本发明涉及钢铁冶炼方法，具体属于一种超低氮低合金钢的冶炼方法。
背景技术：
：一般来说，钢中的n是有害元素，如中厚板钢中，如n含量超过标准，易产生气孔裂纹等。氮元素对汽车用钢和硅钢等的力学和磁性影响非常敏感，如硅钢的n含量在0.0013wt%以下时比在0.0015wt%以上时，硅钢片的铁损更稳定且要小0.04w-0.06w,因此，除了把n元素作为有利的强化元素的个别钢种以外，绝大多数的钢种都要求低氮含量。氮对车轮钢钢材性能具有易造成焊接热影响区脆化，形成裂纹，导致终端产品合格率低，生产成本高。对于元素n，在现有技术中，在真空结束后采用，均采用钢包底部吹氩气，目的在于消除钢水循环不良，但这样却导致增n达5*10-6。如经检索的：刊登于《炼钢》（2012,28（1）：41-47页），名称为《车轮钢氮控制工艺优化》的文献，其对车轮钢的生产过程进行了跟踪研究，全过程研究了“ld-lf-cc”工艺生产车轮钢各工序氮含量的变化。其通过优化并控制工艺，推行全程控氮，使车轮钢成品中n含量稳定在45*10-6以内，平均在31.61*10-6,减少了质量异议，提高了车轮钢的质量。其中：在转炉冶炼阶段，采用全程底吹氩气模式，严格控制补吹等技术措施，可将车轮钢进站钢水的n含量控制在25*10-6以下；在lf炉精炼阶段，采用微正压操作，以避免出站钢水翻腾，可将精炼钢水增n的质量分数控制在7*10-6以下；在连铸阶段，采用全程保护浇铸，可将连铸钢水增n的质量分数控制在3*10-6以下。其就是全程底吹氩气模式，再加上在冶炼工艺上未采取其它技术措施，如转炉渣的改质，出钢时的钢包渣的改质等，使车轮钢进站钢水的n含量在25*10-6以下；刊登于《炼钢》（2014,30（3）：9-11页），名称为《首钢迁钢if钢氮工艺生产实践》的文献，介绍了在生产高强if钢过程中对于氮成分控制方面所做的探索和研究，总结高强if钢的生产技术和防止增氮技术。低氮钢的生产工艺包括转炉冶炼工序减少补吹次数和时间、合理控制复吹条件，顶渣改质造高氮容量渣；rh精炼工序处理中期快速提高真空度，提高循环氩气流量、真空室化冷钢及惰性气体保护技术、浸渍管防增氮改造。实践表明，通过这些技术的开发和应用，迁钢冶炼低氮钢平均氮质量分数目前稳定在15*10-6左右。该文献为ld-rh-cc，由于在所冶炼的if钢中s和o含量较高，因此对降低钢中n也不利。刊登于《炼钢》（2015,31（2）：1-4页），名称为《全三脱铁水转炉少渣冶炼低氮钢生产实践》的文献，其在“全三脱”铁水转炉少渣冶炼工艺过程中，通过对历史生产数据影响钢水氮含量因素进行的分析研究结果表明：转炉顶枪漏氮对钢水增氮有很大影响；采用硅铁作为提温剂可以有效控制钢水中n在12*10-6左右；脱碳转炉采用全程底吹氩钢水n可以降低3.3*10-6；转炉熔池内c=0.3%-0.4%时，加入矿石可有效降低钢水氮含量；转炉后吹以及出钢时间热长，钢中氮含量热高；采取优化措施后，脱碳转炉出钢后，可稳定控制钢包内钢水w(n)≤15*10-6，达到了冶炼低氮钢（w(n)≤30*10-6）的控制要求。该文献由于没有对转炉出钢前的转炉渣进行改质，导致出钢时n的含量在15*10-6以内。刊登于冶金工业出版社2010-1，名称为《连铸坯质量控制》的文献，对在炼钢-精炼-连铸过程中钢洁净度控制的概论中，论述了钢中五大有害杂质元素s、p、n、h、o单独控制水平演变，其对杂质元素n的演变预测见下表：表1钢中有害杂质元素n单独控制水平演变杂质元素1960年1970年1980年1990年1996年2000年将来预计n(%)0.0150.00300.00700.00500.00400.00300.0020技术实现要素：本发明针对现有技术的不足，提供一种通过优化冶炼工艺，使钢中的氮含量n≤0.0013%，进一步提高钢的质量，进而能降低硅钢的铁损0.1w，或减少汽车面板用钢的开裂废品发生率至20*10-6以下，更加满足高端用户的需求的超低氮低合金钢的冶炼方法。实现上述目的的措施：一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度不低于99.5%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹的700~705s内将底吹氩气的强度调整至0.04~0.06nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前30s内按照常规量加入改质剂；准备出钢，控制转炉出钢温度不超过1700℃：转炉炼钢出钢结束时，控制钢水中的s≤0.005wt%，n≤0.0012wt%；e、在钢水进入钢包的过程中不启动底部吹氩，并向钢包中按照0.48~0.52kg/吨钢加入含碳在1.8~2.3%碳锰铁，及按照1.9~2.1kg/吨钢的加入活性石灰；控制钢包渣的碱度不低于2.0，钢包液面渣厚度在25~35mm；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度≤67pa；b、控制插入管插入钢液的深度不低于500mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，控制加入的微合金总含量不低于3.5wt%；d、真空处理结束时，控制n≤0.0012wt%，s≤0.0007wt%，o≤0.00007wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9±0.1mpa；b、控制中间包钢水浇筑时的n≤0.0013wt%。进一步地：在步骤2）的真空处理期间，插入管插入钢液的深度不低于510mm；且插入管的使用次数不超过30次。进一步地：步骤2）的rh真空处理期间，真空度控制在≤60pa。进一步地：所述改质剂，其中的mgo占28~32wt%，cao占48~53wt%。进一步地：步骤1）的转炉出钢期间，出钢温度不超过1690℃。本发明中主要工艺的机理及作用本发明之所以在自开始底吹的700~705s内将底吹氩气的强度调整至0.04~0.06nm3/min.吨钢，是由于底吹氩强度＞0.06nm3/min.吨钢，炉内易产生翻腾现象，使钢水与大气接触加剧，从而使出钢时的氮含量平均在16×10-6，比正常水平高出4×10-6；控制底吹氩强度在0.04-0.06nm3/min.吨钢，是控氮的重要条件，其能增大脱氮反应面积。本发明之所以在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢，是由于点吹时熔池碳含量较低、co发生量小，氧流冲开渣面使钢液裸露，火点区钢液吸氮速度大于脱氮速度，增n量大。一次拉碳出钢，能使吸氮速率常数降低。本发明之所以控制转炉出钢温度不超过1700℃，进一步地不超过1690℃，是由于氮的溶解度随钢水温度升高而变大，在满足连铸工艺的前提下，出钢温度不必太高，以使n含量降低。