一种在精炼炉中增氮的方法技术

一种在精炼炉中增氮的方法，其步骤特征是：（一）在ＶＯＤ精炼炉还原结束或在ＶＤ精炼炉脱氢结束后，吹入压力不小于０．５ＭＰａ、底吹总流量不小于５００Ｌ／ｍｉｎ的氮气；（二）计算增氮时间；ａ．求出钢液需增氮量ΔＮ＝［Ｎ］一［Ｎ］↓［前］；其中ΔＮ为钢液需增氮量（％），［Ｎ］为每个钢种处理结束后要求钢液达到的目标氮含量（％），［Ｎ］↓［前］－增氮前钢液中氮含量（％）；ｂ．计算出增氮时间　钢液在增氮过程中温降按ｙ为１．２℃／ｍｉｎ－２．０℃／ｍｉｎ计算；ΔＮ＝１．２５×Ｑ×ｔ×１０↑［－１８８／（Ｔ－ｙｔ＋２７３）－１．２５＋０．５ｌｇＰ－ｌｇｆ］；其中Ｑ为底吹总流量（Ｌ／ｍｉｎ），ｔ为增氮时间（ｍｉｎ），Ｔ为增氮前钢液的温度（℃），Ｐ为炉内真空度（１０↑［５］Ｐａ），ｙ－增氮过程中钢水的温降（℃／ｍｉｎ）。本在精炼炉中增氮的方法成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体讲是在VOD精炼炉还 原结束或在VD精炼炉脱氢结束后，在真空下增氮的方法。
技术介绍
氮作为合金化元素加入钢中能起稳定奥氏体、改善钢的力学性能和耐 腐蚀性等作用。为此，部分不锈钢和碳钢要求钢中有一定的氮含量。现在 VOD或VD精炼炉内增加钢中氮含量的方法是在VOD精炼炉还原结束或在 VD精炼炉脱氢结束后，在大气下往钢液中加入氮化合金进行氮合金化。这 种方法不足之处是 一是氮化合金中的杂质会进入钢中给钢带来污染；二 是增加吨钢生产成本；三是易造成钢水二次氧化，会降低钢水纯净度。
技术实现思路
为了克服现有在精炼炉中增氮的方法的上述不足，本专利技术提供一 种成本低的在精炼炉中增氮的方法。本专利技术的技术方案是在VOD或VD精炼炉中，根据不同钢种在精炼炉处理结束对氮含量的要求，在VOD精炼炉还原结束或在VD精炼炉脱氢结束后， 钢液温度不低于该钢种液相线以上3(TC，底吹气体改为氮气，将真空度调 至40kPa-60kPa、底吹压力大于O. 5MPa、底吹总流量大于500L/min，往钢液 中吹入一定量的氮气，用氮气在钢液中进行氮合金化，从而达到增氮的目 的。本专利技术在VOD或VD精炼炉内、真空下增氮方法的步骤特征是 (一)在VOD精炼炉还原结束或在VD精炼炉脱氢结束后，钢液温度不低于该钢种液相线温度以上3(TC,将真空度调到40kPa—60kPa，通过钢包的底吹装置，往钢液中吹入压力不小于O. 5MPa、底吹总流量不小于500L/min的氮气。(二)用公式(1)和(2)计算增氮时间，确保钢液在精炼炉中处理结束后的氮含量。1、 求出钢液需增氮量AN。针对每个钢种在VOD或VD精炼炉处理结束后要求钢液达到的目标氮 含量，结合增氮前钢液中氮含量，用公式(1)求出钢液需增氮量AN。 △N = — 前 (1)(1) 式中AN —钢液需增氮量(%)—每个钢种在VOD或VD精炼炉处理结束后要求钢液达到的目标氮含量(%) 前 一 增氮前钢液中氮含量(%)2、 计算出增氮时间。在增氮过程中钢液温降按y为l. 2'C/min—2. (TC/min计算， 一般按l. 5 'C/min计算，用公式(2)计算出增氮时间，但在确定增氮时间时要确保增 氮后钢液温度不低于其液相线温度，以防止钢液凝固。△N = 1.25XQXtX 10-18—273)-L25+0.51gP-lgf (2)(2) 式中厶N —钢液需增氮量(%)Q —底吹总流量(L/min) t 一增氮时间(min) T —增氮前钢液的温度(X:) P _炉内真空度(10，3) y —增氮过程中钢液的温降("C/min) lgf = 0. 13-0. 047+0. 01 -0. 02 +0. 047+0. 011-0. Oil -0. 1 一O. 06 -0. 028 +0. 045 +0. 007 注[]括号内为增氮前钢液中各元素的质量分数。 本专利技术在VOD或VD精炼炉内、真空下增氮方法的有益效果 1、用廉价的氮气替代氮化锰或氮化铬等氮化合金进行氮合金化，可 减少氮化合金中的杂质给钢带来的污染，可降低吨钢生产成本。2、 在真空下进行氮合金化，可避免钢水二次氧化，提高钢水纯净度。3、 在真空下通过钢包底吹向钢液中吹入氮气进行氮合金化，可将钢液 中的氮含量增加到O. 110%以上。具体实施例方式下面结合实施例详细说明在VOD精炼炉内、真空下增氮方法的具体实 施方式，但本在精炼炉中增氮的方法的具体实施方式不局限于下述的实 施例。 实施例一本实施例是在90吨双工位V0D炉上进行的，所用钢包底部装有2个底吹 供气装置，单底供气流量最大为600L/min， V0D最高真空度为67Pa。冶炼钢种0Crl8Ni9，液相线温度1460'C，钢种成品化学成分的质量百 分配比见表2:<table>table see original document page 6</column></row><table>注在VOD精炼炉处理结束后要求钢液达到的目标氮含量为O. 050%。到站钢水温度1630。