本发明属于钢铁制造技术领域，具体涉及一种钢水氮含量的控制方法。
背景技术：
近年来，许多钢厂为降低生产成本，当市场上废钢价格低于铁水价格时，采用增加炼钢过程中的废钢加入量来降低成本，即降低铁水单耗。随着铁水单耗降低，炼钢过程中的控氮能力减弱，氮含量增加。对大多数钢种来说，氮是有害元素，钢中氮含量的增加，会降低钢的冲击韧性和塑性，并导致时效硬化；氮还会大幅度提高钢的韧脆转变温度，使钢产生低温回火脆性，氮化物还会导致钢的热脆。
因此，如何在低铁水单耗条件下控制钢水氮含量成为当务之急。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种钢水氮含量的控制方法，通过综合控制转炉冶炼的脱氮量、lf精炼的增氮量以及板坯连铸增氮量，以此控制钢水氮含量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢水氮含量的控制方法，转炉冶炼——lf精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量；具体包括以下步骤：
将生铁、铁水及废钢加入转炉中，转炉冶炼，在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位，控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内；
转炉冶炼后，lf精炼，在lf精炼工序中调节送电次数和送电流量，控制lf精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内；
lf精炼后，板坯连铸，在板坯连铸工序中，调节开浇中间包氩气吹扫时间，以及长水口氩气流量，控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内；
实现铁水单耗为800kg/t时，中间包钢水氮含量为60ppm以内。
进一步地，在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位，氧枪氧气流量为46000m3/h～50000m3/h；吹氧进度为0～90％时，氧枪枪位为1800～1900mm，氧枪枪位确定后，枪位保持不变；吹氧进度为90％～100％时，氧枪枪位为1650～1750mm，氧枪枪位确定后，枪位保持不变；终点压枪时间为50s以上。
进一步地，转炉冶炼工序中，控制转炉冶炼工序的终点碳含量为0.035％～0.06％；控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上。
进一步地，转炉冶炼工序中，吹炼前加入硅铁500～1000kg或者硅碳球600～1500kg；沸腾出钢，出钢流量为100m3/h，加入石灰化渣，加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金，氩站软吹流量为30m3/h。
进一步地，lf精炼工序中，采用1档电流、起弧时间为1min以上；控制送电次数≤3次；送电流量≤300l/min，造渣流量≤800l/min，加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金、钛铁合金和铝粒，钙处理底吹流量为100～400l/min，lf精炼软吹流量≤180l/min。
进一步地，lf精炼工序中，lf精炼温度为1520～1540℃时送电，加入铝的质量百分含量为20％的调渣剂100～200kg、电石40～60kg；炉渣中cao和al2o3的质量比为1.5～2.0。
进一步地，lf精炼工序中，除尘风机吸声管道阀门开度为25～40％。
进一步地，板坯连铸工序中，开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上，开浇及浇注过程添加含质量百分含量为80％～90％的sio2的酸性覆盖剂；调节长水口氩气流量至150l/min。
