降低炼钢环节钢水氮的方法
【专利摘要】本发明公开了一种降低炼钢环节钢水氮的方法，包括：对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整；对钢包底吹方式及流量进行控制；对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则；对转炉是否需要后吹进行判断，走RH工艺可吹氧升温的钢种，转炉终点温度低于要点规定出钢温度下限10℃以内，不需后吹提温，走RH工艺可吹氧钢种，转炉终点碳较目标碳高出≤0.02％，且温度已达到要求值时，不需后吹。本发明提供的一种降低炼钢环节钢水氮的方法，通过优化转炉复吹流量、钢包底吹氩、脱氧合金化顺序、制定后吹规则，在其它工艺参数不变情况下，成品氮含量平均降低12ppm，稳定提高了钢坯性能，为后道工序提供更大的操作空间，该方法易操作、不增加成本，实际应用效果良好。
【专利说明】降低炼钢环节钢水氮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼钢【技术领域】，特别涉及一种降低炼钢环节钢水氮的方法。
【背景技术】
[0002]随着工业技术的发展，对钢材的质量要求越来越严格，特别是对钢质的纯净度要求越来越高。在特定情况下，钢中氮含量直接影响钢铁材料的性能，由于氮含量的原因，降低了钢的成形性、焊接性能以及高温韧性和塑性，同时加剧了钢材时效和冷脆。另一方面，氮也会造成钢坯的开裂(角裂严重)。因此需要控制和降低钢水氮含量，避免因氮含量超标导致问题发生。
[0003]目前，炼钢环节主要通过避免后吹、变换复吹气体种类、维护出钢口、控制吹炼后期矿石加入量以降低钢水氮含量，但避免后吹主要通过提高模型命中率和岗位工人操作水平来达到，为了降低后吹对氮的影响，并没有规定在何种情况下可不后吹，因此，无法直接减少后吹，进而无法降低后吹造成的钢水吸氮(后吹增氮在4-7ppm);复吹气体种类确定后，对钢水氮含量影响固定；另外，控制吹炼后期矿石加入量操作困难，受铁水条件、钢种终点要求等众多因素影响。实际上未能真正解决降低炼钢环节钢水增氮。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低炼钢环节钢水增氮的降低炼钢环节钢水氮的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低炼钢环节钢水氮的方法，包括:对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整；
[0006]对钢包底吹方式及流量进行控制；
[0007]对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则；
[0008]对转炉是否需要后吹进行判断，走RH工艺可吹氧升温的钢种，转炉终点温度低于要点规定出钢温度下限10°c以内，不需后吹提温，走RH工艺可吹氧钢种，转炉终点碳较目标碳高出彡0.02%，且温度已达到要求值时，不需后吹。
[0009]进一步地，所述对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整包括:
[0010]对转炉复吹氩气的流量进行控制，当供氧量为0% -50%时，复吹氩气流量控制在300m3/h，当供氧量为50% -80%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，当供氧量为80% -100%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，出钢过程复吹氩气流量控制在200m3/h。
[0011]进一步地，所述对钢包底吹方式及流量进行控制包括:
[0012]出钢前提前打开钢包底吹，保证出钢前钢包底吹时间> 3min,流量控制在1000NL/min ；
[0013]出钢过程根据钢包底吹效果调整底吹流量，确保渣料及合金熔化，合金加入完毕后，降低底吹流量，进行软吹；
[0014]出钢结束后，关闭底吹，取消炉后强搅。
[0015]进一步地，所述对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则包括:
[0016]在出钢开始时加入300Kg铝铁，在出钢量40t时加入操作要点规定的渣料，出钢量80t时加入硅、锰类合金，出钢量150t时加入剩余铝铁脱氧。
[0017]本发明提供的一种降低炼钢环节钢水氮的方法，通过优化转炉复吹流量、钢包底吹氩、脱氧合金化顺序、制定后吹规则，在其它工艺参数不变情况下，有效控制和降低了从炉内到出钢到合金化过程的钢水增氮，成品氮含量平均降低12ppm，未增加任何成本，工艺正常稳定，防止了因炼钢环节钢水氮含量高引起的钢种改炼或回炉，提高了炼成率，稳定提高了钢坯性能、减少了铸坯开裂，为后道工序提供更大的操作空间，易操作、不增加成本，实际应用效果良好。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供的一种降低炼钢环节钢水氮的方法，包括以下几个步骤:
[0019]步骤S1:对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整；
[0020]通过对比试验取样化验，对数据(TS0化验氮)进行分析，总结出适当降低吹炼中后期及出钢过程复吹流量对控氮有利，因此，本发明实施例对转炉复吹氩气的流量进行控制，由最初的当供氧量为0% -50%时，复吹氩气流量控制在300m3/h，当供氧量为50% -80%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，当供氧量为80% -100 %时，复吹氩气流量控制在600m3/h，出钢过程复吹氩气流量控制在300m3/h。调整为当供氧量为0% -50%时，复吹氩气流量控制在300m3/h，当供氧量为50% -80%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，当供氧量为80% -100%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，出钢过程复吹氩气流量控制在200m3/h0
