一种精确控制含氮钢种氮含量的RH吹氮气合金化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种精确控制含氮钢种氮含量的RH吹氮气合金化工艺，包括：将脱硫铁水和废钢转炉冶炼，顶吹氧气，底吹氮气；钢水依次进行LF精炼、RH真空精炼，RH采用机械泵真空系统，具体为：将RH环流气体进行氩/氮切换，氮气流量90～150Nm3/h，氮气压力1.0～1.8Mpa，并进行RH真空抽气，压力由大气压降低至273Pa以下，RH抽气持续5～10min；测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；根据取样分析结果调整钢水成分含量，并将RH真空度调整至4～15kpa，使钢水快速增氮，平均增氮量为3.0～3.50ppm/min；当钢水达到钢种技术要求后，RH结束，复压，打开钢包底吹氩气，喂金属钙线钙处理。本发明专利技术能精确控制钢水氮含量波动在

【技术实现步骤摘要】
一种精确控制含氮钢种氮含量的RH吹氮气合金化工艺


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，特别是涉及一种提高RH精炼吹氮气合金化氮成分命中率的方法。

技术介绍

[0002]向钢水吹入氮气是一种低成本的含氮钢生产新技术，钢铁冶炼工艺中应用广泛。钢厂有转炉底吹氮气、钢包底吹氮气、RH吹氮气等生产含氮钢种的方法。RH是一种广泛应用的钢水真空精炼装置(主要为蒸汽喷射泵系统)，具有脱碳、脱气、升温、去除夹杂物等功能，用于生产高品质洁净钢。但RH吹氮气合金化时，氮成分控制精度在20～40ppm之间，存在氮成分波动较大的问题，影响企业的生产成本和钢种质量。
[0003]现有的RH吹氮气合金化氮成分含量控制工艺有以下几种：
[0004]中国专利CN102296160A公开了一种低成本RH钢水增氮控氮工艺，采用“转炉
‑
钢包炉精炼
‑
RH炉真空处理
‑
连铸”的工艺路线冶炼，利用钒氮合金析出强化的高强度低合金钢种的RH钢水增氮控氮工艺的方法。该方法的特点有：1、采用的是钒铁进行钒合金化替代钒氮合金；2、RH增氮控氮过程中氮气流量按照800
‑
1200NL/min控制，抽真空处理时间8
‑
10min，以达到钢中氮含量在80
‑
120ppm水平。3、RH真空结束钙处理采用的是硅钙线。该方法采用钒铁和硅钙线，钒合金化和钙处理成本均较高，RH采用的是蒸汽喷射泵真空系统，未提及RH真空增氮控氮过程过程的真空度控制范围，这是RH钢水增氮的一个重要工艺参数。虽然RH抽真空处理时间为8
‑
10min，但氮钢种氮的波动范围为40ppm以内，氮波动较宽。
[0005]中国专利CN105154628A公开了一种含氮钢种的RH脱氢增氮工艺，其RH全程采用氮气作为提升气体，通过控制RH精炼过程氮气的流量及压力、RH的真空度及真空处理时间等工艺参数达到既脱氢又增氮的目的。该方法RH采用的是蒸汽喷射泵真空系统，主要目的是为了既脱氢，又保证含氮钢氮含量在80～120ppm，氮波动范围为40ppm以内，波动较宽。
[0006]中国专利CN104962698B公开了一种取向电工钢氮含量的精确控制方法，介绍了RH生产取向电工钢氮含量精确控制的方法，钢种氮含量控制精度较高(
±
5ppm)。但该方法RH采用的是蒸汽喷射泵真空系统，钢种限制为取向电工钢；同时，其生产工艺为：铁水预处理
→
210吨转炉冶炼
→
RH精炼
→
连铸，其中RH精炼过程中两次进行氩气和氮气切换，且RH真空增氮阶段氮气压力为1.1～1.6MPa，循环流量为200～280Nm3/h，RH炉的真空度为3～5KPa，此种循环气体流量的缺陷会导致真空槽内部“结瘤”严重缺陷。
[0007]因此，鉴于现有RH精炼吹氮气合金化氮含量控制技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种提高Q420和Q370级桥梁钢RH精炼吹氮气合金化氮成分命中率的方法，提高钢种质量，降低生产成本。

