Lf炉精炼低氮钢防止增氮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低氮钢的冶炼方法，尤其是一种LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法。
【背景技术】
[0002]由于氮在部分钢种的生产中属于有害元素，他能与钢种的TI或AL结合生成(TiN)或(A1N)，弱化晶界强度，降低钢的韧性、焊接性能、热应力区韧性，特别是在硬线钢的生产中容易造成质量波动。而精炼炉操作过程中，加热与喂线是一个严重吸氮的过程，并且由于操作人员的不同以及钢水进站条件不同，造成钢水中氮含量及其不稳定，个别炉次的氮含量会超出成品要求，造成降级改判。
[0003]申请号为201410237276.1的中国专利申请，提供了一种LF炉精炼低氮钢的方法，其采用了一种空心石墨电极，要求在精炼过程中，经石墨电极的中心孔向钢包内全程吹入氩气，同时配合底吹氩气搅拌钢液，在钢液面上形成氩气气氛，进而避免钢水发生吸氮现象而造成的钢液增氮。该方法需要对电极进行改造，且氩气成本较高，具有实施较难、成本高的不足之处。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种现有设备及耐材的LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:转炉出钢的钢水进站后，采用氩气搅拌，氩气流量控制在30?60Nm/l ；LF炉精炼时，渣料的加料顺序依次为:萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂；LF炉选用高档位大电流的加热模式。
[0006]本发明所述LF炉精炼时，萤石加入量为1.2?1.6kg/吨，埋弧渣加入量为1.6?
1.8kg/吨，小粒灰加入量为3.2kg/吨，电石加入量为0.25?0.5kg/吨，脱氧剂加入量为0.7 ?0.8kg/ 吨。
[0007]本发明所述转炉出钢和LF炉精炼过程中，小粒灰加入总量为6.4?7.2kg/吨、埋弧渣加入总量为1.6?1.8kg/吨。
[0008]本发明所述LF炉精炼结束后喂入硅钙线。
[0009]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明在不改变现有设备及耐材的基础上，通过控制氩气流量大小来避免钢液裸露，控制加热档位及电流大小来缩短高温渣存在时间，控制加料顺序避免渣料结块而造成的长时间加热及搅拌，通过控制脱氧时机来达到降低钢液在低氧状态下的吸氮；从而达到降低精炼过程中钢液增氮量的效果。
[0010]本发明发明解决了精炼过程中增氮严重的现象，且改变了只有真空处理才能冶炼低氮钢的观念；本方法从精炼过程中吸氮条件入手，通过规范操作来达到降低钢液增氮，且效果稳定，无需成本的投入。本发明能够充分利用精炼现有条件、不用经过真空处理生产低氮钢，具有易实现、生产成本低的特点。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0012]本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述工艺步骤:
(I)转炉出钢:转炉出钢过程需全程在线吹氩；合金化过程中需要加入一定量的小粒灰，以保证一定的渣层厚度；在加小粒灰的同时加入一定量的化渣剂；转炉出完钢后，严禁钢液面结壳。
[0013](2)钢水进站后，不允许大氩气搅拌，避免因钢液裸露造成吸氮，氩气流量控制在30 ?60Nm/lo
[0014](3)LF炉精炼时，加料顺序顺序:萤石1.2?1.6kg/吨钢一埋弧渣1.6?1.8kg/吨钢一小粒灰3.2kg/吨钢一电石(碳化钙)0.25?0.5kg/吨一脱氧剂0.7?0.8kg/吨；采用常规的萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂即可；这样加料顺序优点:
A、先加萤石有助于化渣，避免因造渣料的集中加入结坨现象；
B、埋弧渣的加入起到调节碱度，改善渣系；
C、加完小粒灰再加脱氧剂的操作方法，是保证在有一定的渣层在基础上脱氧，避免因在低氧的状态下，搅拌渣料而造成的钢液严重吸氮。
[0015](4)严格控制渣料的总加入量，转炉出钢过程和LF精炼过程中，小粒灰加入总量
6.4?7.2kg/吨钢、埋弧渣加入总量1.6?1.8kg/吨钢，从而通过控制炉渣碱度来达到钢中硫控制在0.005%?0.010%之间的目的。理论显示当钢液溶解氧较低时5*10-6)，硫含量越低，吸氮的传质系数越大。
[0016](5)选用高档位大电流的加热模式:选用4档位36000电流的加热模式；炉渣温度高低会对钢液吸氮产生一定的影响，渣温度越高，越容易吸氮；而电极加热时加热区温度达到2100多度，钢液极易吸氮，所以新的操作法规定，加热时采用大功率供电，短时间内使钢液迅速升温，减少电弧电离增氮机会，同时减少了高温渣存在时间，有利于防止氮通过渣进入钢液。
[0017](6) LF炉精炼结束后喂入硅钙线，选用硅钙线替代钙铁线的理论基础是:在喂钙铁线时，反应较为强烈，钢液极易裸露；而硅钙线则降低了反应强度，降低了钢水吸氮量。
[0018]实施例1:本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述具体工艺。
