;胡黎寧
• 申請（專利權）人: 東北大學;邢臺鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00;C21C7/06;C21C7/072;C21C7/076
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領域，具體涉及一種鋼水控氧降氮的方法。

背景技術

鋼簾線、軸承鋼和彈簧鋼等高碳鋼品種，附加值高，產(chǎn)品需求量大，這類產(chǎn)品對鋼的質量往往要求很高，要求鋼水盡可能的純凈，降低鋼水中的夾雜物含量。鋼中非金屬夾雜物有相當一部分是氧化物，因此常將鋼中的氧含量作為衡量鋼質量的重要指標。此外，TiN是一種具有規(guī)則外形的硬而脆的夾雜物，對鋼的性能特別有害，這類夾雜物主要是鋼水中的Ti與N生成的?？刂芓iN夾雜物的主要途徑就是降低鋼水的Ti含量和N含量。因此控制鋼水中的氧氮含量成為冶金科技工作者的主要任務之一。

根據(jù)碳的氧化反應式：

???????????????????????????（1）

平衡常數(shù)：

??????????????????????????（2）

近似地取活度系數(shù)和為1，因此在一定溫度和氣壓條件下，，m為一常數(shù)，稱為碳氧濃度積。根據(jù)碳氧濃度積，增加鋼水中碳含量可以降低鋼水中的溶解氧量，因此提高鋼水的純凈度，最經(jīng)濟有效的方法是提高轉爐出鋼的碳含量，減少脫氧劑（例如鋁、硅錳等）的加入量，以減少鋼水中的夾雜物生成。

目前，轉爐冶煉普遍采用低拉碳技術，靠出鋼加脫氧劑脫氧后再增碳，其主要原因是轉爐冶煉時鋼水的終點碳含量高時，脫磷效果差，需多次倒爐取樣延長了冶煉時間從而影響生產(chǎn)節(jié)奏，終點控制困難，出鋼溫度偏低，難以穩(wěn)定生產(chǎn)?？墒?，低碳出鋼技術雖能較穩(wěn)定地控制，但由于鋼水氧含量較高，合金收得率相對較低，脫氧夾雜物生成較多，不利于潔凈鋼的生產(chǎn)要求。在生產(chǎn)高品質中高碳鋼時，一些先進的鋼鐵企業(yè)現(xiàn)在均采用提高轉爐出鋼碳含量來控制夾雜物的生成量，以減輕精煉工序去除夾雜物的負擔。

實際上，出鋼時鋼水因裸露在空氣中易發(fā)生吸氮。氧和硫是表面活性元素，氧含量較高時，可以阻礙鋼水在出鋼過程中吸氮。若采用高碳出鋼，鋼水的溶解氧含量較低，氧阻礙鋼水吸氮的作用相對較差，吸氮比低碳出鋼更多，這對控制TiN夾雜物是非常不利的。若通過精煉脫氣來脫除部分氣體，成本也會相應地增加。

綜上，盡管轉爐高拉碳技術擁有許多優(yōu)點，但因操作困難并沒有廣泛的普及，其出鋼過程增氮明顯，也不是一種完美的控制夾雜物的操作方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種鋼水控氧降氮的方法，解決了高碳出鋼去磷能力差、終點控制難、終點溫度偏低、出鋼過程增氮多的問題，同時解決了低碳出鋼氧含量高、脫氧劑消耗多的問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為通過配料、吹氧、造渣等步驟進行低拉碳操作，出鋼時通過加碳脫氧的方式實現(xiàn)鋼水增碳，以降低鋼水的氧含量而不生成夾雜物，增碳后加入合金進行合金化，并繼續(xù)加入精煉渣，待渣完全熔化且均勻覆蓋時喂入鋁線對鋼水進行強脫氧。

具體包括以下工藝步驟：（1）低拉碳操作；（2）向鋼水中加碳脫氧；（3）向鋼水中加入合金和精煉渣；（4）喂鋁線強脫氧。其特征在于所述的步驟（2）中的加碳脫氧是指出鋼前在鋼包底加入全部碳，控制轉爐出鋼鋼流裸露直徑200~400mm，使出鋼時間盡可能短，且嚴格控制轉爐下渣；所述的步驟（3）向鋼水中加入合金和精煉渣，是指當鋼水到達鋼包深度1/4~3/4時，投入全部合金和精煉渣；所述的步驟（4）喂鋁線是指指當精煉渣完全熔化且均勻覆蓋在鋼水表面時，在出鋼位用喂絲機以100~250m/min的速度喂入鋁線，使鋼水中的酸溶鋁的質量百分比為0.01%~0.05%，（2）（3）（4）步驟全程底吹氬氣，步驟（4）喂鋁線結束后繼續(xù)吹氬氣1~5分鐘；

本方法適用于中高碳鋁鎮(zhèn)靜鋼；

所述的步驟（1）的低拉碳操作中控制鐵水的成分按質量百分比為C?4.0~4.5%、Si?0.30~0.70%、Mn?0.20~0.60%、P≤0.08%，余量為鐵及不可避免的雜質，鐵水溫度1350℃~1420℃，廢鋼加入量小于40%；吹氧槍位控制在1000~1400mm，氧壓0.8~1.3MPa，供氧時間800~950s；造渣采用石灰、鎂球、輕燒白云石、氧化鐵皮、螢石；低拉碳操作的拉碳終點控制為C?0.04~0.20%，P<0.015%，拉碳溫度>1600℃；

所述的步驟（2）中加入的碳為增碳劑或電極粒，加入量為鋼水質量百分比的0.005~1.5%；

所述的步驟（3）中加入的合金為硅鐵、錳鐵、錳硅、鉻鐵、鎳鐵、鈮鐵、銅、鈦鐵，根據(jù)實際鋼種確定合金的種類和數(shù)量，加入量分別為鋼水質量百分比的0.001~5%；