一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法
【专利摘要】本发明涉及一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法，它包括下述的步骤：Ⅰ在AOD炉冶炼，出钢扒渣后，进VOD精炼炉；在VOD精炼炉将钢中碳含量脱至0.02％以下，还原；钢包扣盖，在0.8-1.3×105Pa气压下，通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，增氮至钢液温度不低于其液相线温度＋20℃；Ⅱ将钢包吊运到LF炉，升温后，钢包扣盖，在0.8-1.3×105Pa气压下，将氮气由顶枪吹入钢液中氮合金化，增氮时钢液温度不能低于其液相线温度＋20℃；由钢包底吹装置按每吨钢液每分吹入氩气7-15L，吹搅1-5min混匀钢液。本发明的增氮方法将钢中碳含量控制在0.02％以下，氮含量达到0.60-0.80％。
【专利说明】一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法，具体讲是成品中碳含量不大于百分之0.03，氮含量不小于百分之0.60的增氮的方法。
【背景技术】
[0002]氮作为合金化元素加入钢中起稳定奥氏体，改善钢力学性能和耐蚀性等作用。为此，部分不锈钢为满足性能要求，将钢中氮含量控制在0.60%以上。
[0003]用廉价的氮气可替代氮化锰或氮化铬等氮化合金进行氮合金化，提高钢质纯净度，降低生产成本，减少加氮化合金给钢质和环境带来的污染。
[0004]现有增氮的方法，生产高氮不锈钢，不同精炼炉有其各自特点:
第一、AOD炉生产高氮不锈钢时，将钢中碳含量脱到0.02%以下，特别是锰含量大于10%的钢种，不但冶炼周期长影响产能，而且还影响炉衬寿命。
[0005]AOD炉对控制钢中氮含量具有一定的优势，通过炉子底吹装置可将钢中氮含量控在0.40-0.60%，但将钢中氮含量控在0.60%以上比较困难，只有用氮化合金增氮。
[0006]第二、用VOD精炼炉可将钢中碳含量脱到0.02%以下，但是钢中氮含量在脱碳的同时被脱至0.08%以下，对于高氮不锈钢，还需增氮。若通过钢包底吹增氮，在VOD精炼炉还原后，将钢中氮含量增到0.40%以上，钢液温度有限，钢液温度低于其液相线温度，会导致钢液凝固，无法继续生产。
【发明内容】
[0007]为克服现有低碳高氮不锈钢在增氮的方法上的不足，本发明提供一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法，它可兼顾钢中碳和氮含量的控制，将钢中碳含量控制在0.02%以下，氮含量达到0.60-0.80%。
[0008]本发明的技术方案是:
对于高氮不锈钢，在AOD炉冶炼，出钢扒渣后，在VOD精炼炉将钢中碳含量脱至0.02%以下，还原后，在0.8-1.3 X IO5Pa下，钢包扣盖，通过顶枪将氮气吹入钢液中进行氮合金化，增氮至钢液温度不低于钢种液相线温度+ 20°C，之后在LF炉将钢液升温后增氮，直到钢中氮含量达到要求。
[0009]一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法，它包括下述依次的步骤:
I在AOD炉冶炼，出钢扒渣后，进VOD精炼炉，钢包内带渣厚度0-60mm，钢包内空间高度大于1000mm。在VOD精炼炉将钢中碳含量脱至0.02%以下，还原。
[0010]钢包扣盖，在0.8-1.3 X IO5Pa气压下，将压强0.8~1.5MPa氮气，通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内深度800-1300_，增氮至钢液温度不能低于其液相线温度+ 200C ;化验分析钢中氮含量。
[0011]II将盛有钢液的钢包吊运到LF炉，升温后，钢包扣盖，在0.8-1.3X IO5Pa气压下，将压强0.8~1.5MPa氮气，通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内深度800-1300mm，增氮时钢液温度不能低于其液相线温度+ 20°C，直到增氮达到钢种要求。提起顶枪再升温至浇铸温度，通过钢包底吹供气装置按每吨钢液每分吹入氩气7-15L，吹搅l-5min混匀钢液，之后浇铸。
[0012]本发明可兼顾钢中碳和氮含量的控制，可将钢中碳含量控制在0.02%以下，氮含量达到0.60-0.80% ;用廉价的氮气替代氮化合金，进行氮合金化，不但可提高钢质纯净度，降低生产成本，缩短AOD炉冶炼时间，提高产能，而且彻底消除加氮化合金增氮时巨大烟尘给环境带来的污染。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例详细说明一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法的【具体实施方式】，但本发明的【具体实施方式】不局限于下述的实施例。
