[發(fā)明專利]一種梯形吹氮控氮方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011074315.2
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112226580B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊利委;周劍;王國柱;王震;李德波;陸斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;C21C7/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

本發(fā)明公開了一種梯形吹氮控氮方法，包括LF精煉工序和VD真空脫氣工序；其中，LF精煉工序包括向鋼水中依次吹氬氣、氮氣；VD真空脫氣工序包括抽真空階段、真空保持階段和常壓階段，鋼水在抽真空階段進(jìn)行第一次吹氮氣，真空保持階段依次進(jìn)行第二次吹氮氣、第一次吹氬氣，常壓階段進(jìn)行第二次吹氬氣；最終得到含氮鋼。本發(fā)明可以實現(xiàn)精準(zhǔn)控制氮元素，可解決鋼水中氮精準(zhǔn)控制、鋼水二次污染難題，且不影響鋼水中氫、氧的控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的一種控氮方法，特別是涉及一種梯形吹氮控氮方法。

背景技術(shù)

含氮鋼的控氮十分重要，目前，常規(guī)的增氮方式是用氮化合金或絲線增氮，這些方式增氮通常是在鋼水經(jīng)真空處理后添加，對鋼水會造成二次污染；且添加后氮的均勻需要一段時間，對生產(chǎn)的連續(xù)性和高效化不利。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種梯形吹氮控氮方法，解決含氮鋼的精準(zhǔn)控氮難題，同時匹配生產(chǎn)順行，不影響鋼種氫、氧的控制。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種梯形吹氮控氮方法，包括LF精煉工序和VD真空脫氣工序；其中，LF精煉工序包括向鋼水中依次吹氬氣、氮氣；VD真空脫氣工序包括抽真空階段、真空保持階段和常壓階段，鋼水在抽真空階段進(jìn)行第一次吹氮氣，真空保持階段依次進(jìn)行第二次吹氮氣、第一次吹氬氣，常壓階段進(jìn)行第二次吹氬氣；最終得到含氮鋼。

本發(fā)明中的控氮方法可適用于C38N2、C70S6、30MnVS等汽車用非調(diào)質(zhì)鋼。

本發(fā)明通過上述梯形吹氮控氮工藝，鋼水在吹氮起始階段的氮含量約為30-40ppm，氫含量5-10ppm，氧含量60-80ppm。在LF階段提高氮含量至約200ppm左右，在VD階段進(jìn)行脫氧、脫氫，最終實現(xiàn)氮元素的精準(zhǔn)控氮，并且不影響鋼水中的氫、氧的控制。

其中，進(jìn)入LF精煉工序，控制兩路透氣塞進(jìn)行吹氬氣，吹氬氣流量為80～120Nl/min，吹氬氣時間為9～11min；吹氬氣完畢后切換兩路透氣塞進(jìn)行吹氮氣工序，吹氮氣流量為180～220Nl/min，吹氮氣時間為50～100min。并且，氬氣吹氣完畢后立即切換為吹氮氣工序。

進(jìn)入VD真空脫氣工序，控制兩路透氣塞進(jìn)行第一次吹氮氣的流量為40～60Nl/min，吹氮時間為10～15min。

VD真空脫氣工序中，在高真空保持階段，兩路透氣塞進(jìn)行第二次吹氮氣的流量為130～170Nl/min，吹氮時間為15～18min；第二次吹氮完畢后切換兩路透氣塞進(jìn)行第一次吹氬工序，第一次吹氬氣的流量為25～35Nl/min，時間為1～3min。且第二次氮氣吹氣結(jié)束后立即切換為第一次氬氣吹氣工序。

VD真空脫氣工序中，控制兩路透氣塞第二次吹氬氣的流量為10～20Nl/min，時間為15～45min。

上述方案中，真空保持階段的真空度≤1mbar；所述含氮鋼為C38N2、C70S6或30MnVS。C38N2鋼種氮元素控制的目標(biāo)值為140ppm，C70S6鋼種氮元素控制的目標(biāo)值為135ppm，30MnVS鋼種氮元素控制的目標(biāo)值為160ppm。

不同成分的鋼種采用的控氮工藝不同，而本發(fā)明針對汽車鋼，采用LF和VD兩種工序，采用梯形吹氮控氮工藝實現(xiàn)了含氮鋼的精準(zhǔn)控氮，同時匹配生產(chǎn)順行，且不影響鋼種氫、氧的控制。本發(fā)明的技術(shù)難點在于：向高溫的鋼液中吹氮合金化從理論上來說可以實現(xiàn)增氮，但是鋼水成分中對氮成分有明確范圍要求，為達(dá)到氮元素在鋼種的效果往往是氮和其他元素的比例也有要求，需要把氮含量穩(wěn)定控制在一定的窄小范圍內(nèi)，且鋼鐵企業(yè)都是流程化的連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)的節(jié)奏和效率要有保證，同時，增氮還不能影響鋼水中氫、氧的控制；而本發(fā)明可以同時解決上述難題。

若采用加入合金元素來控氮，首先加入合金元素會帶來污染，同時由于加入合金元素，會導(dǎo)致夾雜物含量增大，因此鋼中的氧含量偏高。