耐磨钢钢水氮含量控制方法技术

本发明专利技术公开一种耐磨钢钢水氮含量控制方法，通过转炉出钢工艺优化，LF炉脱氧造渣和合金顺序改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，连铸工序完备的保护浇铸，实现转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，LF+RH过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，最终实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内，大大提高铸坯内部和表面质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金领域的一种炼钢工艺，涉及耐磨钢冶炼过程中钢水氮含量的控制方法。
技术介绍
钢中氮含量对钢的机械性能影响较大，随着钢中氮含量的增加，钢的塑性下降，延展性降低；氮还可加重钢材的时效、降低钢材的冷加工性能、造成焊接热影响区脆化、使铸坯开裂及引起晶间腐蚀。因此降低钢水氮含量一直都是冶炼高品质钢追求的目标，特别是耐磨、磨具钢冶炼过程合金量大，LF炉合金化难度大、冶炼周期长，为了提高合金化效率、缩短冶炼周期，保证连铸的生产节奏，通常LF炉采取大氩气搅拌促使合金化，这种大氩气强动力学条件与氮含量控制相矛盾，导致冶炼该系列钢种氮含量偏高，使连铸坯内部和表面质量较差，影响钢板及后续加工性能，最终使钢铁效益得不到发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有缺陷，提供一种，有效控制钢水中氣的含量，提闻冶炼钢品质。本专利技术实现以上专利技术目的的技术方案是:一种耐磨 钢钢水氮含量控制方法，其特征在于把冶炼耐磨钢过程中钢水增氮环节进行细分，优化各工艺环节，包括:转炉冶炼工艺的优化、精炼炉冶炼工艺的优化及连铸保护浇铸工艺的优化，通过脱氧造渣、合金化顺序的改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，控制各个增氮节点，使转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，精炼炉冶炼过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内。进一步地，转炉冶炼工艺的优化包括:(I)原辅料控制:原辅料及合金中氮含量严格控制在0.020%以内，含铝原辅料氮含量严格控制在0.050%以内，防止由于合金及辅料造成钢水增氮；(2)转炉操作:提高转炉一倒命中率95%以上，严禁转炉后期补吹增氮；转炉出钢前提前打开钢包底吹氩气，排走钢包内空气，出钢合金化后钢包底吹流量控制在50~80Nl/min,防止钢水大翻裸露和空气接触增氮；(3)出钢合金化:出钢合金化按钢包造渣料一脱氧剂一合金顺序加入，严禁出钢结束后加钢包造渣料。精炼炉冶炼工艺的优化包括:(I)LF炉前期操作:钢水到站后，用50~200NL/min的氩气流量破渣壳，实际的氩气流量根据该炉次透气状况调整，不得使用旁通操作破渣壳；供电化渣4~5min后取样分析，化渣阶段禁止加任何脱氧剂；(2 )LF炉加热升温钢包底吹工艺:电极加热期间，钢包底吹氩气流量400~500NL/min，在钢包双管路底吹最大实际流量≥300NL/min，压力≥8.0Bar情况下严禁旁通操作，加热期间，LF炉执行微正压操作，确保电极孔处有微量烟溢出；(3) LF炉过程控制:根据精炼炉第一个钢样成分及渣况粘稠情况，加入合适石灰、萤石和铝丝造渣脱硫，脱硫过程氩气流量400~500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30~60Nl/min，喂铝线后进行成分和温度的微调；LF炉保温阶段，钢包底吹氩气流量控制在20~80Nl/min，以钢水不裸露为原则；(4) RH炉过程控制:真空处理过程，RH炉真空度控制在3mbar以内，抽真空时间≥20min，真空结束后进行钙处理，钙处理钢包底吹氩气流量20~80Nl/min。连铸保护浇铸工艺的优化包括:(1)钢包准备:加强钢包下水口清扫工作，确保钢包下水口清洁度，保证与连铸长水口的密切配合；(2)保护浇铸:开始浇铸前5min，通过氩气管用氩气吹扫中间包内腔，排除内部空气；开始浇铸，待中间包钢水漫过钢包下水口时，开始添加覆盖剂，同时拔出氩气管；浇铸过程多批次小批量加入中间包覆盖剂,保证覆盖剂厚度大于80mm。本专利技术的通过转炉出钢工艺的优化，LF炉脱氧造渣和合金顺序改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，实现转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，LF+RH过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，最终实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内，大大提高铸坯内部和表面质量。经试验验证，采用本专利技术的，冶炼终点平均氮含量可以控制在0.0038%，氮含量最高0.0061%，完全满足钢板性能和客户要求。【附图说明】图1为流程图。【具体实施方式】以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术的，其特点在于转炉出钢工艺的优化，LF炉脱氧造渣、合金顺序改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，连铸工序完备的保护浇铸；转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，LF+RH过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，最终实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内。