[发明专利]一种提高氮化硅铁中氮收得率的方法

说明书

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SiO2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→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。

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，粉芯密度均匀，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→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4～10m/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≤0.2％，O≤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→转炉吹炼→RH真空处理→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300Nl/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