[发明专利]转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法

说明书

技术领域

本发明属于本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法。

背景技术

在钢中含有一定量的氮，钢中氮会降低钢铁材料的性能，特别是钢的韧性、焊接性能和热应力区韧性，使钢材脆性增加；另一方面，氮会造成连铸坯开裂。特别是对于某些高端、高附加值钢铁产品，例如汽车面板，除上述影响外氮还会与钢中的Ti、Al等元素形成氮化物夹杂，引起钢的表面质量恶化，降低成材率。故某些高质量的钢材应严格控制氮含量。

故随着冶金技术的进步，钢中其他杂质元素如O、P、S、H等的含量已经通过铁水预处理、炉外精炼等工艺和设备可脱到很低程度，但是，脱氮却并不容易。由于氮的离子半径比氢大，在钢中的扩散系数比氢小两个数量级，真空脱氢效果非常好，钢中H可脱到1ppm以下。由于氮在钢中活性较差，与大多数合金元素形成的氮化物在高温下都要分解。目前造成脱氮难的主要原因有以下几个方面：辅料和合金增氮、LF炉电弧增氮、钢液与空气接触时吸氮等。转炉在冶炼过程中会产生大量的CO气泡，CO气泡相当于N的真空，根据热力学和动力学条件，转炉在吹炼过程中可达到脱氮的目的。但随着转炉冶炼的进行，钢中的C越来越低，产生的CO气泡越来越少，会造成钢水与空气接触产生吸氮。因此只有严格的控制转炉吹炼过程，减少钢水吸氮，方能得到低氮钢水。

特别是对于脱硫、脱硅和脱磷的“全三脱”铁水来说，由于其几乎不含Si，转炉冶炼渣量少，渣层覆盖面小，在转炉吹炼过程中如化渣不良、终点碳偏低等情况都会造成转炉终点氮含量偏高，对冶炼N≤30ppm的钢种带来较大难度。通过试验证明在正常生产情况下，全三脱铁水与常规铁水转炉终点氮含量偏差在6-7ppm之间，即全三脱铁水冶炼转炉终点氮含量要高6-7ppm。

目前，武钢、宝钢等诸多国内钢厂在全三脱冶炼钢水时，转炉终点的氮均在20ppm左右，无法达到更低的水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能降低钢水中氮含量的转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法。

本发明提供的一种转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法，包括：将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，先向转炉内添加提温剂，再采用全程底吹氩模式进行转炉吹炼，吹炼过程中添加造渣剂进行化渣，将渣量控制在40-60kg/t，所述铁水中C含量≥3.0%，Si含量≤0.05%；

在转炉吹炼时间达到总吹炼时间的80-90%时，向转炉内加入500kg-3000kg冷却剂，将转炉终点N控制在≤15ppm，同时控制转炉终渣TFe≤20%，再采用非镇静出钢，减少出钢过程增氮。

进一步地，所述冷却剂包括烧结矿、球团矿、冷固球团或含有FeO的物质。

进一步地，所述提温剂包括碳化硅或提温硅铁。

进一步地，所述造渣剂包括石灰或轻烧白云石。

本发明提供的一种转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法，通过对化渣过程中提温剂、转炉吹炼模式及造渣剂的控制将渣量控制在40-60kg/t，通过对转炉的吹炼时间及冷却剂的加入量的控制，将转炉终点氮含量控制在小于等于15ppm，大大降低了钢水中的氮含量。

具体实施方式

本发明提供的一种转炉少渣冶炼模式下的转炉控氮方法，具体步骤包括：

步骤S1：将铁水经过脱碳炉连续进行半钢冶炼时，向转炉内添加提温剂。

其中，铁水中C含量≥3.0%，Si含量≤0.05%，提温剂采用碳化硅或提温硅铁等，碳化硅、提温硅铁等含有Si，为造渣元素，可以起到化渣作用，焦炭含C容易与转炉渣中FeO反应，减少炉渣氧化性，不易化渣。所以本发明通过加入碳化硅、提温硅铁等提温剂进行提温而不采用常规的焦炭进行提温，确保转炉终点合理的碳和温度，从而以获得良好的过程化渣效果，减少钢水吸氮。

步骤S2：然后采用全程底吹氩模式进行转炉吹炼，吹炼过程中添加造渣剂进行化渣，将渣量控制在40-60kg/t；

为保证钢水纯净不吸收其他杂质气体，特别是氮气，转炉吹炼过程采用全程底吹氩模式，且在吹炼过程加入石灰、轻烧白云石等造渣剂，将渣量控制在40-60kg/t，减少因为渣量少、钢水面覆盖差等问题造成的钢水吸氮，更有利于控制钢水中氮含量。

步骤S3：在转炉吹炼时间达到总吹炼时间的80-90%时，向转炉内加入500kg-3000kg含有FeO的冷却剂，将转炉终点N控制在≤15ppm，同时控制转炉终渣TFe≤20%，再采用非镇静出钢，减少出钢过程增氮。其中，冷却剂包括烧结矿、球团矿、冷固球团或含有FeO的物质。