实施例
[0014]本实施例是在180t A0D、180t VOD和180t LF炉上进行，顶枪最大流量8000L/min，钢种TSMF166，液相线温度1412°C，成品化学成分质量百分配比:
C ≤ 0.03 ；Si ≤ 1.00 ；Mn 15.00-19.00 ；P ( 0.030 ；S ( 0.010 ；
Cr 17.00-19.00 ；Ni ( 0.80 ；Mo 0.40-0.80 ；N ≥ 0.40 ;
其余为Fe与不可避免的杂质。
[0015]本实施例包括下述依次的步骤:
I AOD出钢扒渣后，钢液量145t，钢包带渣厚度40mm，钢包内空间2200mm，钢液化学成分质量百分配比:
C 0.32 ；Si 0.07 ；Mn 1.95 ；P 0.012 ；S 0.010 ；Cr 21.60 ；Ni 0.55; Mo 0.70 ；N
0.479 ;其余为Fe与不可避免的杂质。
[0016]a VOD脱碳后还原
进VOD精炼炉钢液温度1610°C，在VOD精炼炉吹氧916m3脱碳后，加石灰4.5t，萤石
1.2t，硅铁1.72t(Si含量75% )，电解锰IOt (Mn含量99% )，在真空度1.3X IO2Pa下，还原13min，真空处理结束，钢液温度1506°C，钢液化学成分质量百分配比:
C 0.012 ；Si 0.50 ；Mn 7.98 ；P 0.012 ；S 0.003 ；Cr 20.15 ；Ni 0.51; Mo 0.66 ；N0.072 ;其余为Fe与不可避免的杂质。
[0017]b VOD精炼炉增氮
钢包扣盖，在0.99X IO5Pa气压下，将压强1.2MPa氮气通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内1200mm,顶枪氮气流量7200L/min,增氮40min,钢液温度1440°C，钢液化学成分质量百分配比:
C 0.015 ；Si 0.51 ；Mn 7.99 ；P 0.012 ；S 0.002 ；Cr 20.16 ；Ni 0.51; Mo 0.66 ；N0.282 ;其余为Fe与不可避免的杂质。
[0018]经化学分析，N 0.282%，钢中氮含量未达到钢种的要求。
[0019]II将盛有钢液 的钢包吊运到LF炉，升温送电120min，加电解锰21.8t，合金化后钢液温度1520°C，又送电62min升温，在0.99X IO5Pa气压下，用压强1.1MPa氮气通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内1200mm,顶枪氮气流量7200L/min,增氮86min，顶枪提出钢液，升温至1510°C，钢液量177.5t，钢液化学成分质量百分配比:
C 0.018 ；Si 0.42 ；Mn 18.65 ；P 0.012 ；S 0.002 ；Cr 17.50 ；Ni 0.44; Mo 0.57 ；N0.663 ;其余为Fe与不可避免的杂质。[0020]通过钢包底吹供气装置按每吨钢液每分吹入氩气13L，吹搅3min混匀钢液，温度1495 °C，模铸。
【权利要求】
1.一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法，它包括下述依次的步骤: I在AOD炉冶炼，出钢扒渣后，进VOD精炼炉，钢包内带渣厚度0-60mm，钢包内空间高度大于1000mm ;在VOD精炼炉将钢中碳含量脱至0.02%以下，还原； 钢包扣盖，在0.8-1.3 X IO5Pa气压下，将压强0.8~1.5MPa氮气，通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内深度800-1300_，增氮至钢液温度不低于其液相线温度+ 200C ;化验分析钢中氮含量； II将盛有钢液的钢包吊运到LF炉，升温后，钢包扣盖，在0.8-1.3X IO5Pa气压下，将压强0.8~1.5MPa氮气，通过顶枪吹入钢液中进行氮合金化，顶枪喷头插入钢液内深度800-1300mm，增氮时钢液温度不低于其液相线温度+ 20°C，直到增氮达到钢种要求；提起顶枪再升温至浇铸温度，通过钢包底吹供气装置按每吨钢液每分吹入氩气7-15L，吹搅l-5min混匀 钢液。
【文档编号】C21C7/072GK103540712SQ201310547297
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】张增武, 范军 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司