进一步地，在转炉中加入生铁为5～10吨/炉，铁水为172～174吨/炉，废钢为52～57吨/炉，总装入量235吨/炉。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：铁水单耗的值越低，生产成本越低，但转炉脱氮的能力越弱，本发明实施方式在铁水单耗为800kg/t时，通过综合控制转炉冶炼脱氮量、lf精炼增氮量以及板坯连铸增氮量，控制中间包钢水氮含量为60ppm以内，且保证中间包钢水中氮含量的稳定性，满足了钢种性能要求，且有效降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现对本发明提供的一种钢水氮含量的控制方法，进行说明。
本发明实施方式中，提供了一种钢水氮含量的控制方法：转炉冶炼——lf精炼——板坯连铸工序中分别控制氮的含量；具体包括以下步骤：
s01、将生铁、铁水及废钢加入转炉中，转炉冶炼，在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位，控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内；
s02、转炉冶炼后，lf精炼，在lf精炼工序中调节送电次数和送电流量，控制lf精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内；
s03、lf精炼后，板坯连铸，在板坯连铸工序中，调节开浇中间包氩气吹扫时间，以及长水口氩气流量，控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内；
s04、实现铁水单耗为800kg/t时，中间包钢水氮含量为60ppm以内。
铁水单耗的值越低，生产成本越低，但转炉脱氮的能力越弱，本发明实施方式在铁水单耗为800kg/t时，通过综合控制转炉冶炼脱氮量、lf精炼增氮量以及板坯连铸增氮量，控制中间包钢水氮含量为60ppm以内，且保证中间包钢水中氮含量的稳定性，满足了钢种性能要求，且有效降低生产成本。
具体的，上述步骤s01中，转炉冶炼工序，吹炼前加入硅铁或硅碳球进行补热，通过调节氧枪流量和枪位，提高脱碳速率防止过程返干，转炉出钢过程中，加入石灰化渣，调节氩站软吹流量；
控制转炉冶炼工序终点碳的含量及终点温度，防止lf精炼过程中严重增氮，也防止产生熔渣结壳等不利影响。
作为本发明一具体实施例，在转炉冶炼工序中调节氧枪流量和枪位，氧枪氧气流量为46000m3/h～50000m3/h；吹氧进度为0～90％时，氧枪枪位为1800～1900mm，氧枪枪位确定后，枪位保持不变；吹氧进度为90％～100％时，氧枪枪位为1650～1750mm，氧枪枪位确定后，枪位保持不变；终点压枪时间为50s以上。
本发明实施例中，随着吹氧的进行，钢水中碳氧反应增强，熔池中碳氧化，产生大量co气泡，co气泡降低了氮分压，同时转炉冶炼过程中乳化的渣相和co气泡共同为脱氮反应提供了足够大的反应界面积，将钢水中的氮脱除，提高了转炉脱氮效率，防止返干。吹氧进度为0～90％时，保持恒枪位操作；稳定脱氮速率。吹氧进度为90％～100％时，保持恒枪位操作；稳定脱氮速率。
作为本发明优选实施例，氧枪氧气流量为48000m3/h；吹氧进度为0～90％时，氧枪枪位为1850mm；吹氧进度为90％～100％时，氧枪枪位为1700mm；终点压枪时间为50s～70s。
作为本发明一具体实施例，转炉冶炼工序中，控制转炉冶炼工序的终点碳含量为0.035％～0.06％；控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上。
本发明实施例中，改善转炉冶炼工序中的脱氮效果，防止转炉冶炼后期钢水中的碳吹炼到极低时，co分压急剧降低，炉口压差降低，防止空气卷入而造成的钢水吸氮。
本发明实施例中，控制转炉冶炼的终点温度为1580℃以上，在后续的lf精炼工序中，lf进站温度保证在1520℃以上，防止lf精炼过程中严重增氮，也防止产生熔渣结壳，化渣效果差，熔渣流动性差，埋弧效果差等不利影响。
作为本发明优选实施例，控制转炉冶炼的终点温度为1580℃～1640℃。
作为本发明一具体实施例，转炉冶炼工序中，吹炼前加入硅铁500～1000kg或者硅碳球600～1500kg；沸腾出钢，出钢流量为100m3/h，加入石灰化渣，加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金，氩站软吹流量为30m3/h。所述硅碳球中硅的质量百分含量为65％、碳的质量百分含量为17％。
