[发明专利]一种控制钢水中氮含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，更具体地讲，涉及一种在炼钢过程中控制钢水氮含量的方法。

背景技术

对于大多数钢种来说，氮是有害元素，钢中氮含量对钢的机械性能影响较大，尤其是生产用于深冲条件下的低碳、超低碳钢时，氮的不利影响特别明显。但对于部分不锈钢、石油管钢等含氮钢来说，氮可与钢水中的合金元素如V、Al、Nb等形成氮化物并在刚中起到调整晶粒，改善钢质和提高钢材性能的作用。为此，在含氮钢生产时，应采取措施使钢液增氮。

公开号为CN102851451A的中国专利公开了“一种出钢工序钢水增氮的方法”，该方法通过在转炉出钢前和出钢过程对钢包进行吹氮操作，以使钢水在精炼前达到80～90ppm之间，并通过精炼处理得到氮含量小于150ppm的钢水。申请人发现，该方法仅通过出钢过程吹氮气，很难实现使钢水氮含量在精炼前达到80～90ppm之间。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的之一在于提供一种在增加钢水中氮含量的方法，以满足不同含氮钢氮含量的控制要求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种控制钢水中氮含量的方法。所述方法包括以下步骤：采用顶底复吹转炉炼钢，并在转炉冶炼过程中采用不同的顶底复吹供气模式以将转炉钢水的终氮含量控制为60～130ppm，其中，所述不同的顶底复吹供气模式包括：吹炼开始后先采用顶吹氧同时底吹氮气的供气模式，当转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的90%时，采用顶底复合吹氮的供气模式至吹炼结束；在转炉出钢过程中转炉底吹氮气，同时在转炉出钢前就开始对钢包底吹氮气，并且在出钢过程中向钢包中加入脱氧剂使得钢包中的钢水氧活度达到10ppm以下后，增大钢包底吹氮气强度，最终将钢液中的氮含量控制在100～230ppm之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过“两步”增氮即转炉冶炼过程增氮和出钢过程增氮使钢液在氮含量控制在100～230ppm之间，可满足不同含氮钢氮含量的控制要求，减少含氮钢生产时含氮包芯线的用量，成本低，具有很好的工业应用前景。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的控制钢水中氮含量的方法。

本发明的控制钢水中氮含量的方法的主要技术思路是通过“两步”增氮的方式实现钢液中氮含量的增加，即转炉冶炼过程增氮和出钢过程增氮，使钢液在氮含量控制在100～230ppm之间，为不同氮含量的控制要求的含氮钢种提供较高的氮含量的钢水。

其中，所述转炉冶炼过增氮主要是通过转炉冶炼达到增加钢液中氮含量的要求。具体地，采用顶底复吹转炉炼钢，并在转炉冶炼过程中采用不同的顶底复吹供气模式以将转炉钢水的终氮含量控制为60～130ppm。这里，由于转炉内氧含量较高，此时要将钢水氮含量大于130ppm较为困难，另外，若转炉钢水的终氮含量低于60ppm，那么，要达到含氮钢的氮含量控制要求，对下一工序（即出钢过程）增氮要求变高。所述不同的顶底复吹供气模式包括：吹炼开始后先采用顶吹氧同时底吹氮气的供气模式，当转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的90%时，采用顶底复合吹氮的供气模式至吹炼结束。

在一个示例性实施例中，所述不同的顶底复吹供气模式包括：在转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的75%之前，顶吹氧气同时底吹氮气，底吹氮气的供气强度为0.04～0.05m³/(min·t_钢)；在转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的75%～90%之间，顶吹氧气同时底吹氮气，底吹氮气的供气强度为0.02～0.04m³/(min·t_钢)；在转炉顶吹氧气的吹氧量达到整个转炉冶炼过程中的吹氧总量的90%至吹炼结束，顶底复合吹氮，顶吹氮气的供气强度为3～4m³/(min·t_钢)，并将氧枪枪位控制为1～1.5m，底吹氮气的供气强度为0.05～0.06m³/(min·t_钢)。

以下，详细分析在转炉冶炼不同的吹氧阶段采用不同的供气模式和供气强度的原因。