[0021]通过调整不同阶段复吹流量来环节吹炼过程钢水吸氮，尤其是调整后期(供氧量>80%后)复吹流量，适当降低对减少钢水裸露等有利，进而减少钢水吸氮。并且实际在J55-1钢种上进行取样调查，发现原复吹流量控制模式下转炉终点TSO样氮含量较优化后的平均高约2ppm。
[0022]步骤S2:对钢包底吹方式及流量进行控制；
[0023]步骤S3:对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则；
[0024]步骤S4:对转炉是否需要后吹进行判断，走RH工艺可吹氧升温的钢种，转炉终点温度低于要点规定出钢温度下限10°c以内，不需后吹提温，走RH工艺可吹氧钢种，转炉终点碳较目标碳高出彡0.02%，且温度已达到要求值时，不需后吹。
[0025]因为转炉后吹会导致钢水在后吹阶段增氮(吸氮量>脱氮量)，因此尽量避免后吹，尤其是终点碳已经低于0.04%时，后吹对钢水增氮影响很大；遇终点温度低于要点规定出钢温度下限10°C以内，以及走RH工艺可吹氧钢种，转炉终点碳较目标碳高出(0.02%，且温度已达到要求值时，不需后吹是因为在RH吹氧升温可避免增氮问题，因RH抽真空可在一定范围内脱氮。
[0026]由于出钢前钢包进行在线烘烤，包内空气含量较高，而空气中78%的是氮气，因此减少钢水在钢包内增氮，就要控制钢包内气氛和减少钢液面裸露，因此需要对钢包底吹方式及流量进行控制，具体包括:
[0027]步骤S21:出钢前提前打开钢包底吹，保证出钢前钢包底吹时间彡3min，流量控制在1000NL/min ;该步骤主要解决出钢过程钢包内钢水与空气接触造成的钢水增氮。因为出钢过程钢水吸氮的氮主要来源于空气中，因此将盛钢容器钢包内空气排走、充满惰性气体会减少吸氮；所以提前打开钢包底吹，以驱除钢包内的空气，避免与钢水充分接触造成增氮。
[0028]步骤S22:出钢过程根据钢包底吹效果调整底吹流量，确保渣料及合金熔化，合金加入完毕后，降低底吹流量，进行软吹，避免钢液面裸露；炉后钢包在线底吹流量控制可在炼钢主控室操作画面进行设定，单路流量从O-lOOONl/min可随意设定。一般操作要点要求是底吹流量在单路250-350Nl/min控制，此时钢包钢水液面翻腾剧烈，对钢水控氮不利，因此加完合金后降低底吹流量降低至50-100Nl/min进行软吹即可，减少钢水液面翻腾，进而减少钢水吸氮。该步骤的目的主要是缓解钢包内钢水液面因钢包底吹流量过大导致的钢水液面翻腾剧烈，造成钢液面与空气接触面积加大，对钢水控氮不利，因此在合金化结束后将钢包底吹流量降低，减少钢水液面翻腾，进而减少钢水吸氮。
[0029]步骤S23:出钢结束后，关闭底吹，取消炉后强搅。该步骤的目的是为了进一步减少出钢结束后钢水液面翻腾(出钢结束后如果不开底吹则钢水液面静止不动，且钢水液面以上有钢渣覆盖)，进而减少钢水吸氮。
[0030]炉后脱氧钢种钢中[N]的控制与脱氧的先后有关，因为钢水中[0]是表面活性元素，它能阻止空气中{N2}向钢水中溶解扩散，若钢水中[0]含量过低，容易造成钢水增氮，原来出钢炉后脱氧合金化是先强后弱，易造成钢水增氮量大，因此，需要对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则，具体包括:在出钢开始时加入300Kg铝铁，在出钢量40t时加入操作要点规定的渣料，出钢量80t时加入硅、锰类合金，出钢量150t时加入剩余招铁脱氧。
[0031]本发明提供的一种降低炼钢环节钢水氮的方法，通过优化转炉复吹流量、钢包底吹氩、脱氧合金化顺序、制定后吹规则，在其它工艺参数不变情况下，有效控制和降低了从炉内到出钢到合金化过程的钢水增氮，成品氮含量平均降低12ppm，未增加任何成本，工艺正常稳定，防止了因炼钢环节钢水氮含量高引起的钢种改炼或回炉，提高了炼成率，稳定提高了钢坯性能、减少了铸坯开裂，为后道工序提供更大的操作空间，易操作、不增加成本，实际应用效果良好。
[0032]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种降低炼钢环节钢水氮的方法，其特征在于，包括: 对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整； 对钢包底吹方式及流量进行控制； 对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则； 对转炉是否需要后吹进行判断，走RH工艺可吹氧升温的钢种，转炉终点温度低于要点规定出钢温度下限10°C以内，不需后吹提温，走RH工艺可吹氧钢种，转炉终点碳较目标碳高出彡0.02%，且温度已达到要求值时，不需后吹。
2.如权利要求1所述的降低炼钢环节钢水氮的方法，其特征在于，所述对转炉复吹参数进行控制，进行分阶段调整包括: 对转炉复吹氩气的流量进行控制，当供氧量为O % -50%时，复吹氩气流量控制在300m3/h，当供氧量为50% -80%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，当供氧量为80% -100%时，复吹氩气流量控制在480m3/h，出钢过程复吹氩气流量控制在200m3/h。
3.如权利要求1所述的降低炼钢环节钢水氮的方法，其特征在于，所述对钢包底吹方式及流量进行控制包括: 出钢前提前打开钢包底吹，保证出钢前钢包底吹时间> 3min，流量控制在1000NL/min ； 出钢过程根据钢包底吹效果调整底吹流量，确保渣料及合金熔化，合金加入完毕后，降低底吹流量，进行软吹； 出钢结束后，关闭底吹，取消炉后强搅。
4.如权利要求1所述的降低炼钢环节钢水氮的方法，其特征在于，所述对炉后合金化顺序进行调整，采用先弱后强的脱氧原则包括: 在出钢开始时加入300Kg铝铁，在出钢量40t时加入操作要点规定的渣料，出钢量80t时加入硅、锰类合金，出钢量150t时加入剩余铝铁脱氧。
【文档编号】C21C5/34GK104404197SQ201410730204
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】孙亮, 彭开玉, 刘珍童, 刘宇, 彭文涛, 王东, 杨晓艳 申请人:北京首钢股份有限公司