专利名称：氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法
技术领域：
本发明涉及一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，即A0D炉冶 炼高氮不锈钢控制氮的方法。
背景技术：
氮在奥氏体、奥氏体-铁素体等不锈钢钢种中可以作为有益元素加入，可 以改善钢的耐蚀性能、机械性能等。国际上一般把氮含量达到0.4%以上的不 锈钢材料称为高氮不锈钢。AOD炉是主要的不锈钢冶炼设备，世界上大约70% 的不锈钢是通过AOD炉冶炼的，在A0D炉中冶炼高氮不锈钢实践中，单纯采 用氮化合金如Fe-Mn-N、 Fe-Cr-N进行增氮，存在冶炼温度及氮百分含量难以 控制、生产成本较高等难点及缺点；而直接采用吹入氮气增加氮含量，难以 使钢中氮百分含量达到0. 4%以上。
发明内容
为了克服现有氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢控制氮的方法的上述不足 本发明提供一种控制容易、成本低的氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方 法。
本A0D炉高氮不锈钢氮控制工艺方法包括下述依次的步骤
(一) 将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入A0D炉进行冶炼， 一般 是将电炉、感应炉或转炉熔化的钢水，倒入AOD炉进行冶炼。
(二) 还原期前，AOD炉一直采用氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。
(三) 还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原，(每吨钢水加入量与 AOD炉冶炼其它不锈钢相同)还原期仍采用氮气吹入钢水进行搅拌。还原后， 取样分析钢水的成分(包括钢水中氮百分含量)。
(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入 化合金增氮，使钢水中的氮达到目标要求范围，同时采取以下工艺措施(a)调整 吹入氮气流量到最小，(即氮气流量可以抵消钢水静压力的数值)搅拌2-4 分钟，主要目的是在钢水中氮的百分含量达到0.4%以上后，避免吹入氮气脱 掉钢水中氮的百分含量远大于增氮的量。(b)氮气搅拌后，向前倾倒炉体， 停止吹入气体冶炼，等待不少于l分钟，晃动炉体，使氮化合金充分熔化。
(五)出钢。钢包内取样分析钢水的成分(包括钢水氮百分含量)，如氮 百分含量与目标要求有差距，在钢包内加入重量《300公斤的氮化合金进行 补充氮百分含量。
本AOD炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，还原前釆用吹入氮气进行增氮， 出钢前加入氮化合金增氮到氮百分含量目标要求范围，同吋，在AOD炉吹 炼过程中，进行一定的控制，生产出含氮百分含量达到0.65%左右的高氮不 锈钢产品。本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法工艺简单、控制容易、 成本低。
具体实施例方式
下面结合实施例，详细说明本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法的方 法的具体实施方式
，但本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法的具体实施 方式不局限于下述的实施例。 实施例一
45吨AOD炉上冶炼高氮不锈钢10Cr21Mnl6NiN。其化学成分的质量百 分配比为-
C 0. 01 0. 13% Si:O. 3 0. 6% Mn: 15. 0 17. 0°/。 P《0. 45% S《0. 1% Cr 21. 0 22. 0% Ni 1. 0 1. 8% N 0. 60 0. 70%
其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例的操作步骤如下
时间 操作内容
(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入AOD炉进行冶炼 17: 17 90吨电炉熔化钢水，39.65吨钢水倒入45吨A0D炉，测温 1554°C。钢水成分的质量百分配比为C 1.56% Si 0.11% Mn4.5%P 0.023%
S 0.003% Cr 21.38% Ni 2.26%
其余为Fe和不可避免的杂质。
