专利名称：一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法
一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法所属领域本发明属于硅钢冶炼工艺领域。提供一种提高氮化硅铁中氮元素收得率的方法。
背景技术：
冶炼取向硅钢使用的增氮剂主要包括氮化硅铁、氮化硅锰等，氮化硅锰的锰含量 较高，部分牌号的取向钢种不能使用氮化硅锰增氮，而氮化硅铁因不受钢种限制而应用广 泛。传统的加入方式是块状氮化硅铁在出钢过程中随钢流加入钢包，其特点是操作方便、简 单。但该方法因以下原因导致氮化硅铁中氮元素吸收率低而且不稳定。1、氮化硅铁熔点高，可作良好的耐火材料，与钢液的浸润性较差，难以在钢液中快 速融化；氮化硅铁密度小，密度约3. 6g/cm3，约为钢液密度的一半。因浮力作用而上浮，块 状氮化硅铁因没有足够时间在钢液中溶解，上浮至渣中；
2、出钢时钢水自由氧含量很高，在高温下，氧与氮化硅铁反应生成的Si02固体生 产物层，阻止了内部反应的继续进行；氧是钢液表面活性元素，抑制氮在钢水中的溶解。钢 水中的自由氧阻碍了氮化硅铁中氮元素向钢液中的溶解、扩散。上述两因素致氮化硅铁中氮元素收得率低，且不稳定，精炼增氮压力大，由于精炼 到站钢水氮含量不稳定，精炼处理变数大，造成精炼周期无法准确估计，难以实现标准化操 作。其次，精炼周期的变化会影响成分(如Als)和温度的精确控制，影响取向硅钢的炼成率。
发明内容
针对氮化硅铁中氮元素收得率低且不稳定的原因，本发明提供了一种提高氮化硅 铁中氮收得率的方法，目的是提高并稳定精炼到站取向硅钢钢水氮含量，稳定精炼操作，使 炼钢物流流畅。本发明的技术解决方案是基于“铁水预处理一转炉吹炼一RH真空处理一连铸” 的炼钢流程，在转炉出钢完毕或精炼处理前喂入氮化硅铁包芯线，同时使用氮气或氩气搅 拌钢水；喂氮化硅铁包芯线时的钢水条件为氧活度小于50ppm ；氮化硅铁包芯线由包皮和 芯粉组成，芯粉是由氮化硅铁制成的粒度小于或等于0. 5mm粉状物，粒度大于0. 5mm的比例 不大于10 %,包芯线直径为9mm 16mm。本发明的技术效果氮化硅铁的氮元素收得率由不足30%提高至75%以上，而且 收得率波动小，重现性高，有利于后续精炼工序精确控制钢水氮含量。
具体实施例方式氮化硅铁芯线的制备1、把氮化硅铁制成粒度小于0. 5mm芯粉，粒度大于0. 5mm的比例不大于10%。2、把氮化硅铁芯粉用铁皮包裹，要求包覆牢固，韧性好，粉芯密度均勻，不得漏粉 或断线，包芯线直径为9mm 16mm。
3、包芯线可制成内抽式或外放式两种线卷，卷重(不含钢构)700kg 1000kg。基于“铁水预处理一转炉吹炼一RH真空处理一连铸”的炼钢流程，在转炉出钢完 毕或精炼处理前采用喂线机喂入氮化硅铁包芯线，以便在后续精炼处理过程能够精调钢水 氮含量，使之精确命中目标。氮化硅铁包芯线喂入时钢水应基本完全脱氧，喂入速度4 lOm/sec，喂线过程中，同时使用氮气或氩气底吹弱搅拌钢水，以渣面微动，不见钢水为标 准。上述基本脱氧完全的取向硅钢钢水特征为0. 025%^C^0. 100%,Si ^4.0%, Mn ^ 2. 0%, Al ^ 0. 05%, P^O. 2%, 0^ 0. 005%, % N ^ 0. 010%，还包括 Sn、Sb、Cu、 Cr、Ni、B和稀土中的一种或多种。本发明应用后，氮化硅铁的氮元素收得率由不足30%提高至75%以上，而且收得 率波动小，重现性高，有利于后续精炼工序精确控制钢水氮含量。实施例1:基于“铁水预处理一转炉吹炼一RH真空处理一连铸”流程生产取向硅钢的工艺，