[0019]转炉出钢的钢水125吨进站无结壳，进站温度1493度，钢种XY77B，精炼前N含量13ppm ;炉前按照要点要求出钢过程中加入小粒灰400kg、萤石200kg。精炼进站不允许大氩气搅拌，氩气控制50Nm/l，进站加料顺序是:萤石157kg、埋弧渣200kg、小粒灰400kg、电石40kg、脱氧剂10kg ;加热过程中氩气(实际流量)控制在86Nm/l，补成分控制氩气流量控制157Nm/l，并通过电极加热的方式促进碳粉的溶解。软吹控制氩气流量控制在36Nm/l，过程加热采用4档、36000加热模式，处理结束后喂硅钙线300m。经检测，精炼起吊N含量22ppm，增氮9ppm，满足钢种要求。
[0020]实施例2:本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述具体工艺。
[0021]采用125吨LF精炼炉。转炉出钢的钢水进站无结壳，进站温度1482度，钢种XY77B，精炼前N含量20ppm ;炉前按照要点要求出钢过程中加入小粒灰450kg、萤石200kg。精炼进站不允许大氩气搅拌，氩气控制40Nm/l，进站加料顺序是:萤石160kg、埋弧渣225kg、小粒灰425kg、电石62.5kg、脱氧剂87.5kg ;加热过程中氩气(实际流量)控制在90Nm/l，补成分控制氩气流量控制146Nm/l，并通过电极加热的方式促进碳粉的溶解。软吹控制氩气流量控制在36Nm/l，过程加热采用4档、36000加热模式，处理结束后喂硅钙线300m。经检测，精炼起吊N含量24ppm，增氮4ppm，满足钢种要求。
[0022]实施例3:本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述具体工艺。
[0023]采用125吨LF精炼炉。转炉出钢的钢水进站无结壳，进站温度1490度，钢种XY77B，精炼前N含量15ppm ;炉前按照要点要求出钢过程中加入小粒灰500kg、萤石200kg。精炼进站不允许大氩气搅拌，氩气控制60Nm/l，进站加料顺序是:萤石200kg、埋弧渣210kg、小粒灰398kg、电石31.25kg、脱氧剂96kg ;加热过程中氩气(实际流量)控制在88Nm/1，补成分控制氩气流量控制150Nm/l，并通过电极加热的方式促进碳粉的溶解。软吹控制氩气流量控制在36Nm/l，过程加热采用4档、36000加热模式，处理结束后喂硅钙线300m。经检测，精炼起吊N含量22ppm，增氮7ppm，满足钢种要求。
[0024]实施例4:本LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法采用下述具体工艺。
[0025]采用125吨LF精炼炉。转炉出钢的钢水进站无结壳，进站温度1487度，钢种XY77B，精炼前N含量17ppm ;炉前按照要点要求出钢过程中加入小粒灰470kg、萤石200kg。精炼进站不允许大氩气搅拌，氩气控制30Nm/l，进站加料顺序是:萤石150kg、埋弧渣215kg、小粒灰400kg、电石50kg、脱氧剂92kg ;加热过程中氩气(实际流量)控制在87Nm/l，补成分控制氩气流量控制153Nm/l，并通过电极加热的方式促进碳粉的溶解。软吹控制氩气流量控制在36Nm/l，过程加热采用4档、36000加热模式，处理结束后喂硅钙线300m。经检测，精炼起吊N含量23ppm，增氮6ppm，满足钢种要求。
【主权项】
1.一种LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法，其特征在于，其方法采用下述工艺:转炉出钢的钢水进站后，采用氩气搅拌，氩气流量控制在30?60Nm/l ；LF炉精炼时，渣料的加料顺序依次为:萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂；LF炉选用高档位大电流的加热模式。2.根据权利要求1所述的LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法，其特征在于:所述LF炉精炼时，萤石加入量为1.2?1.6kg/吨，埋弧渣加入量为1.6?1.8kg/吨，小粒灰加入量为3.2kg/吨，电石加入量为0.25?0.5kg/吨，脱氧剂加入量为0.7?0.8kg/吨。3.根据权利要求1所述的LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法，其特征在于:所述转炉出钢和LF炉精炼过程中，小粒灰加入总量为6.4?7.2kg/吨、埋弧渣加入总量为1.6?1.8kg/ 吨。4.根据权利要求1、2或3所述的LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法，其特征在于:所述LF炉精炼结束后喂入硅钙线。
【专利摘要】本发明公开了一种LF炉精炼低氮钢防止增氮的方法，其方法采用下述工艺：转炉出钢的钢水进站后，采用氩气搅拌，氩气流量控制在30～60Nm/l；LF炉精炼时，渣料的加料顺序依次为：萤石、埋弧渣、小粒灰、电石和脱氧剂；LF炉选用高档位大电流的加热模式。本方法在不改变现有设备及耐材的基础上，通过控制氩气流量大小来避免钢液裸露，控制加热档位及电流大小来缩短高温渣存在时间，控制加料顺序避免渣料结块而造成的长时间加热及搅拌，通过控制脱氧时机来达到降低钢液在低氧状态下的吸氮；从而达到降低精炼过程中钢液增氮量的效果。本方法能够充分利用精炼现有条件、不用经过真空处理生产低氮钢，具有易实现、生产成本低的特点。
【IPC分类】C21C7/076, C21C7/06, C21C7/00
【公开号】CN104988281
【申请号】CN201510462321
【发明人】国富兴, 连庆, 康毅, 盖少群, 李亚厚, 张艳丽
【申请人】河北钢铁股份有限公司承德分公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月31日