[发明专利]一种用于控制低碳钢中氮含量的冶炼方法有效

专利信息
申请号: 200910244373.2 申请日: 2009-12-30
公开(公告)号: CN101760582A 公开(公告)日: 2010-06-30
发明(设计)人: 李战军;王文军;朱志远;刘金刚;郝宁;姜中行;蒋海涛;刘洋;吕延春;王彦锋;王东柱;史志强;石树东;麻庆申;孙硕猛;危尚好;刘建明;陈霞;李广双;万潇;谢翠红;杨国伟;韦耀环;关春阳;刘成 申请(专利权)人: 首钢总公司
主分类号: C21C7/06 分类号: C21C7/06;C21C7/076;C21C7/072;C21C7/10;B22D1/00
代理公司: 首钢总公司专利中心 11117 代理人: 史桂芬
地址: 100041 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 控制 低碳钢 含量 冶炼 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于炼钢技术领域,特别是涉及一种用于控制低碳钢中氮含量的冶炼工艺,尤其是冶炼高级别钢种实现钢中氮含量的稳定控制。

背景技术

氮在钢中一般被视为杂质元素,特殊钢种除外,钢中的氮含量较高时,可使钢材产生时效脆化,降低钢材的冲击韧性,也可引起钢的冷脆等不利影响;钢中氮化物的析出对提高钢的屈服强度有非常显著的影响,在加热至一定温度范围时,钢的强度上升,冲击韧性降低,发生“蓝脆”现象,降低钢中氮含量可提高钢材的韧性指标;此外,铝镇静钢随着钢中氮含量的增加连铸坯裂纹敏感性呈明显增加趋势,当钢中的氮含量≥60ppm时,连铸坯裂纹指数≥0.4。由此可见,控制钢中的氮含量显得尤为重要。

中国专利200710704833.7公开了一种利用转炉出钢弱脱氧降低钢中氮含量的炼钢方法,该发明采用转炉出钢弱脱氧,使钢中具有很高的氧含量,来阻止钢水从空气中吸氮,采用此方法后,钢中的氮含量可以控制在30ppm以内,该方法的缺点是只采用出钢过程单一控制措施控制氮含量,并且只适用于弱脱氧钢中氮含量的控制。

中国专利200910300110.9公开了一种控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法,该发明采用控制转炉冶炼和浇铸过程控制钢中的氮含量,实现了P210L和20CrMoH钢的生产,LD-LF-SCC工艺铸坯的氮含量≤35ppm,LD-LF-RH-BCC工艺铸坯的氮含量≤30ppm,该方法的缺点是只对出钢和浇铸过程采取措施控制氮含量,并且只适用于高碳强脱氧钢中氮含量的控制。

目前工艺技术的现状:高级别钢种生产中普遍采用“转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空精炼-连铸”冶炼工艺,并且高级别钢种要求低碳、低磷、低硫、低氮含量,出钢采用强脱氧,钢中的氮含量控制不稳定,没有针对高级别低碳钢冶炼氮含量控制的工艺技术措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制低碳钢中氮含量的冶炼工艺,冶炼工艺路线为“铁水脱硫预处理-转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空精炼-板坯连铸”,通过对出钢过程、LF炉精炼、RH真空处理、浇铸过程中各工位的氮含量影响因素进行系统分析,对冶炼过程各个工艺参数进行优化、改进,成功解决了钢中氮含量较高、控制不稳定的问题,采用此工艺可将高级别钢中的氮含量脱除到30ppm以下,使得连铸坯的质量和产品的性能得到了显著提升,从而满足高级别钢种的工业化生产的要求。

本发明解决问题所采用的技术方案是涉及一种用于控制低碳钢中氮含量的冶炼方法,包括:铁水脱硫预处理-转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空精炼-板坯连铸,其特征在于:

(1)转炉冶炼渣量为60-120kg/t钢,碱度(CaO/SiO2)控制在4-7;

(2)圆流出钢,出钢2.5min后加入强脱氧剂对钢水进行脱氧,减少出钢过程中钢水增氮量;

(3)出钢前往钢包底部加入渣料2-10kg/t钢,形成液态渣覆盖于钢水表面,防止钢水与空气接触吸氮;

(4)保证LF炉到站钢水温度为1590℃-1620℃;

(5)LF炉精炼采用埋弧操作,避免钢水裸露;精炼过程中控制一次加热时间为1min-15min;

(6)真空处理提升氩气的流量的控制,前3min提升氩气流量控制在4-12NL/(min·t),之后改为12NL/(min·t);真空处理时间控制在≥10min,深真空时间≥6min,真空室内的高真空度保持在≤1mbar;

(7)RH真空处理结束,向钢包表面均匀撒保温剂,加入总量为1.0-1.5kg/t钢;

(8)浇铸过程中先上套管后开浇,采用双环缝套管和垫圈,使用氩封保护;要求垫圈具有较好的韧性、厚度范围为3mm-7mm;

(9)开浇时套管未浸入钢液面时在浸入式水口上方加入覆盖剂,严禁向中包冲击区加入覆盖剂;待套管浸入钢液面后在冲击区加入覆盖剂;整个浇铸过程中保证钢液面覆盖效果。

本发明所述的出钢前向钢包底部加入渣料的成分组成为(按重量百分比):CaO:60%-75%,SiO2:0%-4%,MgO:0%-5%,Al2O3:8%-15%,CaF2:6%-10%,N:0%-0.02%,其余为杂质。

本发明所述的钢包表面加入保温剂的成分组成为(按重量百分比)CaO:35%-45%,SiO2:20%-28%,MgO:0%-5%,Al2O3:0%-8%,C:5%-10%,其余为杂质。

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