一种用于钒氮微合金化钢种在连铸过程中的增氮方法，属于炼钢技术领域。在连铸时将钢包下水口与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，在钢包下水口与长水口之间的密封垫上从长水口的密封气体通道处向下方挖出凹槽，凹槽与长水口内壁连通，在钢包下水口和长水口连接处会形成一个空腔，而在钢流的高速流动作用下这个空腔内会形成强大负压，密封所用氮气被负压吸引进入空腔与高速流动的钢水会形成极强的搅拌和充分的混合，使氮气可以溶入钢水中，最终可以增加钢水中的氮含量。在连铸之前检验出钢水中氮含量，根据成品要求氮含量可计算出二者之差即为需增氮量Δ[N]，而通过控制密封氮气流量Q和长水口顶升压力Ps就可以控制被吸入的氮气量，即可以控制钢水的增氮量。优点在于，操作简便、成本极低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于炼钢
，特别是提供了，适用于高氮钢进行冶炼时钢水氮含量较低时的一种增氮方法。
技术介绍
钒氮合金化技术通过充分利用廉价的氮元素，优化钒的析出，从而更好地发挥细晶强化和沉淀强化的作用，显著提高钢的强度。目前，国内外钒氮合金化技术在高强度焊接钢筋、型钢、非调质钢、热轧板、CSP高强带钢、高强度H型钢及高速工具钢等产品中已经或正在得到应用，采用钒氮微合金化技术开发的上述产品，质量优良，合金化成本降低，经济效益十分显著，从而促进了钢铁产品升级换代。目前增氮的方式一般为采用钒氮合金，转炉冶炼条件下，钢中氮含量水平在40?60ppm范围，使用钒氮合金可以使钢中氮含量达到80ppm-110ppm，而较理想的氮含量水平应该控制在120-200ppm之间，因此氮含量明显不足，无法有效充分发挥钒氮合金化的作用。申请号为200910184823.3的专利技术专利《转炉炼钢的钒氮微合金化方法》中提出其钒氮微合金化方法为在转炉出钢过程中加入钒氮合金和增氮剂，增氮剂为氮化硅铁、氮化硅锰、氮化锰铁。但这种方法一方面氮收得率较低，另一方面存在增氮量不稳定的情况，而且加入的增氮剂会影响钢水中硅和锰的含量，不利于钢水成分的精准控制，为了解决这一问题，本专利技术提供了一种连铸过程中增氮的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，其主要方法为在连铸时将钢包下水口与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，在钢包下水口与长水口之间的密封垫上从长水口的密封气体通道处向下方挖出凹槽，凹槽与长水口内壁连通，在钢包下水口和长水口连接处会形成一个空腔，而在钢流的高速流动作用下这个空腔内会形成强大负压，密封所用氮气被负压吸引进入空腔与高速流动的钢水会形成极强的搅拌和充分的混合，使氮气可以溶入钢水中，最终可以增加钢水中的氮含量。在连铸之前检验出钢水中氮含量，根据成品要求氮含量可计算出二者之差即为需增氮量Λ ，而通过控制密封氮气流量Q和长水口顶升压力Ps就可以控制被吸入的氮气量，即可以控制钢水的增氮量。具体工艺步骤及控制的技术参数如下:I)在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出凹槽，凹槽直通到长水口内壁，凹槽数量为1-10个；2)将钢包与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，密封气体压力为0.4-0.7MPa ；3)检验钢水在连铸前道工序结束时的钢中氮含量；4)根据目标氮含量和连铸前的钢中氮含量计算出需增氮含量Λ ；5)密封气体流量参考值为:Q = 2Ε-07 Δ 2+33333 Δ +lNm3/h,范围为1-1ONmVh ;长水口的顶升压力参考值为:Ps = -1E+08 Λ 2 - 15480 Δ +21.33MPa，范围为 8-2 IMPa ；6)按计算的密封气体流量值和长水口顶升压力值设定，之后正常浇注，即可实现钢水增氮，最终可以根据需要将增氮量控制在40-270ppm。本专利技术具有以下优点:1)解决了使用钒氮合金氮含量偏低的问题；2)不使用其他含氮合金或氮化物，减少了合金或基他氮化物成本；3)不使用含氮合金，避免了由此带来的合金元素的波动；4)可以有效利用现有设备，仅作非常小的改动就可以实现，具有操作简便、方法简单、成本极低的优点。【具体实施方式】1、确定生产钢种成分及冶炼工艺路线；2、对连铸前道工序结束时的钢水进行取样检验钢中氮含量；3、将密封垫上与长水口的密封气体由氩气切换为氮气，在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出1-10个凹槽，凹槽直通到长水口内壁；4、根据成品氮含量目标值与连铸前的钢水氮含量计算出需增氮含量Λ ;5、根据密封气体流量参考值计算公式和长水口的顶升压力参考值计算公式计算出长水口的密封气体流量和长水口顶升压力；6、按计算的密封气体流量值和长水口顶升压力值设定，之后正常浇注，即可实现钢水增氮，最终可以根据需要将增氮量控制在40-270ppm。