本发明之所以在出钢至进行rh真空处理的同时，停止钢包底吹氩，是由于进行钢包底吹氩会增大吸氮速率常数。本发明之所以控制真空度≤67pa，进一步地控制真空度≤60pa，是由于，真空度越小，与其平衡的钢水中的n含量越低，脱n的热力学条件越好。本发明之所以控制加入的微合金总含量不低于3.5wt%，是由于微合金总含量不低于3.5wt%时，钢中的o和s就更容易降低，解决降低钢水中表面活性元素[o]、[s]的浓度的问题；本发明与现有技术相比，通过优化冶炼工艺，使钢中的氮含量n≤0.0013%，进一步提高钢的质量，进而能减少汽车面板用钢的开裂废品发生率至20*10-6以下，更加满足高端用户的需求。具体实施方式下面对本发明予以详细描述：实施例1一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在99.6%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到701s时，将底吹氩气的强度调整至0.041nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前29s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1695℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0048wt%，n在0.0012wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占28.5wt%，cao占50wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包不启动底部吹氩的前提下，向钢包中按照0.48kg/吨钢加入含碳在1.9%的碳锰铁，及按照1.93kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.5，钢包液面渣厚度在29mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在60pa；b、控制插入管插入钢液的深度在511mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在3.8wt%；d、真空处理结束时，n在0.0011wt%，s在0.0007wt%，o在0.00006wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.1mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0011wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0011wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。实施例2一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在于99.62%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到703s时，将底吹氩气的强度调整至0.051nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前25s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1693℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0046wt%，n在0.0011wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占29wt%，cao占49wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包的过程中常规启动底部吹氩，并向钢包中按照0.49kg/吨钢加入含碳在1.98%的碳锰铁，及按照1.95kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.3，钢包液面渣厚度在26mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在59pa；b、控制插入管插入钢液的深度在515mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在3.6wt%；d、真空处理结束时，n在0.0010wt%，s在0.0006wt%，o在0.00006wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.0mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0010wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0010wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。实施例3一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在于99.65%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到705s时，将底吹氩气的强度调整至0.055nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前25s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1688℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0042wt%，n在0.0011wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占28.0wt%，cao占50.5wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包的过程中常规启动底部吹氩，并向钢包中按照0.51kg/吨钢加入含碳在2.0%的碳锰铁，及按照1.92kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.4，钢包液面渣厚度在30mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在55pa；b、控制插入管插入钢液的深度在520mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在3.75wt%；d、真空处理结束时，n在0.0010wt%，s在0.0005wt%，o在0.00004wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.0mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0010wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0010wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。