一种增加含钒钢筋中氮含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼钢技术领域，尤其是一种增加含钒钢筋中氮含量的方法。
【背景技术】
[0002] 氮元素在大多数钢种中均被视为有害元素，钢中氮的存在降低了钢的韧性和塑 性，使钢产生应变时效、时效沉淀硬化或时效脆性，造成钢的蓝脆、冷脆，对钢的机械性能具 有显著的影响。但对于含钒钢筋来说，氮与钒具有较强的亲和力，钒不仅形成VN而抑制氮 的不利影响，而且利用氮使沉淀反应最佳化。增加含钒钢中的氮含量，可提高铁素体的过饱 和度并促使V (C，N)颗粒更快速的生核，充分发挥了晶粒细化和沉淀强化作用，起到改善钢 的强韧性配合，显著提高钢材性能的作用。为此，在含钒钢筋生产时，采取措施提高钢中氮 含量，不仅可以改善钢质和提高钢材性能，而且可以降低含钒钢筋生产成本。
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【发明内容】
[0007] 本发明提供一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，通过转炉出钢-LF精炼过程増氮 使钢中氮含量控制在130~220ppm之间，使用转炉含钒炉渣进行钒合金化，从而促进了钢 中氮化钒析出，显著的改善和提高了钢材性能，同时降低了合金加入量，实现了降低含钒钢 筋生产成本的目的。
[0008] 本发明所采取的技术方案是： 一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，在转炉出钢过程中进行钢包底吹氮气搅拌，并在 出钢过程中向钢包中加入脱氧剂使钢水氧活度控制在30ppm以下，同时加入转炉含钒炉渣 进行钒合金化，增加钢包底吹氮气强度，使在LF精炼前钢水氮含量达到70~90ppm ;所述 脱氧剂为硅铝钡、铝锰钙镁、或铝锰钙铁； 在LF炉精炼过程中，加入氮化钒铁对钢液中钒含量进行调整，同时采用钢包底吹氮气 代替底吹氩气进行钢液搅拌，促进钢液増氮，最终将钢液中氮含量控制在130~220ppm之 间。
[0009] 所述转炉出钢过程中底吹氮气流量控制在0. 5~0. 8 m3/min之间。
[0010] 所述转炉出钢过程中含钒炉渣加入量为400-1000kg。
[0011] 所述LF炉精炼过程中，钢液搅拌时底吹流量控制在0. 5~0. 8 m3/min之间，钢液 加热时底吹流量控制在0. 15~0. 22 m3/min之间。
[0012] 本发明使用转炉含钒炉渣进行钒合金化，从而促进了钢中氮化钒析出，显著的改 善了钢质和提高了钢材性能，在保证钢筋性能的情况下降低了合金加入量。
[0013] 在LF炉精炼过程中，根据钢液中钒含量，加入氮化钒铁进行钢液钒成分微调，使 其达到目标钒含量，同时采用钢包底吹氮气代替底吹氩气进行钢液搅拌，促进钢液増氮，最 终将钢液中氮含量控制在130~220ppm之间。
[0014] 同时，在LF炉精炼过程中要严格控制钢包精炼时间，使同规格钢种精炼时间偏差 控制在lOmin以内，降低钢液中氮含量的波动。
[0015] LF炉精炼采用底吹氮气代替底吹氩气进行搅拌并増氮，不仅在保证钢筋性能的情 况下降低了合金加入量，而且显著降低了底吹气体成本，实现了降低含钒钢筋生产成本的 目的。
[0016] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明通过转炉出钢-LF精炼过程増氮使钢中氮含量控制在130~220ppm之间，使用 转炉含钒炉渣进行钒合金化，从而促进了钢中氮化钒析出，显著的改善和提高了钢材性能， 同时降低了合金加入量，实现了降低含钒钢筋生产成本的目的。
[0017] 通过底吹氮气代替底吹氩气进行搅拌并増氮，显著降低了底吹气体成本，进一步 降低含钒钢筋生产成本。
【具体实施方式】
[0018] 以下通过具体实例对本发明做进一步的说明。
[0019] 本发明实例是在loot转炉出钢和LF炉精炼过程中进行的。转炉出钢过程加入铝 基脱氧剂进行脱氧，加入钒渣进行钒合金化，LF炉精炼过程补加氮化钒铁对钢中钒成分进 行微调，在l〇〇t转炉出钢-LF炉精炼过程进行底吹氮气进行搅拌和增氮。如下： 实施例1 转炉出钢过程钢包底吹氮流量为0. 5m3/min，出钢加入娃铝钡脱氧，出钢温度为 1680°C，钒渣加入量为456kg，脱氧结束后钢液氧活度为28ppm，在炉后平台得到钢液氮含 量为 83. Oppm。
[0020] LF炉精炼过程中，根据精炼前期钢液钒含量，加入氮化钒铁将钢液中钒调至钢种 要求，钢液加热时钢包底吹氮气流量为0. 2 m3/min，加热时间为12min，钢液搅拌时钢包底 吹氮流量为0. 6m3/min，精炼时间为23min，最终得到氮含量为179. 2ppm的钢水，得到最终 钢水成分如表1所示。
[0021] 表1实施例1钢水成分（wt %)
【主权项】
1. 一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，其特征在于：在转炉出钢过程中进行钢包底吹 氮气搅拌，并在出钢过程中向钢包中加入脱氧剂使钢水氧活度控制在30ppm以下，同时加 入转炉含钒炉渣进行钒合金化，增加钢包底吹氮气强度，使在LF精炼前钢水氮含量达到 70~90ppm ;所述脱氧剂为硅铝钡、铝锰钙镁、或铝锰钙铁； 在LF炉精炼过程中，加入氮化钒铁对钢液中钒含量进行调整，同时采用钢包底吹氮气 代替底吹氩气进行钢液搅拌，促进钢液増氮，最终将钢液中氮含量控制在130~220ppm之 间。
2. 根据权利要求1所述的一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，其特征在于所述转炉出 钢过程中底吹氮气流量控制在0. 5~0. 8 m3/min之间。
3. 根据权利要求1所述的一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，其特征在于所述转炉出 钢过程中含钒炉渣加入量为400-1000kg。
4. 根据权利要求1所述的一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，其特征在于所述LF炉 精炼过程中，钢液搅拌时底吹流量控制在0. 5~0. 8 m3/min之间，钢液加热时底吹流量控 制在0? 15~0? 22 m3/min之间。
【专利摘要】本发明公开了一种增加含钒钢筋中氮含量的方法，包括：在转炉出钢过程中进行钢包底吹氮气搅拌，并在出钢过程中向钢包中加入脱氧剂使钢水氧活度控制在30ppm以下，同时加入转炉含钒炉渣进行钒合金化，使在LF精炼前钢水氮含量达到70～90ppm；在LF炉精炼过程中，加入氮化钒铁对钢液中钒含量进行调整，同时采用钢包底吹氮气代替底吹氩气进行钢液搅拌，最终将钢液中氮含量控制在130～220ppm之间。本发明通过转炉出钢-LF精炼过程増氮使钢中氮含量控制在130～220ppm之间，使用转炉含钒炉渣进行钒合金化，从而促进了钢中氮化钒析出，显著提高了钢材性能，同时降低了合金加入量，降低含钒钢筋生产成本。
【IPC分类】C21C7-00, C21C7-072, C21C7-076
【公开号】CN104673971
【申请号】CN201510060395
【发明人】白瑞国, 张兴利, 国富兴, 韩春良, 靳刚强, 张俊粉
【申请人】河北钢铁股份有限公司承德分公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月5日