实施例1某钢厂进行螺纹钢HRB400A冶炼，工艺路线为“转炉冶炼一钢包炉精炼一方坯连铸”，目标钒含量为0.05 %，氮含量0.015 %，钢包炉精炼结束后钒含量为0.052 %，氮含量0.0054% ;将钢包与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，密封气体压力为0.47MPa，在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出6个凹槽，凹槽直通到长水口内壁；需增氮量为0.0096 %，经计算密封气体流量设定为4.3Nm3/h,长水口顶升压力设定为19.0MPa,之后正常浇注，所得成品钒含量为0.052 %，氮含量0.0152%,成分合格，满足产品要求。实施例2某钢厂进行宽厚钢Q460冶炼，工艺路线为“转炉冶炼一钢包炉精炼一RH真空处理一板坯连铸”，目标钒含量为0.060%，氮含量0.0170%，RH真空精炼结束后钒含量为0.059 %，氮含量0.0032 % ;将钢包与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，密封气体压力为0.68MPa，在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出10个凹槽，凹槽直通到长水口内壁；需增氮量为0.0138%，经计算密封气体流量5.6Nm3/h，长水口顶升压力17.3MPa，之后正常浇注，所得成品钒含量为0.059 %，氮含量0.0173%,成分合格，满足产品要求。【主权项】1.，其特征在于，具体工艺步骤及控制的技术参数如下: 1)在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出凹槽，凹槽直通到长水口内壁，凹槽数量为1-10个；2)将钢包与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，密封气体压力为0.4-0.7MPa ； 3)检验钢水在连铸前道工序结束时的钢中氮含量； 4)根据目标氮含量和连铸前的钢中氮含量计算出需增氮含量Λ; 5)密封气体流量值为:Q= 2E-07 Δ 2+33333 Δ +lNm3/h，范围为 1-1ONm3A ;长水口 的顶升压力参考值为:Ps = -1E+08 Λ 2 - 15480 Δ +21.33MPa，范围为 8-2IMPa ； 6)按计算的密封气体流量值和长水口顶升压力值设定，之后正常浇注，即实现钢水增氮，最终根据需要将增氮量控制在40-270ppm。【专利摘要】，属于炼钢
在连铸时将钢包下水口与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，在钢包下水口与长水口之间的密封垫上从长水口的密封气体通道处向下方挖出凹槽，凹槽与长水口内壁连通，在钢包下水口和长水口连接处会形成一个空腔，而在钢流的高速流动作用下这个空腔内会形成强大负压，密封所用氮气被负压吸引进入空腔与高速流动的钢水会形成极强的搅拌和充分的混合，使氮气可以溶入钢水中，最终可以增加钢水中的氮含量。在连铸之前检验出钢水中氮含量，根据成品要求氮含量可计算出二者之差即为需增氮量Δ，而通过控制密封氮气流量Q和长水口顶升压力Ps就可以控制被吸入的氮气量，即可以控制钢水的增氮量。优点在于，操作简便、成本极低。【IPC分类】B22D41-60, B22D41-50, B22D11-11【公开号】CN104550898【申请号】CN201410832202【专利技术人】刘金刚, 王立峰, 郝珊, 李战军, 许东利, 郝宁, 初仁生, 王彦锋, 闫新慧, 王森 【申请人】首钢总公司【公开日】2015年4月29日【申请日】2014年12月27日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于钒氮微合金化钢种在连铸过程中的增氮方法，其特征在于，具体工艺步骤及控制的技术参数如下：1)在密封垫上与长水口的密封气体通道对应位置向下方挖出凹槽，凹槽直通到长水口内壁，凹槽数量为1‑10个；2)将钢包与长水口之间的氩气密封改为氮气密封，密封气体压力为0.4‑0.7MPa；3)检验钢水在连铸前道工序结束时的钢中氮含量；4)根据目标氮含量和连铸前的钢中氮含量计算出需增氮含量△[N]；5)密封气体流量值为：Q＝2E‑07△[N]2+33333△[N]+1Nm3/h，范围为1‑10Nm3/h；长水口的顶升压力参考值为：Ps＝‑1E+08△[N]2–15480△[N]+21.33MPa，范围为8‑21MPa；6)按计算的密封气体流量值和长水口顶升压力值设定，之后正常浇注，即实现钢水增氮，最终根据需要将增氮量控制在40‑270ppm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金刚，王立峰，郝珊，李战军，许东利，郝宁，初仁生，王彦锋，闫新慧，王森，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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