在LF精炼过程加氮的方法技术

本发明专利技术公开了一种在LF精炼过程加氮的方法，属于冶金工程领域。该方法主要应用于以氮元素来提高钢性能的高氮钢的生产中，具体为在LF精炼初期脱氧剂加入钢水后向精炼炉内的钢水中添加含氮合金或在精炼脱氧结束后向钢水中加入含氮合金。采用本发明专利技术的方法可以明显提高轧材中氮的过饱和溶解度，相对于在转炉工序进行含氮合金化，轧材中氮含量可以提高20%以上，而且氮的回收率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金工程领域，涉及ー种在LF精炼过程加氮的方法，主要应用于以氮元素来提高钢性能的高氮钢的生产中。
技术介绍
随着氮元素在低合金高强度钢中的广泛应用，含氮钢产品已广为冶金领域所接受。氮元素对提高钢的强度贡献较大，而且含氮合金成本不高，适宜添加，因此，含氮钢在近年来发展迅速，不仅在对有高強度要求的钢中得到应用，而且即使对于类似Q345级别产品的钢种设计，为实现强度指标或降低生产成本，也已经采取在钢中加入适量的含氮合金用于强度指标提升。但氮在钢中饱和度是一定的，如何最大限度的増加钢中氮元素的含量成为近年来含氮钢研究的重点。公开号为CN102051530A的中国专利公开了ー种48MnV含氮钢及其加氮エ艺。其加氮エ艺的N按O. 0080-0. 0150%控制，优选N为O. 0090-0. 0120%,目标值为O. 0110%，按计算量在真空流程后向钢中一次性喂入氮化锰铁线。该专利技术改真空前加氮合金化为真空后加氮合金化，真空后再微调氮的エ艺流程，可使48MnV含氮钢获得较好的综合力学性能，提高強度和韧性。公开号为CN102400030A的中国专利公开了ー种真空感应炉冶炼钢水添加氮元素的方法，在高真空感应炉冶炼需要添加氮元素的钢种时，将不对钢液质量产生危害的含氮铁合金放入料斗内，钢液经过高真空精炼，充分脱氧后，向炉内及锭模内充入氩气，加入含氮铁合金终脱氧后，出钢浇注。精炼脱氧后，在氩气保护气氛下加入含氮铁合金，终脱氧后出钢浇注，达到精确、低成本的添加氮元素目的。公开号为CN102220454A的中国专利公开了ー种在钢中添加氮化钒合金的微合金钢的炼钢方法，该方法的特点是在炼钢吋，当倒入钢包的钢液占出钢量20 40%时，将ー种经特定密封包装的氮化钒合金添加剂包装块投入钢包，再冲入剩余的钢液；所述的氮化钒合金添加剂为氮化钒合金粉体与O 10%的铝粉或铝粒的混合物，用包装袋密封包装成包装块；所述的包装袋由有足够强度的纸质包装纸外层和单层或双层不透气塑料膜衬裡构成；所述的氮化钒合金粉体是将钒化合物粉料与碳质粉料混配而成的混合粉体原料，置于制备炉中，经向制备炉通入氨气或氮气，使物料进行预还原、碳化、氮化反应而直接获得的氮化钒合金粉体。该专利技术能有效提高钒、氮回收率和钢材的质量。综上所述，上述专利是针对真空冶炼条件下的加氮エ艺或转炉出钢过程的加氮方式，对非真空条件下精炼过程的加氮エ艺并未提及。此外，目前含氮合金一般在转炉出钢过程进行添加，这种添加工艺尽管比较简单，易于操作，但是氮在钢中的溶解度有波动，且氮的回收率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种在LF精炼过程加氮的方法。该方法是在LF炉精炼条件下加入含氮合金的，即将含氮合金的添加时机由转炉添加改为在LF精炼炉添加，而且该加氮方法是在非真空条件下进行的。本专利技术提供的在LF精炼过程加氮的方法，其具体技术方案如下在LF精炼初期脱氧剂加入钢水后向精炼炉内的钢水中添加含氮合金或在精炼脱氧结束后向钢水中加入含氮合金。优选地，在向钢水加入所述含氮合金的同时进行搅拌；或在所述含氮合金加入钢水结束后立即进行搅拌。优选地，在所述含氮合金加入钢水后到钢水出所述精炼炉前还要对所述钢水进行预定时间的软吹氩气处理。所述预定时间优选为4-10min ;在所述软吹氩气处理的过程中，所述氩气的流量优选为4 30m3/h。所述搅拌优选为吹氩搅拌。 优选地，所述含氮合金是氮化铬铁、氮化锰铁、氮化钒铁、氮化硅铁、氮化铬、氮化锰以及氮化钒中的一种或者多种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是(I)本专利技术所述的在LF精炼过程加氮的方法简单易行，含氮合金在钢中可充分利用，氮元素也不易逸出；(2)本专利技术可以明显提高轧材中氮的过饱和溶解度，相对于在转炉エ序进行含氮合金化，应用本专利技术添加后的轧材中氮含量可以提高20%以上，而且氮的回收率高。