实施例4一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在于99.58%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到702s时，将底吹氩气的强度调整至0.056nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前25s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1690℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0040wt%，n在0.0011wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占30.0wt%，cao占49.5wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包的过程中常规启动底部吹氩，并向钢包中按照0.48kg/吨钢加入含碳在1.85%的碳锰铁，及按照1.96kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.4，钢包液面渣厚度在28mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在56pa；b、控制插入管插入钢液的深度在518mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在3.7wt%；d、真空处理结束时，n在0.0010wt%，s在0.0004wt%，o在0.00004wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.0mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0010wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0010wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。实施例5一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在于99.58%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到702s时，将底吹氩气的强度调整至0.058nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前25s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1689℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0038wt%，n在0.0010wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占28.0wt%，cao占50wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包的过程中常规启动底部吹氩，并向钢包中按照0.51kg/吨钢加入含碳在1.97%的碳锰铁，及按照1.98kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.3，钢包液面渣厚度在26mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在55pa；b、控制插入管插入钢液的深度在522mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在3.9wt%；d、真空处理结束时，n在0.0009wt%，s在0.0003wt%，o在0.00004wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.1mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0009wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0009wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。实施例6一种超低氮低合金钢的冶炼方法,其步骤为:1）经铁水脱硫后进行转炉冶炼，期间进行如下控制：a、全程采用顶底复合吹炼，顶吹氧气，氧气的纯度在于99.61%；b、底吹采用全程供氩气，并在自开始底吹到702s时，将底吹氩气的强度调整至0.057nm3/min.吨钢；c、在不进行点吹的前提下采用一次拉碳出钢；d、转炉出钢前25s时按照常规量加入改质剂；准备出钢，转炉出钢温度为1695℃：转炉炼钢出钢结束时，钢水中的s为0.0043wt%，n在0.0010wt%；所述改质剂的组成原料种类不变，仅要求：mgo占28.0wt%，cao占50wt%，其余量为剩余其它原料种类量之和；e、在钢水进入钢包的过程中常规启动底部吹氩，并向钢包中按照0.48kg/吨钢加入含碳在1.9%的碳锰铁，及按照1.93kg/吨钢的加入活性石灰；钢包渣的碱度在2.3，钢包液面渣厚度在26mm；在出钢至进行rh真空处理的同时，停止了钢包底吹氩；2）进行rh真空处理，期间进行如下控制：a、控制真空度在55pa；b、控制插入管插入钢液的深度在516mm；c、进行微合金化：根据具体钢种微合金元素加入量的设定，加入的微合金总含量在4.0wt%；d、真空处理结束时，n在0.0010wt%，s在0.0003wt%，o在0.00005wt%；3）连铸成坯，期间进行如下控制a、控制浇注机械手工作液压压力在9.1mpa；b、控制中间包钢水浇铸时的n在0.0010wt%。经检测，本实施例钢中的n含量为0.0010wt%，钢的质量得到提高，未发现有裂纹产生。上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。当前第1页12