技术实现思路

[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种提高RH精炼吹氮气合金化氮成分命中率的方法，提高钢种质量，降低生产成本。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种精确控制含氮钢种氮含量的RH吹氮气合金化工艺，所述工艺包括如下步骤：
[0010](1)将脱硫铁水和废钢进行转炉冶炼，转炉吹炼为顶底复吹转炉，顶吹氧气，底部吹氮气；转炉出钢时加入脱氧合金，粗调钢水成分；
[0011](2)钢水进入LF精炼炉进行冶炼；
[0012](3)钢水进入RH精炼炉进行真空精炼，RH处理采用机械泵真空系统，RH真空精炼过程如下：
[0013]钢包顶升至工作位置，关闭钢包底吹氩气，将RH环流气体从氩气切换为氮气，全程吹氮气，控制氮气流量为90～150Nm3/h，氮气压力为1.0～1.8Mpa，并打开真空泵主阀，进行RH真空抽气，将RH精炼炉压力由大气压101Kpa降低至273Pa以下，RH抽气持续时间控制在5～10min；测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；根据钢水温度和取样氮成分含量分析结果，加入调温废钢调整温度，加入合金调整钢水成分含量，并将RH精炼炉真空度调整至4～15kpa，氮气流量控制在90～150Nm3/h，RH抽气持续时间控制在5～15min，使钢水快速增氮，平均增氮量为3.0～3.50ppm/min；当钢水化学成分和氮成分含量达到钢种技术要求后，RH真空精炼处理结束，RH精炼炉复压，打开钢包底吹氩气，喂金属钙线钙处理，弱搅拌钢水5～10min。
[0014]进一步，所述步骤(3)中，RH真空精炼过程如下：
[0015]①
钢包顶升至工作位置，关闭钢包底吹氩气，将RH环流气体从氩气切换为氮气，全程吹氮气，控制氮气流量为90～150Nm3/h，氮气压力为1.0～1.8Mpa，并打开真空泵主阀，进行RH真空抽气，将RH精炼炉压力由大气压101Kpa降低至273Pa以下，RH抽气持续时间控制在5～10min；第一次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
[0016]②
根据第一次测温、取样分析结果，加入调温废钢调整钢水温度，如需要加入碳粒、硅铁、锰铁、铝丸等调整钢水C、Si、Mn、Als含量，控制RH合金加入总量≤300kg/炉；第二次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；RH精炼炉压力降低至166Pa以下，RH抽气持续时间控制在10～15min；第三次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
[0017]③
根据第三次取样分析结果，将RH精炼炉真空度调整至4～15kpa，氮气流量控制在90～150Nm3/h，RH抽气持续时间控制在5～15min，使钢水快速增氮；第四次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
[0018]④
当钢水化学成分和氮成分含量达到技术要求后，RH真空精炼处理结束，RH精炼炉复压，打开钢包底吹氩气，进行钢水喂钙线操作，弱搅拌钢水5～10min；然后取样，分析钢水化学成分和氮成分含量，当钢水满足钢种技术要求后，进入连铸工序浇注。
[0019]进一步，所述步骤
②
中，所述合金选自碳粒、硅铁、锰铁、铝丸中的至少一种。
[0020]进一步，所述步骤
④
中，进行钢水喂钙线操作时，钙线喂入量为150～230m。
[0021]进一步，所述步骤
④
中，RH真空精炼处理结束后，钢包底吹氩气流量为5～20Nm3/h，钢水液面处于蠕动状态。
[0022]进一步，所述工艺还包括步骤(4)连铸浇注过程：钢包长水口进行氩气保护浇注，中间包要密封良好，浇注10～15min后，取中间包钢水样，分析钢水化学成分和氮成分含量。
[0023]进一步，RH吹氮气合金化后得到的钢水氮成分含量目标值为90～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精确控制含氮钢种氮含量的RH吹氮气合金化工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将脱硫铁水和废钢进行转炉冶炼，转炉吹炼为顶底复吹转炉，顶吹氧气，底部吹氮气；转炉出钢时加入脱氧合金，粗调钢水成分；(2)钢水进入LF精炼炉进行冶炼；(3)钢水进入RH精炼炉进行真空精炼，RH处理采用机械泵真空系统，RH真空精炼过程如下：钢包顶升至工作位置，关闭钢包底吹氩气，将RH环流气体从氩气切换为氮气，全程吹氮气，控制氮气流量为90～150Nm3/h，氮气压力为1.0～1.8Mpa，并打开真空泵主阀，进行RH真空抽气，将RH精炼炉压力由大气压101Kpa降低至273Pa以下，RH抽气持续时间控制在5～10min；测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；根据钢水温度和取样氮成分含量分析结果，加入调温废钢调整温度，加入合金调整钢水成分含量，并将RH精炼炉真空度调整至4～15kpa，氮气流量控制在90～150Nm3/h，RH抽气持续时间控制在5～15min，使钢水快速增氮，平均增氮量为3.0～3.50ppm/min；当钢水化学成分和氮成分含量达到钢种技术要求后，RH真空精炼处理结束，RH精炼炉复压，打开钢包底吹氩气，喂金属钙线钙处理，弱搅拌钢水5～10min。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，RH真空精炼过程如下：
①
钢包顶升至工作位置，关闭钢包底吹氩气，将RH环流气体从氩气切换为氮气，全程吹氮气，控制氮气流量为90～150Nm3/h，氮气压力为1.0～1.8Mpa，并打开真空泵主阀，进行RH真空抽气，将RH精炼炉压力由大气压101Kpa降低至273Pa以下，RH抽气持续时间控制在5～10min；第一次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
②
根据第一次测温、取样分析结果，加入调温废钢调整钢水温度，根据需要加入合金调整钢水C、Si、Mn、Als含量，控制RH合金加入总量≤300kg/炉；第二次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；RH精炼炉压力降低至166Pa以下，RH抽气持续时间控制在10～15min；第三次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
③
根据第三次取样分析结果，将RH精炼炉真空度调整至4～15kpa，氮气流量控制在90～150Nm3/h，RH抽气持续时间控制在5～15min，使钢水快速增氮；第四次测温、取样，分析钢水化学成分和氮成分含量；
④
当钢水化学成分和氮成分含量达到技术要求后，RH真空精炼处理结束，RH精炼炉复压，打开钢包底吹氩气，进行钢水喂钙线操作，弱搅拌钢水5～10min；然后取样，分析钢水化学成分和氮成分含量，当钢水满足钢种技术要求后，进入连铸工序浇注。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤
②
中，所述合金选自碳粒、硅铁、锰铁、铝丸中的至少一种；和/或，所述步骤
④...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓峰，何维祥，陈露涛，高祝兵，尹川，胡昌志，刘德宏，何亮，刘小红，陈鸿员，程殿，张朝映，刘渝，曾令文，
申请(专利权)人：重庆钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：