本发明实施例中，相比于加入相同质量的焦炭，通过加入相同质量的硅铁或相同质量的硅碳球进行补热提温，补热效果更好，且不会产生增硫。硅铁或者硅碳球作为提温剂，在转炉冶炼过程中，加入硅铁或者硅碳球，保证终点温度为1580℃以上，增加了转炉冶炼钢水温度，钢水沸腾出钢，钢水的氧含量高，氮在钢水中溶解的传质系数小，钢水含氮量减少。且转炉冶炼终点不补吹、过吹；氩站软吹流量为30m3/h，防止转炉冶炼的钢水大翻，有效减少转炉终点至氩站的增氮量，稳定氩站氮含量；控制转炉出钢后的钢水氮含量控制为30ppm以内。
具体的，上述步骤s02中，lf精炼工序中，采用1档电流、起弧时间为1min以上；控制送电次数≤3次；送电流量≤300l/min，造渣流量≤800l/min，加入硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金、钛铁合金、铝粒，钙处理底吹流量为100～400l/min，lf精炼软吹流量≤180l/min。所述采用1档起弧具体为二次电压为300～500v、电流20000a起弧。
lf精炼工序中，lf精炼温度为1520～1540℃送电，加入铝的质量百分含量为20％的调渣剂100～200kg、电石40～60kg；炉渣中cao和al2o3的质量比为1.5～2.0。
本发明实施例中，控制lf精炼工序中送电次数和送电电流，可减少lf精炼前期低温送电增氮量。
为改善lf精炼渣流动性及埋弧效果，炉渣中cao和al2o3的质量比为1.5～2.0；形成厚度大于100mm的lf精炼渣层；加电石促进顶渣发泡，可有效减少送电增氮量。
转炉出钢不加铝，lf精炼工序中，lf精炼温度为1520～1540℃送电，加入铝的质量百分含量为20％的调渣剂，氩站至lf精炼工序中第一次送电后增氮8ppm，氩站至lf精炼出站平均增氮17ppm，控制lf精炼工序中钢水增氮量为20ppm以内。
作为本发明优选实施例，lf精炼工序的前期、中期、后期，分别调节钙处理底吹流量为100～400l/min、200～300l/min、300～400l/min。
转炉出钢时钢水液面翻滚，钢水裸露面积大，lf精炼前期调小氩吹流量，减轻钢水液面翻滚情况，减少钢水裸露面积，减少钢水中增氮机会；在lf精炼中期和后期，依次调节氩吹流量，细化lf精炼工序的氩吹流量，减少钢水中增氮机会，控制lf精炼工序中的增氮量。
作为本发明优选实施例，lf精炼工序中，除尘风机吸声管道阀门开度为25～40％。本发明实施例中，lf精炼工序中保证微正压，减少高温电弧电离其周围的空气中的氮，进一步减少lf精炼工序中钢水增氮量。
具体的，上述步骤s03中，板坯连铸工序中，开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上，开浇及浇注过程添加含质量百分含量为80％～90％的sio2的酸性覆盖剂；调节长水口氩气流量至150l/min。
本发明实施例中，开浇中间包氩气吹扫时间为5min以上，减少开浇增氮量；质量百分含量为80％～90％的sio2的酸性覆盖剂酸性覆盖剂，可防止中包渣结壳；且加大长水口氩气流量至150l/min；控制板坯连铸工序中增氮量为5ppm以内。
本发明上述各实施例中，在转炉中加入生铁为5～10吨/炉，铁水为172～174吨/炉，废钢为52～57吨/炉，总装入量235吨/炉。所述废钢加入量为52～57吨/炉，其加入量大，铁水单耗低；且加入生铁5～10吨/炉，防止转炉冶炼过程中增磷、增碳，防止对钢的性能产生不利影响；本发明实施例中，生铁、铁水、废钢的加入配比，可保证在转炉冶炼的过程中防止脱氮能力减弱的同时，避免增磷、增碳的不利影响。作为本发明的具体实施例，在转炉中加入生铁为8吨/炉，铁水为173吨/炉，废钢为54吨/炉，总装入量235吨/炉。
作为本发明的另一具体实施例，在转炉中加入生铁为6吨/炉，铁水为174吨/炉，废钢为55吨/炉，总装入量235吨/炉。
作为本发明的又一具体实施例，在转炉中加入生铁为7吨/炉，铁水为172吨/炉，废钢为56吨/炉，总装入量235吨/炉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。