本发明专利技术涉及一种不锈钢增氮的方法，它的步骤依次是：（一）在VOD精炼炉处理结束，钢包扣盖；（二）用压强0.5～1.2MPa氮气通过钢包底吹入钢液中增氮；（三）根据钢种对氮含量要求和增氮过程温降，用下述公式(c)计算出增氮时间进行增氮，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；钢液在增氮过程中温降按1～3℃/min，氮溶解度按70～90％计算；用公式(a)求出钢液需增氮量：△NV＝[N]-[N]前(a)；用公式(b)计算出在VOD精炼炉增氮时间：tM＝[T前－(T液+20)]/△T(b)；用公式(c)计算出钢液在VOD精炼炉增氮量：△NV=(1.25×Q×t×α)/W?(c)。本发明专利技术的不锈钢增氮的方法，解决了控氮不锈钢在生产中碳、氮、氢含量控制的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
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蚀性等作用。为此，部分不锈钢将钢中氮含量增至0.08% -0.20%。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，可降低吨钢生产成本，减少氮化合金中的杂质带来的污染。 目前，在生产含氮不锈钢时，不同精炼炉有各自的优劣势 在K-OBM-S和AOD炉生产含氮不锈钢时，对控制钢中氮含量具有一定的优势，但将钢中碳含量脱到0. 015%以下有一定难度，特别是双相不锈钢，比碳含量大于0. 015%钢种在冶炼周期65min高出一倍多，不但影响炉衬寿命而且还影响产能；在VOD精炼炉可将钢中碳含量脱到0. 015%以下、氢含量脱到0. 00025%以下是其强项，但是钢中氮含量在脱碳和脱氢的同时也被脱至300ppm左右，不能满足一些钢种对氮含量的要求。
技术实现思路
为满足不同控氮不锈钢对氮含量的要求，本专利技术提供一种不锈钢在VOD精炼炉增氮的方法，本方法可使不锈钢中碳含量控制在0. 003 0. 015%、氢含量控制在0. 00005 0.00025%、氮含量控制在0. 08 0. 20%。本专利技术的技术方案是在VOD处理结束，钢包扣盖，将氮气通过钢包底吹装置吹入钢液中增氮，增氮时部分氮气未被钢液吸收会浮出液面，若长时间连续增氮，钢液与渣间及钢包空间内会充满氮气，可起到隔绝空气阻止钢液与空气接触被氧化的作用；另外，用廉价的氮气替代氮化合金，通过钢包底吹供气装置吹入钢中氮气进行氮合金化，可降低生产成本，提高钢质纯净度，同时还能缩短K-OBM-S和AOD精炼炉冶炼时间，提高不锈钢产能，本方法比在0. 4 0. 6atm下用氮气增氮提高钢液氮溶解度I. 5倍。本不锈钢增氮方法的步骤依次是 (一)在VOD精炼炉处理结束，钢包扣盖； (二)用压强0.5 I. 2MPa氮气通过钢包底供气装置吹入钢液中增氮； (三)根据钢种对氮含量要求和增氮过程温降，用下述公式(c)计算出增氮时间进行增氮，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； 钢液在增氮过程中温降按I 3°C /min，氮溶解度按70 90%计算； 用公式(a)求出钢液需增氮量 A Nv = [N]_ [N] U(a) (a)式中[N]—钢种要求达到的氮含量(%) A队一钢液在VOD精炼炉增氮量(%) [N] |^一±曾氮前钢液中氮含量(%)用公式(b)计算出在VOD精炼炉增氮时间 tM= [T前一(T液+20)]/AT(b) (b)式中tM一最长增氮时间(min) T1J-增氮前钢液温度(V ) T液一液相线温度(V ) A T 一钢液在增氮过程中的温降(V ) 用公式(c)计算出钢液在VOD精炼炉增氮量 A Nv = (I. 25XQXtX a )/W(c) (c)式中ANv —钢液在VOD精炼炉增氮量(%) Q—钢包底吹总流量(L/min) t 一增氮时间(min) W 一钢液重量(g) a —氮在钢液中的溶解度(%) 由(C)式求出增氮时间t。本专利技术解决了控氮不锈钢在生产中碳、氮、氢含量控制的问题，利用VOD精炼炉脱碳和脱氢优势，可使不锈钢中碳含量控制在0. 015%以下、氢含量控制在0. 00025%以下、氮含量控制在0. 08-0. 20%。用廉价的氮气替代氮化合金，通过钢包底吹供气装置吹入钢液中氮气进行氮 合金化，可降低生产成本，提高钢质纯净度，同时还能缩短K-OBM-S和AOD精炼炉冶炼时间，提高不锈钢产能，本方法比在0. 4-0. 6atm下用氮气增氮提高钢液氮溶解度约I. 5倍。