AOD炉顶枪吹氧3300m3/h;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m3/h， 侧吹氮气600mVh进行冶炼。加入轻烧镁白云石625kg、高碳铬铁 301kg、石灰1012kg。(加入高碳铬铁是为了补充钢液中的Cr到目 标范围，这个不是每炉都这样生产的；加轻烧镁白云石625kg、石 灰1012k，目的造渣护炉，不加不行，世界上每一个AOD都会造渣， 只是材料和加入量有区别，这是一般AOD冶炼不锈钢的正常步骤) (二)还原期前，氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。 17:23 AOD炉顶枪吹氧3000m7h;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m7h， 侧吹氮气600m3/h进行冶炼。分三次加入石灰2823kg。 (AOD 冶炼不锈钢就是不停地加石灰等造渣) 17:26AOD炉顶枪吹氧1800m3/h;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1500mVh，
侧吹氮气900mVh进行冶炼。 17: 35 AOD炉顶枪停止吹氧；侧吹氧气和氮气，侧吹氧气1020mVh，侧
吹氮气2040 m7h。测温1760。C。 17: 44取样分析碳成分，C: 0.26%。
17: 47侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气780m7h，侧吹氮气2160mVh进行 冶炼。
18: 03取样分析碳成分，C: 0.097%。测温1777。C。 18: 11加入金属锰铁2000kg。 18: 15加入金属锰铁3000kg。
18: 24 加入金属锰铁1000kg、萤石505kg。测温1712。C。 18: 27 侧吹入氧气氮气二600mVh: 2160mVh进行化锰。 18: 29 测温1706。C。
(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原 18: 31还原，侧吹入氮气二1320m7h。加入硅铁1996kg (硅铁含硅重量 百分比为75%)、石灰1122kg、萤石507kg。
518: 44 停止侧吹，测温1740。C。取样分析成分，扒渣。
18: 56 侧吹入氮气二1320m7h。
18: 59 测温1646。C。
19: 10 取样分析结果出，钢水成分的质量百分比为
C 0.035% Si 0.35% Mn 15.24% P 0.025%
S 0. 003% Cr 19. 97% Ni 1. 94%N 0. 337%
其余为Fe和不可避免的杂质。
氮的含量低于N 0.6%,仍需要加氮。 (四)成分分析结果出来，按钢水氮百分含量加氮
19: 12调整侧吹入氮气流量达到最小1000mVh进行冶炼。加入氮化铬 铁1500kg (氮化铬铁含氮成分百分含量9. 74%);加入金属锰400kg、 高碳铬铁299kg、硅铁90kg。
19: 15向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼。 (五)出钢
19: 20出钢，钢包中加入硼铁10kg。钢包内取样分析氮成分(氮成分为 0. 553%)。
19: 26钢包到达吹氩站，加入氮化铬铁250kg增加氮含量。
19: 41钢包取样分析，钢水成分的质量百分配比为
C 0.11% Si 0.32% Mn 15.55% P 0.027%
S 0. 00196 Cr 21. 88% Ni 1. 91%N 0. 647%
其余为Fe和不可避免的杂质。
实施例二
45吨AOD炉上冶炼高氮不锈钢10Cr21Mnl6NiN。其化学成分的质量百
分配比为
C 0. 01 0. 13% Si:0.3 0. 6% Mn: 15. 0 17. 0% P《0. 45%
S《0. 1% Cr 21.0 22.0% Nil.0 1.8% N 0.60 0.70%
其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例的操作步骤如下
6时间 操作内容
(一) 将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入AOD炉进行冶炼
01: 33 90吨电炉熔化钢水，40.2吨钢水倒入45吨A0D炉，测温
1522°C。钢水成分的质量百分配比为 C 1. 67 % Si 0. 13% Mn 4. 6% P 0. 027%
S 0. 003% Cr 22. 03 0/o Ni 2. 01 %
其余为Fe和不可避免的杂质。
A0D炉顶枪吹氧3300m7h;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200mVh，侧 吹氮气600mVh进行冶炼。加入轻烧镁白云石711kg、石灰956kg。
(二) 还原期前，氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。
01: 39 AOD炉顶枪吹氧3000m7h;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m7h， 侧吹氮气600m3/h进行冶炼。分三次加入石灰2566kg。
01: 42 AOD炉顶枪吹氧1800mVh;侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1500mVh， 侧吹氮气900m7h进行冶炼。
