【技术实现步骤摘要】
基于含氢等离子体喷吹的炼钢高效控氮方法
[0001]本申请涉及冶金领域,尤其涉及一种基于含氢等离子体喷吹的炼钢高效控氮方法。
技术介绍
[0002]通常对于大多数钢种而言,氮是有害元素。氮原子对位错的“钉扎”作用,使钢的强度、硬度提高,塑性和冲击韧性下降,不利于后续轧制和加工处理;氮还会使钢产生“时效沉淀硬化”或“时效脆性”;氮使钢产生“蓝脆”,尤其对于对低碳钢,所有试验表明在150
‑
450℃(通常金属制造发蓝温度)范围内,由于氮化物Fe4N析出,使钢的抗拉强度增高至一个峰值后回落,从而使钢的冲击韧性下降。因此一些耐候钢、汽车钢对于氮含量要求在50ppm左右,而IF钢和超纯铁素体不锈钢对于氮含量要求则是在30ppm以下。目前,生产低氮钢的工艺路线主要为高炉+转炉+LF+VOD/RH,而对于电弧炉短流程炼钢工艺路线而言,钢液中的N含量难以控制,主要是因为电弧炉冶炼和钢包精炼过程,由于电极产生的电弧会电离空气吸氮,所以钢液中的氮含量持续增加;并且后续的VD/RH等真空处理的脱氮率有限,一般在20
‑
30%之间;而对于生产超低氮钢种,国内目前生产工艺很少经过LF,这就导致超低氮钢种生产过程较为苛刻,工艺过程容错率较低,究其原因,LF精炼过程钢液增氮难以控制,因此,亟需一种控制精炼过程钢液氮含量的方法,从而使短流程炼钢扩大生产品种,使长流程炼钢生产超低氮钢更为顺行。
[0003]专利申请号为CN1453372A公开了一种钢液的精炼脱氮方法,该方法通过直流脉冲电场在钢液上方形成氩+
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于含氢等离子体喷吹的炼钢高效控氮方法,其特征在于,包括:在进行电弧炉冶炼、钢包精炼、VOD精炼和RH精炼中的至少一个时,使用富氢气体和氩气的混合气体产生氢等离子体进行钢液脱氮;所述电弧炉冶炼包括:起始阶段通过中空电极向炉内喷吹氩气,气体流量为10
‑
30NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
1.0MPa,底吹氩气流量为1
‑
5NL/min/t;开始送电至形成熔池前,通过中空石墨电极向钢液中喷吹富氢气体和氩气的混合气体,富氢气体的占比为5%
‑
80%,流量为10
‑
30NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
1.0MPa,底吹氩气流量为1
‑
5NL/min/t;熔池形成至完全熔清阶段,通过中空石墨电极向钢液中喷吹富氢气体和氩气的混合气体,富氢气体的占比为5%
‑
80%,流量为20
‑
30NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
1.0MPa,底吹氩气流量为2
‑
6NL/min/t;熔清后至出钢前,通过中空石墨电极向钢液中喷吹富氢气体和氩气的混合气体,富氢气体的占比为10%
‑
80%,流量为10
‑
20NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
1.0MPa,底吹氩气流量为2
‑
6NL/min/t;出钢过程中,中空石墨电极停止喷吹气体;所述钢包精炼包括:上一工序出钢后加入精炼渣,覆盖钢液面,防止钢液吸氮;包车移动至精炼工位后,中空石墨电极下降至钢液面上方30
‑
50cm处,通入纯氩气,气体流量为10
‑
20NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
0.6MPa;钢液大搅一次脱硫时,通入纯氩气,气体流量为25
‑
30NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
0.6MPa;大搅一次脱硫后,向钢包内加入造渣料、脱氧剂和合金,中空石墨电极通入纯氩气,气体流量为5
‑
10NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
0.6MPa;送电化渣开始时,中空石墨电极通入富氢气体和氩气的混合气体,富氢气体配入比例为5
‑
80%,气体总流量为5
‑
10NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
0.6MPa;化渣完成,泡沫渣覆盖电弧,富氢气体配入比例为5
‑
80%,气体总流量为20
‑
30NL/min/t,入口气体压力为0.4
‑
0.5MPa;送电完成后,将中空石墨电极提升至钢液上方30
‑
50cm处,通入纯氩气,气体流量为10
‑
20NL/min/t,入口气体压力为0.1
‑
0.6MPa;钢包精炼完成后,中空石墨电极停止吹气,提升电极至最高限位,钢包车开至吊包位完毕;所述VOD精炼包括:当真空度抽至20
‑
25 kPa时,底吹气体流量调至200NL/min,同时开启等离子火炬喷吹富氢气体和氩气的混合气体,混...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏光升,李欣,朱荣,徐国义,李层,昌欢,冯超,苏荣芳,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。