如图1所示，包括如下内容:1、转炉冶炼工艺:(1)原辅料控制。冶炼过程原辅料及合金中氮含量要控制在0.020%以内，特别是含铝原辅料，氮含量要控制在0.050%以内，防止由于合金及辅料造成钢水增氮。(2)转炉操作。提高转炉一倒命中率95%以上，严禁转炉后期补吹；保证转炉出钢口形状良好，出钢口钢渣要及时处理，防止出钢散流，钢水和空气接触增氮；转炉出钢前I分钟提前打开钢包底吹氩气，排走钢包内空气，出钢合金化后钢包底吹流量控制在50~80Nl/min，防止钢水大翻裸露和空气接触增氮。(3)出钢合金化。出钢合金化按钢包造渣料一脱氧剂一合金顺序加入，在钢水出至30秒后开始加入钢包造渣料(精炼渣5Kg/t钢、石灰4Kg/t钢)，钢水出至1/3后开始加入脱氧剂、合金、增碳剂，钢水出至2/3时加完，严禁出钢结束后加钢包造渣料。2、精炼炉冶炼工艺:(I)LF炉前期操作。钢水到站后，用50~200NL/min的氩气流量破渣壳，实际的氩气流量根据该炉次透气状况调整。不得使用旁通操作破渣壳，供电化渣4~5min后取样分析，化渣阶段禁止加任何脱氧剂。(2 )LF炉加热升温钢包底吹工艺。电极加热期间，钢包底吹氩气流量400~500NL/min，在钢包双管路底吹最大实际流量≥300NL/min，压力≥8.0Bar情况下严禁旁通操作，加热期间，LF炉应执行微正压操作，确保电极孔处有微量烟溢出。(3)LF炉过程控制。根据LF炉第一个钢样成分及渣况粘稠情况，加入合适石灰、萤石和铝丝造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于4Kg，铝丝加入量每次小于0.2Kg，脱硫过程氩气流量400~500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30~60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调。LF炉保温阶段，钢包底吹氩气流量控制在20~80Nl/min(以钢水不裸露为原则)。(4)RH炉过程控制。真空处理过程，RH炉真空度控制在3mbar以内，抽真空时间≥20min，真空结束后进行钙处理，钙处理钢包底吹氩气流量20~80Nl/min ;钙处理结束，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅拌时间> 12min，软搅拌钢包底吹氩气流量10~60Nl/min (以钢水不裸露为原则)。3、连铸保护浇铸工艺(I)钢包准备。加强钢包下水口清扫工作，确保钢包下水口清洁度，保证与连铸长水口的密切配合；在钢包每次灌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于把冶炼耐磨钢过程中钢水增氮环节进行细分，优化各工艺环节，包括：转炉冶炼工艺的优化、精炼炉冶炼工艺的优化及连铸保护浇铸工艺的优化，通过脱氧造渣、合金化顺序的改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，控制各个增氮节点，使转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，精炼炉冶炼过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于把冶炼耐磨钢过程中钢水增氮环节进行细分，优化各工艺环节，包括:转炉冶炼工艺的优化、精炼炉冶炼工艺的优化及连铸保护浇铸工艺的优化，通过脱氧造渣、合金化顺序的改进，以及不同冶炼阶段钢包底吹氩气流量和压力的合理控制，RH长时间、高真空脱气处理以及连铸工序完备的保护浇铸，控制各个增氮节点，使转炉出钢后钢水氮含量控制在0.0030%以内，精炼炉冶炼过程钢水增氮稳定控制在0.0010%以内，连铸工序钢水增氮稳定控制在0.0005%以内，实现高合金耐磨钢连铸坯中的氮含量控制在0.0045%以内。2.根据权利要求1所述的耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于转炉冶炼工艺的优化包括: (O原辅料控制:原辅料及合金中氮含量严格控制在0.020%以内，含铝原辅料氮含量严格控制在0.050%以内，防止由于合金及辅料造成钢水增氮； (2)转炉操作:提高转炉一倒命中率95%以上，严禁转炉后期补吹增氮；转炉出钢前提前打开钢包底吹氩气，排走钢包内空气，出钢合金化后钢包底吹流量控制在50~80 NI/min,防止钢水大翻裸露和空气接触增氮； (3)出钢合金化:出钢合金化按钢包造渣料一脱氧剂一合金顺序加入，严禁出钢结束后加钢包造渣料。3.根据权利要求2所述的耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于保证转炉出钢口形状良好，出钢口钢渣及时处理，防止出钢散流钢水和空气接触增氮。4.根据权利要求2所述的耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于在钢水出至30秒后开始加入钢包造渣料，其中精炼渣5Kg/t钢、石灰4Kg/t钢，钢水出至1/3后开始加入脱氧剂、合金、增碳剂，钢水出至2/3时加完。5.根据权利要求1所述的耐磨钢钢水氮含量控制方法，其特征在于精炼炉冶炼工艺的优化包括: (I)LF炉前期操作:钢水到站后，用50~200NL/min的氩气流量破渣壳，实际的氩气流量根据该炉次透气状况调整，不得使用旁通操作破渣壳；供电化渣4~5min后取样分...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹余良，蔡可森，周贺贺，吴俊平，周桂成，吴伟勤，吴国平，孟令东，朱安静，王永瑞，唐荆晶，赵磊，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：