01: 50 AOD炉顶枪停止吹氧；侧吹氧气和氮气，侧吹氧气1020mVh，侧吹 氮气2040 mVh。测温1736。C。
2: 00取样分析碳成分，C: 0.22%。
2: 12侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气780m7h，侧吹氮气2160m7h进行冶 炼。
2: 27取样分析碳成分，C: 0.14%。测温1752。C。 2: 35加入金属锰铁1900kg。 2: 39加入金属锰铁3020kg。
2: 49 加入金属锰铁1000kg、萤石420kg。测温1719。C。 2: 50 侧吹入氧气氮气二600mVh: 2160mVh进行化锰。 2: 53 测温1713。C。
(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原 2: 55还原，侧吹入氮气二1320ni7h。加入硅铁2015kg (硅铁含硅重量
百分比为75%)、石灰962kg、萤石310kg。 3: 06停止侧吹，测温1723'C。取样分析成分，扒渣。
73: 15 侧吹入氮气二1320mVh。 3: 18 测温1646。C。
3: 20取样分析结果出，钢水成分的质量百分比为-
C 0.11% Si 0.46% Mn 15.66% P 0.029%
SO. 002% Cr 21.84% Nil. 85%N 0.366%
其余为Fe和不可避免的杂质。
氮的含量低于N 0.6%，仍需要加氮。
(四) 成分分析结果出来，按钢水氮百分含量加氮
3: 21调整侧吹入氮气流量达到最小1000mVh进行冶炼。加入氮化铬铁 300kg (氮化铬铁含氮成分百分含量9. 74%);加入氮化锰1150kg (氮 化铬铁含氮成分百分含量8. 5%);镍板110kg。
3: 25向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼。
(五) 出钢
3: 26出钢，钢包中加入硼铁10kg。钢包内取样分析氮成分(氮成分为 0.669 %)。
3: 30 钢包取样分析，钢水成分的质量百分配比为
C 0. 12% Si 0.38% Mn 16.27 % P 0.029%
SO. 001% Cr 22.08% Ni 1.71% N 0.672%
其余为Fe和不可避免的杂质。
权利要求
1、一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，它包括下述依次的步骤(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入氩氧精炼炉进行冶炼；(二)还原期前，氩氧精炼炉一直采用氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼；(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原，还原期仍采用氮气吹入钢水进行搅拌，还原后，取样分析钢水的成分；(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入氮化合金增氮，到钢水中的氮达到目标要求的范围，同时采取以下工艺措施(a)调整吹入氮气流量到最小，搅拌2-4分钟；(b)氮气搅拌后，向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼，等待不少于1分钟，晃动炉体，使氮化合金充分熔化；(五)出钢，钢包内取样分析钢水的成分。
2、 根据权利要求1所述的种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，其特征是在出钢时钢包内取样分析钢水的成分，氮百分含量与目标要求有差距，在钢包内加入重量《300公斤的氮化合金进行补充氮百分含量。
全文摘要
一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，它包括下述依次的步骤(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入氩氧精炼炉进行冶炼；(二)还原期前，氩氧精炼炉采用氮气、氧气混合吹入冶炼；(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原，采用氮气进行搅拌，取样分析钢水的成分；(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入氮化合金，使氮达到目标要求范围，同时(a)调整吹入氮气流量到最小，搅拌2-4分钟；(b)氮气搅拌后，停止吹入气体冶炼，等待不少于1分钟，使氮化合金充分熔化；(五)出钢，钢包内取样分析钢水的成分。
文档编号C21C7/072GK101671763SQ20091007571
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者刘承志, 刘明生, 孙铭山, 李国平, 王立新, 范光伟 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司