一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法。采用在LF炉精炼工序向钢水中喂入氮化锰包芯线进行增氮、增锰，所述的氮化锰包芯线直径12～14mm，氮化锰包芯线的芯粉重450～500g/m，皮重125～175g/m质量比组成；所述氮化锰包芯线按每吨钢水喂入280～300米氮化锰包芯线，实现完全增氮，钢水增氮稳定控制在50-60ppm，实现完全增氮的同时完成部分增锰，增锰量为0.09～0.10％。本发明各工序中不需要吹氮气，实现增氮量一步可控，可在精炼部分增锰的同时完成钢水增氮，提高了钢水氮收得率。
【专利说明】一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法，属钢铁冶金炼钢【技术领域】。
【背景技术】
[0002] Ti、V、Nb微合金化技术，以其显著的经济技术优势在世界范围内得到广泛的应用， 而氮能提高钢的强度和塑性，扩大奥氏体区，细化晶粒，改善其加工性能，因此，采用钒氮微 合金化技术，在低钒含量下获得了高强度，明显节约了钒的用量，降低了钢的成本，尤其是 在高强度钢中体现明显。CN102732686A公开一种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢 的方法，在钒氮微合金化高强钢的冶炼工序中增加真空处理工序，对经过钒氮含量调整后 的钢水进行脱氢增氮，所述的真空处理工序采取全程钢包底吹氮气工艺，所述的真空处理 工序采用两步真空冶炼处理法对真空冶炼处理的功能进行有效分解，以达到脱氢保氮的作 用。采用本发明的方法，冶炼的钢中不但氢含量可达I. 5ppm以下，氮含量可控制在120? 220ppm，全氧可控制在20ppm以下，而且在轧制压缩比偏小厚度规格在40mm以上的厚规格 钢板延伸性能合格率可达98%以上，提高了钒氮合金化钢种的综合性能，降低了钒氮合金 用量，提高了钢板成材率，降低了成本。CN103952511A公开了一种高强钢钢水氮含量控制 方法，将冶炼高强钢过程中钢水增氮工艺进行转炉冶炼工艺、精炼炉冶炼工艺及连铸保护 浇铸工艺三个阶段的优化，通过脱氧造渣、合金化顺序的改进，控制三阶段增氮节点，实现 转炉出钢后钢水氮含量控制在〇. 0030 %以内，LF+RH过程钢水增氮稳定控制在0. 0010 %以 内，连铸工序钢水增氣稳定控制在0. 0005 %以内，最终实现1?合金1?强钢连铸述中的氣含 量控制在0. 0045%以内，该方法大大提高了铸坯内部和表面质量。
[0003] 研究结果表明，钒氮微合金化技术主要是通过钢中增氮后对钒的析出动力学的 影响，优化了钒的析出状态，增加了钒的析出强化效应，以及由此带来的细晶强化效应等 作用，从而改善钢的性能。钢中增氮常用钒氮合金化法，但存在增氮量不足缺陷，因此开发 使用氮化锰包芯线增氮工艺，解决此类问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法，主要 是应用于复吹转炉和LF精炼冶炼高强度钢时的增氮工艺。特别是用于S450J0、Q550D、 Q690D高强度钢生产的增氮增锰方法。
[0005] 术语说明：
[0006] 1、高强度钢，是指力学性能中屈服强度、抗拉强度、冲击功等级别较高的一类钢 种，例如Q550D、Q690D、S450j0等钢种，钢成分根据钢种按规定标准设计。本发明对钢 成分不做限定。其中，不同钢种的锰含量范围也略有不同，例如某高强钢锰成分要求在 1. 30-1. 50%，则其下限约是1. 30-1. 32%，中限是1. 40%左右，本领域的技术人员可以根 据现有技术确定。
[0007] 2、增锰量，是质量分数，是以转炉正常出钢后钢水中锰含量为基础，再增加锰的含 量。例如出钢后钢水锰含量为0. 12%，喂入包芯线增锰量0.09?0. 10%时，则喂入包芯线 后钢水锰含量总数为0. 21-0. 32%。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种用于高强度钢生产的增氮增锰方法，高强度钢生产的工艺包括铁水预处理， 顶底复吹转炉冶炼，LF炉精炼，连铸工序，其特征在于，采用在LF炉精炼工序向钢水中喂入 氮化锰包芯线进行增氮、增锰，所述的氮化锰包芯线直径12?14_，氮化锰包芯线的芯粉 重450?500g/m，皮重125?175g/m质量比组成，包皮为纯铁皮材质；氮化锰包芯线的芯 粉中，质量百分比含量组成如下：
[0010] Mn 彡 80%，N 彡 7%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 I. 0%，S 彡 0· 02% ;各成分 之和为100% ;
