[發明專利]一種時速350公里及以上重軌鋼中氮含量的控制方法

無效

• 申請號: 201110158339.0
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102230050A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 李峰;趙殿清;智建國;張曉光;劉平
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C21C5/00
• 分類號: C21C5/00;C21C7/00;C22C33/04
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明涉及一種時速350公里及以上重軌鋼中氮含量的控制方法，屬于冶金工業生產的煉鋼領域。

背景技術

目前，在現代鋼鐵生產采用100噸轉爐→100噸LF精煉爐→100噸VD精煉爐→大方坯連鑄→步進式加熱爐→萬能軋機的工藝流程生產時速350公里及以上重軌鋼，鐵道部對時速350公里及以上高速鋼軌鋼中氮含量沒有明確要求，歐洲高速鋼軌標準要求鋼水中氮的質量百分含量不超過90×10^-6，但由于一般來說氮對鋼質有害，因此包鋼公司內定鋼水中氮含量的上限不超過65×10^-6。2008年11月份，進行了350km/h高速軌鋼的2次試生產，第一次共生產145爐，鋼水中氮含量超標達到27爐，占18.6％；第二次共生產120爐，鋁含量超標共26爐，占21.7％。

發明內容

本發明的目的在于提供一種時速350公里及以上重軌鋼中氮含量的控制方法，該方法解決了時速350公里及以上高速鋼軌鋼中氮含量超標的問題，提高了高速鋼軌的質量。

技術解決方案：

本發明包括：轉爐、LF精煉爐、VD精煉爐、大方坯連鑄、步進式加熱爐、萬能軋機條件下生產時速350公里及以上重軌鋼，轉爐所用的增碳劑采用碳的質量百分含量≥93.5％的無煙煤；LF精煉爐內氣壓處于微正壓狀態即爐內氣壓大于1個標準大氣壓。

本發明將增碳劑采用碳的質量百分含量≥93.5％的無煙煤，氮含量有了一定程度的降低，由于LF精煉爐采用微正壓(LF爐內氣壓大于1個標準大氣壓)操作，避免或減少了鋼水中吸入空氣導致氮含量的增加。

具體實施方式

本發明在現代鋼鐵生產工藝流程條件下，即100噸轉爐-100噸LF精煉爐-100噸VD精煉爐-大方坯連鑄-步進式加熱爐-萬能軋機生產時速350公里及以上重軌鋼的條件下，將轉爐中所用的增碳劑采用碳的質量百分含量≥93.5％的無煙煤；LF精煉爐內氣小于1個標準大氣壓，有效控制了時速350公里及以上高速鋼軌鋼中氮含量，提高了鋼水質量。

測試結果：

1試生產過程中氮含量的變化

對2008年11月份試生產的350km/h高速軌鋼各工位的氮含量進行取樣，包括轉爐工位、精煉10min、VD爐前、VD爐后、中間包5個工位。由于鋼包罐內成分不均勻，因此在這個工位沒有對氮含量進行取樣。

對同一熔煉號的氮含量在各工位(1-轉爐出鋼，2-LF爐就位10min，3-VD前，4-VD后，5-中間包)進行了取樣、分析，樣本數為22爐。

由表1可見，在轉爐出鋼工位，鋼水中氮含量較低，且相對波動較小，其平均值只有21ppm。LF爐就位10min后取樣，鋼水中氮含量明顯提高，這是因為經過10min的冶煉，加入的增碳劑及合金已經熔化在鋼水中且成分基本上較均勻。另外，從表1還可以看出，從工位1到工位2氮含量大幅度增加，平均增氮量為62.2ppm。

在3工位即VD前取樣，鋼中的氮含量平均值增加了5.9ppm，因為在LF爐就位10min后繼續冶煉過程中，電弧將空氣電離，鋼水不同程度地吸收了氮氣，導致鋼水小幅度增氮。在VD后取樣，鋼水中的氮含量大幅度降低，平均降低了34.5ppm，這說明我公司VD爐的脫氣功能較強。在中間包取樣，鋼水中的氮含量平均上升了7.9ppm，這說明從VD爐到中間包鋼水不同程度地與空氣接觸，從而吸收了氮。

表1鋼水中氮含量在各工位的統計分布(N＝22)

由表1可見，從工位1到工位2和從工位2到工位3是增氮的主要環節。由于包鋼轉爐出鋼采用低碳出鋼然后再增碳的制度，因此在冶煉如重軌等高碳鋼時，增碳劑使用量較大。因此對增碳劑瀝青焦的化學成分進行了分析，其成分見表2。

表2瀝青焦和高速軌專用優質無煙煤化學成分比較(％)