具体实施例方式下面结合实施例详细说明的具体实施方式，但本专利技术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180吨VOD精炼炉上进行，钢包底部装有2个底吹氮供气装置，单个底吹氮供气最大流量1500L/min，钢种022Cr22Ni5Mo3N，液相线1460°C，成品化学成分的质量百分配比C 彡 0. 03 ；Si ( I. 00 ；Mn ( 2. 00 ；P ( 0. 030 ；S ( 0. 020 ； Cr 21. 00-23. 00 ；Ni 4. 50-6. 50 ；Mo 2. 50-3. 50 ；N 0. 100-0. 200 ； 其余为Fe与不可避免的杂质。VOD处理结束，钢液重量183t，钢液温度1556°C，钢液化学成分的质量百分配比 C 0. 015 ； Si 0. 45 ； Mn I. 20 ； P 0. 020 ； S 0. 001 ； Cr 22. 30 ；Ni 5. 40 ； Mo 3. 23 ；N 0. 032 ；其余为Fe与不可避免的杂质。在VOD钢包扣盖，通过钢包2个底吹装置，吹入压强0. 9IMPa,总流量2800L/min氮气给钢液增氮，增氮73min，钢液温度1483°C，钢液成分的质量百分配比为C 0. 013 ； Si 0. 43 ； Mn I. 21 ； P 0. 020 ； S 0. 001 ；Cr 22. 31 ； Ni 5. 40 ； Mo 3. 23 ； N 0. 159 ； H 0. 00016 ;其余为Fe与不可避免的杂质。以本实施例为例说明增氮时间I用公式(a)求出钢液需增氮量 A Nv = [N] — [N]前=0. 150% — 0. 032% = 0. 118%II 在 VOD已知A T=I0C /min, Q=2800L/min, ff=183XlO6g, a =85%,T前=1556°C, T液=1460°C 用公式(b)计算,在VOD精炼炉tM = 76min ； 用公式(c)计算,增氮0. 118%,在VOD用时t = 73min。实施例二 本实施例是在90吨VOD精炼炉上进行，钢包底部装有2个底吹氮供气装置，单个底氮 供气最大流量900L/min，钢种S30432，液相线1443°C，成品化学成分的质量百分配比0.07 ^ C ^ 0. 13 ； Si ^ 0. 30 ； Mn ^ I. 00 ； P 彡 0. 030 ； S 彡 0. 025 ；Cr 17. 00-19. 00 ； Ni 7. 50-10. 50 ； Mo 0. 20-0. 40 ； Co 0. 10-0. 20 ；Cu 2. 50-3. 50 ； Nb 0. 20-0. 60 ； NO. 080-0. 120 ； H 彡 0. 00021 ； 其余为Fe与不可避免的杂质。VOD处理结束，钢液重量85t，钢液温度1545 °C，钢液化学成分的质量百分配比C 0. 076 ； Si 0. 21 ； Mn 0. 87 ； P 0. 013 ； S 0. 0015 ； Cr 18. 32 ；Ni 8. 91 ； Mo 0. 32 ； Co 0. 13 ； Cu 2. 93 ； Nb 0. 46 ； N 0. 027 ； 其余为Fe与不可避免的杂质。在VOD钢包扣盖，通过钢包2个底吹装置，吹入压强0. 83MPa、总流量1800L/min氮气给钢液增氮，增氮37min，钢液温度1504°C，钢液化学成分质量百分配比为C 0. 075 ； Si 0. 20 ；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不锈钢增氮的方法，它的步骤依次是 (一)在VOD精炼炉处理结束，钢包扣盖； (二)用压强0.5 I. 2MPa氮气通过钢包底供气装置吹入钢液中增氮； (三)根据钢种对氮含量要求和增氮过程温降，用下述公式(c)计算出增氮时间进行增氮，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； 钢液在增氮过程中温降按I 3°C /min，氮溶解度按70 90%计算； 用公式(a)求出钢液需增氮量 A Nv = [N]_ [N] U(a) (a)式中[N]—钢种要求达到的氮含量(%) A队一钢液在VOD精炼炉增氮量(%) [N] |^一±曾氮...
【专利技术属性】
技术研发人员：张增武，刘亮，陈景锋，侯东涛，
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：
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