[0011] 以120吨的顶底复吹转炉计，所述氮化锰包芯线按280?300米/炉喂入氮化锰包 芯线，实现完全增氮，钢水增氮稳定控制在50-60ppm，实现完全增氮的同时完成部分增锰， 增锰量为0.09?0.10%。各工序中不需要吹氮气。
[0012] 如果换用其他吨位的顶底复吹转炉，可以按比例换算出每炉钢水的氮化锰包芯线 的用量，本领域的人员在此基础上的用量变换，均在本发明的保护范围内。
[0013] 根据本发明的方法，优选的，所述精炼工序向钢水中喂入氮化锰包芯线的方式是： 钢包进站后先吹氩化渣，然后一次性喂入氮化锰包芯线。
[0014] 根据本发明的方法，优选的，氮化锰包芯线的芯粉中，质量百分比含量组成如下： Mn :80-82. 5%，N :7-7. 5%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 I. 0%，S 彡 0· 02%;各成分之和 为 100%。
[0015] 根据本发明的方法，优选的，转炉出钢前，根据精炼工序氮化锰包芯线喂入量计算 增锰量，合金化时将钢水锰含量控制在成分下限。
[0016] 根据本发明的方法，优选的，精炼工序根据钢水初样成分，还需要配加一定量的中 碳锰铁，将钢水锰含量配至中限，完成增锰操作。中碳锰铁是一种炼钢用合金，作用是调整 钢水锰元素含量。精炼工序除了喂入氮化锰包芯线外，若锰元素仍不够则需要补加中碳锰 铁；特别是氮锰线喂入量有严格限制，不可一次性加入过多，否则会影响钢水质量。
[0017] 根据本发明的方法，优选的，所述氮化锰包芯线通过喂线机喂入钢水中，喂线速度 2. 8-3. 5米/秒。喂入包芯线的速度过快会使钢水液化然后有强烈的反应，氮回收率就大大 降低了；而速度过慢又会使包芯线满足不了钢水的压力使之出现残渣，合金回收率同样会 下降，因此必须控制包芯线喂入的速度在一定范围才能确保提高氮回收率。
[0018] 根据本发明，一种优选的方案是，一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法，包括步 骤如下：
[0019] (1)在顶底复吹转炉冶炼工序中，转炉出钢前，根据精炼工序氮化锰包芯线喂入量 计算增锰量，合金化时将钢水锰含量控制在成分下限；该下限根据具体生产钢种确定。
[0020] (2)根据高强度钢种钢成分，在精炼工序向钢水中喂入280?300米氮化锰包芯线 进行增氮、增锰，增锰量按〇. 09?0. 10%，部分增锰的同时完成增氮操作，钢水增氮稳定控 制在 50_60ppm ;
[0021] (3)精炼工序中喂入氮化锰包芯线后，根据钢水初样成分再定量配加中碳锰铁，将 钢水锰含量配至成分中限，完成增锰操作。
[0022] 本说明书中未加详细限定的，均按本领域现有技术即可。
[0023] 根据本领域的习惯表示方式，本发明氮锰包芯线理化指标见下表1 :
[0024] 表 1
【权利要求】
1. 一种用于高强度钢生产的增氮增锰方法，高强度钢生产的工艺包括铁水预处理，顶 底复吹转炉冶炼，LF炉精炼，连铸工序，其特征在于，采用在LF炉精炼工序向钢水中喂入氮 化锰包芯线进行增氮、增锰，所述的氮化锰包芯线直径12?14_，氮化锰包芯线的芯粉重 450?500g/m，皮重125?175g/m质量比组成，包皮为纯铁皮材质；氮化锰包芯线的芯粉 中，质量百分比含量组成如下： Μη 彡 80%，N 彡 7%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 1. 0%，S 彡 0· 02% ;各成分之和 为 100% ; 以120吨的顶底复吹转炉计，所述氮化锰包芯线按280?300米/炉喂入氮化锰包芯 线，实现完全增氮，钢水增氮稳定控制在50-60ppm，实现完全增氮的同时完成部分增锰，增 锰量为〇· 09?0· 10%。
2. 根据权利要求1所述的增氮增锰方法，其特征在于所述精炼工序向钢水中喂入氮化 锰包芯线的方式是：钢包进站后先吹氩化渣，然后一次性喂入氮化锰包芯线。
3. 根据权利要求1所述的增氮增锰方法，其特征在于转炉出钢前，根据精炼工序氮化 锰包芯线喂入量计算增锰量，合金化时将钢水锰含量控制在成分下限。
4. 根据权利要求1所述的增氮增锰方法，其特征在于精炼工序根据钢水初样成分，还 需要配加一定量的中碳锰铁，将钢水锰含量配至中限，完成增锰操作。
5. 根据权利要求1所述的增氮增锰方法，其特征在于所述氮化锰包芯线通过喂线机喂 入钢水中，喂线速度2. 8-3. 5米/秒。
【文档编号】C21C7/00GK104263876SQ201410484062
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】王强, 毕永杰, 王明杰, 于亮涛, 胡增跃, 温福新, 邹春锋 申请人:山东钢铁股份有限公司