[发明专利]一种控氮核级特种钢的制备方法

说明书

本发明提供一种控氮核级特种钢的制备方法，通过在转炉出钢前添加造料渣，使出钢液表面形成脱硫渣，减少进入吹氩站钢液的硫含量以及钢液的裸露面，从而减少钢液吸氮量；进入吹氩站钢液的硫含量减少后，在同样的精炼时间内，可以提高氩气强吹时间，从而提高脱硫率。本发明制备的特种钢氮、硫含量低，性能高，不用添加额外的助剂以及更改复杂的工艺即可实现生产。

技术领域

本发明属于制钢技术领域，特别涉及一种控氮核级特种钢的制备方法。

背景技术

随着窝工经济快速发展，基础建设大量增加，钢材用量也跟着极具增长。钢材在使用过程中不仅要承受静载荷，还要承受一定的动载荷，其中某些部位还好承受交变应力，在受力的状态下还要承受大气气候变化和腐蚀介质的考验，因此好的钢材必须具有较高的强度，还要有良好的塑形、韧性、可焊性以及较高的疲劳强度，而钢中硫、氮含量偏高会恶化钢材韧性、降低钢材塑形，导致钢材性能变差。目前钢材的连铸连轧技术，对钢液洁净度有较高要求，钢中氮、硫含量增加，导致连扎过程中钢坯表面出现质量缺陷，不仅恶化钢材性能，同时降低生产效率，增加生产成本。

为了适应低成本、高效率的精炼-连铸-连轧工艺发展及高性能钢的生产，迫切需要进一步优化钢包精炼的快速脱硫与氮控的工艺，进一步降低钢中硫、氮含量及其对连铸连轧的坯、材质量的影响。

发明内容

针对目前制钢工艺存在成本高，钢中氮、硫含量高的缺陷，本发明提供一种控氮核级特种钢的制备方法，改变脱硫精炼工艺，有效的降低钢材中的硫和氮的含量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种控氮核级特种钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原材料送至高炉进行熔炼，得到铁水；

（2）铁水送至转炉，脱氧合金化阶段加入钢芯铝，在脱氧合金化结束至出钢结束期间加入造料渣，得到含有以下质量分数组分的钢包：C 0.09%、Si 0.02%、Mn 0.06%，P0.014%，O 0.03%、N 0.045%；

（3）转炉结束后的钢包送至吹氩站，根据钢液成分进行补加精炼渣和脱氧剂，再送至LF炉进行脱硫35～40min，然后进行RH脱气，脱气后得到含有以下质量分数组分的钢液：C0.12%、Si 0.3%、Mn 1.5%，P ≤0.015%，S≤0.004%，Als 0.025，Nb 0.02%，Ti 0.013%，Ni0.2%，O 0.002%、N≤0.04%；

Als为钢液中的酸溶铝；

（4）出站后的钢液进行连铸，得到特种钢。

本发明在转炉出钢前加入造料渣，钢液表面会形成脱硫渣，从而减少进入吹氩站的钢中硫含量以及出钢期间钢液的裸露面，减少钢液吸氮；使得在固定的精炼时间内，需增加氩气强吹时间进行脱硫，提高脱硫量。最终出钢中氮、硫含量均有显著下降，从而提高钢的性能。

作为本发明的进一步改进，所述的脱硫工艺具体为首先氩气强吹2～4min，再氩气软吹3min，然后电极加热5～6min，通电结束后氩气强吹6min，再氩气软吹1min，再次电极加热6min，通电结束后氩气强吹4～6min，再氩气软吹8min即可。

作为本发明的进一步改进，所述的LF炉中，石灰用量为600～800kg/炉，萤石用量为60～80kg/炉。

作为本发明的进一步改进，所述的造料渣各组分的重量分数如下：CaO 55.20%，Al₂O₃ 30%，SiO₂ 6.95%，MgO 8%。

本发明的有益效果：

1、本发明通过改变加入造料渣的时机，使转炉后的出钢液表面覆盖脱硫渣，减少钢液的裸露面，从而减少钢液吸氮；另一方面脱硫渣减少了进入吹氩站的钢中硫的含量，使得在精炼时间不变的情况下，可以提高氩气强吹时间，从而提高脱硫率。