C，钢包空间1350mm (炉渣液面到钢包上沿的距 离)，渣厚40mm，钢水量84.3吨，钢水成分的质量百分配比为 C 0. 245% Si 0. 13% Mn 1. 20% P 0. 015% S 0. 015%Cr 18.15% Ni 8.06% N 0.1707%其余为Fe与不可避免的杂质。抽真空3min后开底吹，钢包底吹&，底吹总流量为600L/min，真空度为 12kPa时降顶枪吹氧347m3，之后抽真空至67Pa，底吹总流量调到1000L/min 沸腾脱碳13min，加石灰2. 0吨，萤石O. 6吨，硅铁O. 65吨(硅铁中硅含量75%)， 还原15min，测温、取样，温度为1553'C，钢水量84.6吨，钢水成分的质量 百分配比为C 0.053% Si 0.41% Mn 1.19% P 0.015% S 0.001%Crl8.16% Ni 8.05% N 0.0322% 其余为Fe与不可避免的杂质。 之后将真空度调到45kPa，通过钢包2个底吹装置，吹入压力0.63MPa、 底吹总流量为1200L/min的氮气给钢水增氮，增氮6min后，测温、取样， 温度为1545"C，钢水成分的质量百分配比为 C 0.051% Si 0.40% Mn 1.19% P 0.015% S 0.001% Crl8. 15% Ni8. 05% N 0.0491%其余为Fe与不可避免的杂质。下面以本实施例为例说明计算增氮量与含氮量的过程。 第一步求出钢液需增氮量AN。已知 =0.050%， 前二O. 0322%。用公式AN二 — 前，求出钢液需增氮量AN^0. 0178%。第二步计算出增氮时间。己知AN=0.0178%， Q=1200L/min， T = 1553°C，P=45kPa=0 . 45X 105Pa， y = 1.5°C/min。 Lgf = 0. 13 -0. 047 +0. 01 _0. 02 +0. 047 +0. 011 -0. 011 -0. 1 一O. 06 —0. 028 +0. 045 +0. 007 =0. 13 X 0. 053-0. 047 X 18. 16+0. 01X8. 05-0. 02 X 1. 19+0. 047 X 0. 41+0. 011 X 0-0. 011X 0-0. 1 X 0-0. 06 X 0-0. 028 X 0+0. 045 X 0.015+0. 007X0. 001=-0. 77 用公式AN二L 25XQX t X 10—188/(T—y"273)-1.25+。.W 艮P: 0. 0178 = 1. 25 X 1200 X t X 10一188/(1553—L w273)—1'25+0.5诚.45一(—0.77) 通过解方程计算出增氮时间t二6min。 实施例二本实施例是在90吨双工位VD上进行的，所用钢包底部装有2个底吹供 气装置，单底供气流量最大为600L/min， VD最高真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在精炼炉中增氮的方法，其步骤特征是：　（一）在ＶＯＤ精炼炉还原结束或在ＶＤ精炼炉脱氢结束后，钢液温度不低于该钢种液相线温度以上３０℃，将真空度调到４０ｋＰａ－６０ｋＰａ，通过钢包的底吹装置，往钢液中吹入压力不小于０．５ＭＰａ、底吹 总流量不小于５００Ｌ／ｍｉｎ的氮气；　（二）用公式（１）和（２）计算增氮时间，确保钢液在精炼炉中处理结束后的氮含量；　ａ、求出钢液需增氮量ΔＮ　针对每个钢种在ＶＯＤ或ＶＤ精炼炉处理结束后要求钢液达到的目标氮含量，结合增氮前钢液 中氮含量，用公式（１）求出钢液需增氮量ΔＮ；　ΔＮ＝［Ｎ］－［Ｎ］↓［前］　（１）　（１）式中：ΔＮ－钢液需增氮量（％）　［Ｎ］－每个钢种在ＶＯＤ或ＶＤ精炼炉处理结束后要求钢液达到的目标氮含量（％）　［Ｎ］↓［前］ －增氮前钢液中氮含量（％）　ｂ、计算出增氮时间。　钢液在增氮过程中温降按ｙ为１．２℃／ｍｉｎ－２．０℃／ｍｉｎ计算，用公式（２）计算出增氮时间，但在确定增氮时间时要确保增氮后钢液温度不低于其液相线温度，以防止钢液凝固；　ΔＮ＝ １．２５×Ｑ×ｔ×１０↑［－１８８／（Ｔ－ｙｔ＋２７３）－１．２５＋０．５１ｇＰ－１ｇｆ］　（２）　（２）式中：ΔＮ－钢液需增氮量（％）　Ｑ－底吹总流量（Ｌ／ｍｉｎ）　ｔ－增氮时间（ｍｉｎ）　Ｔ－增氮前钢液的温度（℃）　Ｐ－炉 内真空度（１０↑［５］Ｐａ）　ｙ－增氮过程中钢水的温降（℃／ｍｉｎ）　１ｇｆ＝０．１３［％Ｃ］－０．０４７［％Ｃｒ］＋０．０１［％Ｎｉ］－０．０２［％Ｍｎ］＋０．０４７［％Ｓｉ］＋０．０１１［％Ｃｏ］－０．０１１［％Ｍｏ］－０．１［％Ｖ ］－０．０６［％Ｎｂ］－０．０２８［％Ａｌ］＋０．０４５［％Ｐ］＋０．００７［％Ｓ］　上式中［］括号内为增氮前钢液中各元素的质量分数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张增武，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]