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。目前的成品钢材的生产方法大概包括以下流程铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、出钢浇注到锭模或者连铸、控制轧制控制冷却。此外在LF精炼后浇注处理之前往往还有VD脱气处理工艺。本专利技术提供的在LF精炼过程加氮的方法可应用于以氮元素来提高钢性能的高氮钢的生产中，该方法的具体技术方案如下在精炼初期脱氧剂加入钢水后向精炼炉内的钢水中添加含氮合金或是在精炼脱氧结束后立即向钢水中加入含氮合金。优选地，在加入含氮合金的同时进行吹氩搅拌，搅拌速度一般为精炼正常搅拌速度的两倍以上，即搅拌时氩气压カ为O. 31-0. 60Mpa，氩气流量为IOmVh 36m3/h，搅拌时间1_10分钟，优选I 5分钟；或在加入结束后立即进行搅拌，其目的是保证含氮合金在钢水中充分熔化，利用V-N微合金化体系，通过优化钒的析出強化和晶粒细化作用，并与适当的生产エ艺技术相配合，也避免氮元素与耐火材料长时间接触氧化，以提高收得率；搅拌结束后进行常规后续エ序，例如进行其他成份及合金含量的调整；最后在钢水出精炼炉前进行预定时间的软吹氩气处理。所述预定时间优选为4-10分钟，一般而言，软吹时间不宜过长。在软吹氩气处理过程中，所述氩气的流量优选为4 30mVh，比如10m3/h、18m3/h、30m3/h,优选 10 30m3/h。所述含氮合金可以是含有氮成分的任何一种含氮合金，加入含氮合金的种类根据钢种元素成分的需求而定，比如氮化铬铁、氮化锰铁、氮化钒铁、氮化硅铁、氮化铬、氮化锰和氮化钒等中的一种或者多种。含氮合金的加入量按照成品钢中的N的质量百分比达到O.008%以上为目标，根据钢种不同优选N的质量百分比在O. 25%以下，比如O. 015%, O. 18%、O.20% 等。 本专利技术的加氮方法可用于含氮钢的精炼生产エ艺。下面介绍几个将本专利技术方法应用于含氮钢的精炼生产エ艺中的实施例。实施例I用120t LF精炼炉精炼450Mpa以上的高强度H型钢，要求H型钢中达到IOOppm以上或N的质量百分比达到O. 010%以上。经120t转炉初炼后，对钢水进行精炼，在精炼初期，脱氧剂加入钢水后立即添加90kg氮化钒，添加氮化钒的同时进行搅拌，搅拌氩气压カ为O. 4-0. 6Mpa，氩气流量为12m3/h 15m3/h,搅拌时间为4-8min ;搅拌结束后按照常规进行后续エ序如成分微调等；最后在 钢水出精炼炉前软吹氩气，软吹时间为7min，氩气的流量为10-30m3/h。对出精炼炉的钢水取样分析，N的质量百分比为O. 0100-0. 0180%。精炼后进入连铸エ序、铸坯缓冷エ序等。成品高強度钢桩H型钢中N的质量百分比为O. 0130%，氮的回收率为52%。实施例2用80t LF精炼炉精炼Q420C钢，要求该钢中N的质量百分比达到O. 008%。经80t转炉初炼后，对钢水进行精炼，在精炼脱氧结束后加入60kg氮化钒，添加氮化钒的同时进行搅拌，搅拌氩气压カ为O. 31-0. 5Mpa，氩气流量为18m3/h 24m3/h，搅拌时间为6-9min ;搅拌结束后按照常规进行后续エ序如成分微调等；最后在钢水出精炼炉前软吹氩气，软吹时间为7-9min，氩气的流量为4_5m3/h。对出精炼炉的钢水取样分析，N的质量百分比为O. 0080-0.013%。精炼后进入连铸エ序、铸坯缓冷エ序等。成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在LF精炼过程加氮的方法，其特征在于，在LF精炼初期脱氧剂加入钢水后向精炼炉内的钢水中添加含氮合金或在精炼脱氧结束后向钢水中加入含氮合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张思勋，王博，郭伟达，张佩，邓存善，石磊，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：