出钢过程使用铝铁、硅铁和锰铁合金脱氧，出钢完毕，底吹双路氩气流量各300N1/ min,搅拌2min后氩气流量改为弱吹(以渣面微动不露钢液面为准)，喂入直径13mm的氮化 硅铁包芯线，包芯线喂入速度为4m/sec.，包芯线折合氮化硅铁后吨钢加入量为0. 35kg(氮 化硅铁氮含量28 % )，3炉钢水增氮在75 85ppm范围内，氮元素平均收得率达到80 %以 上，详见表1。表 1 实施例2 出钢过程使用铝铁、硅铁和锰铁合金脱氧，出钢完毕，底吹双路氩气流量各300N1/ min,搅拌2min后氩气流量改为弱吹(以渣面微动不露钢液面为准)，喂入直径13mm的氮化 硅铁包芯线，包芯线喂入速度为Sm/sec.，包芯线折合氮化硅铁后吨钢加入量为0. 35kg(氮 化硅铁氮含量28 % )，3炉钢水增氮在80 85ppm范围内，氮元素平均收得率达到80 %以 上，详见表2。表2 实施例3 出钢过程使用铝铁、硅铁和锰铁合金脱氧，出钢完毕，底吹双路氩气流量各300Ν1/ min，搅拌2min，钢包运往精炼喂线位，底吹氩气改为弱吹控制(以渣面微动不露钢液面为 准)，在精炼喂线位喂入直径13mm的氮化硅铁包芯线，包芯线喂入速度为6m/sec.，包芯线 折合氮化硅铁后吨钢加入量0. 35kg(氮化硅铁氮含量28% )。3炉钢水增氮在80 86ppm 范围内，氮元素平均收得率达到80%以上，详见表3。表3 实施例4 出钢过程使用铝铁、硅铁和锰铁合金脱氧，出钢完毕，底吹双路氮气流量各300Ν1/ min，搅拌2min，钢包运往精炼喂线位，底吹氩气改为弱吹控制(以渣面微动不露钢液面为 准)，在精炼喂线位喂入直径13mm的氮化硅铁包芯线，包芯线喂入速度位6m/sec.，包芯线 折合氮化硅铁后吨钢加入量0. 35kg(氮化硅铁氮含量28% )。2次试验钢水增氮在80 85ppm范围内，氮元素平均收得率达到80%以上，详见表4。表 权利要求
一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法，其特征在于在转炉出钢完毕或精炼处理前喂入氮化硅铁包芯线，同时使用氮气或氩气搅拌钢水。
2.根据权利要求1所述的一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法，其特征在于喂氮化 硅铁包芯线时的钢水条件为氧活度小于50ppm。
3.根据权利要求1所述的一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法，其特征在于氮化硅 铁包芯线由包皮和芯粉组成，芯粉是由氮化硅铁制成的粒度小于或等于0. 5mm粉状物，粒 度大于0. 5mm的比例不大于10 %，包芯线直径为9mm 16mm。
全文摘要
本发明提供了一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法，基于“铁水预处理→转炉吹炼→RH真空处理→连铸”的炼钢流程，在转炉出钢完毕或精炼处理前喂入氮化硅铁包芯线，同时使用氮气或氩气搅拌钢水；喂氮化硅铁包芯线时的钢水条件为氧活度小于50ppm；氮化硅铁包芯线由包皮和芯粉组成，芯粉是由氮化硅铁制成的粒度小于或等于0.5mm粉状物，粒度大于0.5mm的比例不大于10％，包芯线直径为9mm～16mm。使用本发明，氮化硅铁的氮元素收得率由不足30％提高至75％以上，而且收得率波动小，重现性高，有利于后续精炼工序精确控制钢水氮含量。
文档编号C21C7/00GK101845535SQ20101018347
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者刘东旭, 刘杰, 夏兆所, 张莉霞, 李树森, 王国连, 王现辉, 罗文彬, 耿立, 郭亚东, 龚坚 申请人:首钢总公司;河北省首钢迁安钢铁有限责任公司