[发明专利]LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低氮钢的冶炼方法，尤其是一种LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法。

背景技术

由于氮在部分钢种的生产中属于有害元素，他能与钢种的TI或AL结合生成（TiN）或（AlN），弱化晶界强度，降低钢的韧性、焊接性能、热应力区韧性，特别是在硬线钢的生产中容易造成质量波动。而精炼炉操作过程中，加热与喂线是一个严重吸氮的过程，并且由于操作人员的不同以及钢水进站条件不同，造成钢水中氮含量及其不稳定，个别炉次的氮含量会超出成品要求，造成降级改判。

申请号为201410237276.1的中国专利申请，提供了一种LF炉精炼低氮钢的方法，其采用了一种空心石墨电极，要求在精炼过程中，经石墨电极的中心孔向钢包内全程吹入氩气，同时配合底吹氩气搅拌钢液，在钢液面上形成氩气气氛，进而避免钢水发生吸氮现象而造成的钢液增氮。该方法需要对电极进行改造，且氩气成本较高，具有实施较难、成本高的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种现有设备及耐材的LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：转炉出钢的钢水进站后，采用氩气搅拌，氩气流量控制在30～60Nm/l；LF炉精炼时，渣料的加料顺序依次为：萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂；LF炉选用高档位大电流的加热模式。

本发明所述LF炉精炼时，萤石加入量为1.2～1.6kg/吨，埋弧渣加入量为1.6～1.8kg/吨，小粒灰加入量为3.2kg/吨，电石加入量为0.25～0.5kg/吨，脱氧剂加入量为0.7～0.8kg/吨。

本发明所述转炉出钢和LF炉精炼过程中，小粒灰加入总量为6.4～7.2kg/吨、埋弧渣加入总量为1.6～1.8kg/吨。

本发明所述LF炉精炼结束后喂入硅钙线。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在不改变现有设备及耐材的基础上，通过控制氩气流量大小来避免钢液裸露，控制加热档位及电流大小来缩短高温渣存在时间，控制加料顺序避免渣料结块而造成的长时间加热及搅拌，通过控制脱氧时机来达到降低钢液在低氧状态下的吸氮；从而达到降低精炼过程中钢液增氮量的效果。

本发明发明解决了精炼过程中增氮严重的现象，且改变了只有真空处理才能冶炼低氮钢的观念；本方法从精炼过程中吸氮条件入手，通过规范操作来达到降低钢液增氮，且效果稳定，无需成本的投入。本发明能够充分利用精炼现有条件、不用经过真空处理生产低氮钢，具有易实现、生产成本低的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述工艺步骤：

（1）转炉出钢：转炉出钢过程需全程在线吹氩；合金化过程中需要加入一定量的小粒灰，以保证一定的渣层厚度；在加小粒灰的同时加入一定量的化渣剂；转炉出完钢后，严禁钢液面结壳。

（2）钢水进站后，不允许大氩气搅拌，避免因钢液裸露造成吸氮，氩气流量控制在30～60Nm/l。

（3）LF炉精炼时，加料顺序顺序：萤石1.2～1.6kg/吨钢－埋弧渣1.6～1.8kg/吨钢－小粒灰3.2kg/吨钢－电石（碳化钙）0.25～0.5kg/吨－脱氧剂0.7～0.8kg/吨；采用常规的萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂即可；这样加料顺序优点：

A、先加萤石有助于化渣，避免因造渣料的集中加入结坨现象；

B、埋弧渣的加入起到调节碱度，改善渣系；

C、加完小粒灰再加脱氧剂的操作方法，是保证在有一定的渣层在基础上脱氧，避免因在低氧的状态下，搅拌渣料而造成的钢液严重吸氮。

（4）严格控制渣料的总加入量，转炉出钢过程和LF精炼过程中，小粒灰加入总量6.4～7.2kg/吨钢、埋弧渣加入总量1.6～1.8kg/吨钢，从而通过控制炉渣碱度来达到钢中硫控制在0.005%～0.010%之间的目的。理论显示当钢液溶解氧较低时（≤5*10-6），硫含量越低，吸氮的传质系数越大。

（5）选用高档位大电流的加热模式：选用4档位36000电流的加热模式；炉渣温度高低会对钢液吸氮产生一定的影响，渣温度越高，越容易吸氮；而电极加热时加热区温度达到2100多度，钢液极易吸氮，所以新的操作法规定，加热时采用大功率供电，短时间内使钢液迅速升温，减少电弧电离增氮机会，同时减少了高温渣存在时间，有利于防止氮通过渣进入钢液。