一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法与流程

本发明属于钢铁冶金，尤其涉及一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法。

背景技术：

1、目前，钢铁生产企业在生产q690等系列钢种时，均面临钢板轧制后出现探伤不合的现象，经调查研究和分析，导致此类钢板探伤不合的主要原因是在探伤部位发现了氮化钛夹杂。

2、钢铁冶炼环节中rh真空精炼炉的主要作用是脱气，但是对于钢水中的氮脱除能力有限，因此如何提高rh脱氮率，降低rh冶炼终点钢水中氮含量成为目前高强钢冶金的重点。于此同时，lf冶炼过程钢水增氮同样是不能忽视的，rh真空精炼炉的脱氮能力有限，因此在钢水进入rh工位时，钢水中氮含量越低，则rh终点的氮含量越低。

3、目前就高强钢生产过程而言，如何防止lf冶炼过程增氮、如何提高rh脱氮率仍处于研究阶段，不能很好地指导现场生产。此外，钛铁的加入时机也将直接影响氮化钛的生成数量，对钢水洁净度造成影响。

技术实现思路

1、针对现有的lf冶炼过程易增氮、rh脱氮率较低的问题，本发明提供一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，在生产含钛钢种时，采用lf+rh双联工艺路线，通过调整lf渣层厚度、加热时间和炉渣黏度，降低lf增氮，通过调整rh真空处理过程环流量，提高rh脱氮率，且在rh循环脱氮后期加入钛铁，减少氮化钛的生成几率。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，包括如下步骤：采用lf+rh双联工艺路线，在lf冶炼中投入石灰7-10kg/吨钢，并添加助熔剂和萤石化渣，控制渣层厚度为150-170mm，使用碳化钙埋弧，而后lf脱硫，进入rh工序处理，rh真空精炼炉的环流气体流量设置在140-180m3/h，后续加入钛铁冶炼。

4、上述降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，具体包括如下步骤：

5、(1)含钛钢进入lf冶炼后，投入石灰7-10kg/吨钢，以增加lf渣量。

6、(2)添加助熔剂和萤石化渣，提高炉渣流动性，使用烧氧管深入炉内渣面蘸取炉内渣样，观察炉渣脱氧情况和流动性。

7、(3)使用烧氧管深入炉内测lf渣层厚度，控制在150-170mm，若不够则补加石灰、助熔剂和萤石，使之符合步骤(2)所述流动性、步骤(3)所述渣厚在150-170mm范围内。

8、(4)将钢水通电加热至目标温度1620-1630℃，加热期间分3-4批向炉内加入碳化钙，每批次60-90kg，加入碳化钙后炉渣迅速泡沫化，增加渣层厚度，提高炉渣埋弧效果，防止埋弧效果差引起的lf加热过程增氮。

9、(5)lf脱硫阶段。

10、(6)lf处理完毕后，钢水进入rh工序处理。

11、(7)rh真空精炼炉的环流气体流量设置在140-180m3/h，提升气体流量。

12、(8)当真空度＜200pa计时5min后，向真空槽内加入钛铁。

13、(9)在加入最后一批钛铁后开始计时，保持纯脱气时间≥8min后破真空，开至喂丝位向钢水中喂入钙铝线。

14、进一步的，所述步骤(2)中，助熔剂的添加量为1-2kg/吨钢，萤石化渣的添加量为0.5-1kg/吨钢。

15、进一步的，所述步骤(2)中，助熔剂为粒度8-10mm预熔型块状化渣剂，预熔型块状化渣剂的化学成分按重量百分比为：cao≥5％，al2o3≥60％，fe2o3≤1％，tio2≤0.05％，sio2≤2％，p≤0.025％，s≤0.035％，h2o≤1％。熔化较快的同时向渣中补充al2o3，调节渣系成分。

16、进一步的，所述步骤(2)中，蘸渣时炉渣附着在烧氧管上的厚度为0.5-0.7mm。

17、进一步的，所述步骤(5)中，lf脱硫阶段包括：使用60-80m3/h搅拌时间≤15min。

18、进一步的，所述步骤(8)中，钛铁为ti30(含钛量为30％的铁合金)，配加钛成分的同时减少合金带入的氮元素及其他有害元素。

19、进一步的，所述步骤(8)中，钛铁在真空度＜200pa的总冶炼时间至少保持15min。

20、进一步的，所述步骤(9)中，钙铝线长度为260-320m，保持钢水中钙元素含量在0.0015-0.0020％之间，使al2o3夹杂充分变性为低熔点化合物。

21、进一步的，所述步骤(9)中，在钢水中喂入钙铝线后，底吹流量调节至10-20m3/h，吹气时间≥10min，使钢水中的夹杂物在流场作用下上浮至渣面去除。

22、本发明的有益效果在于：

23、(1)本发明采用lf+rh双联工艺路线，发挥rh真空精炼炉脱气功能，钢水洁净度更好。

24、(2)从氮元素进入钢水与去除出发，利用lf和rh的冶金特性，最大限度减少钢水中氮元素，从根本上改善氮化钛夹杂较多现象。

25、(3)与其他生产工艺相比，本发明在lf冶炼阶段提高石灰加入量、使用碳化钙埋弧，提高lf冶炼过程中的渣层厚度，提高埋弧效果，减少加热过程中的增氮，使用助熔剂和小颗粒萤石化渣，控制炉渣较稀，吨钢成本增加较少。

26、(4)与其他工艺相比，本发明在rh冶炼阶段仅提高环流气体流量，在保证rh真空槽寿命的前提下增加向钢水中吹入提升气体的流量，一方面提高钢液的循环速度，另一方面大量氩气泡可以起到更多的小型真空室的作用，提高脱氮效果，提高脱氮率，操作简单、易于实现。

27、(5)氮化钛夹杂主要为钢液浇注过程中随钢液凝固在连铸坯中析出，本发明通过降低lf增氮、提高rh脱氮效果，降低钢液中氮元素的含量，从根本上降低氮化钛的形成，且整个生产过程衔接紧凑，有利于生产组织。

技术特征：

1.一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，包括如下步骤：采用lf+rh双联工艺路线，在lf冶炼中投入石灰7-10kg/吨钢，并添加助熔剂和萤石化渣，控制渣层厚度为150-170mm，使用碳化钙埋弧，而后lf脱硫，进入rh工序处理，rh真空精炼炉的环流气体流量设置在140-180m3/h，后续加入钛铁冶炼。

2.根据权利要求1所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，助熔剂的添加量为1-2kg/吨钢，萤石化渣的添加量为0.5-1kg/吨钢。

4.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，助熔剂为粒度8-10mm预熔型块状化渣剂，预熔型块状化渣剂的化学成分按重量百分比为：cao≥5％，al2o3≥60％，fe2o3≤1％，tio2≤0.05％，sio2≤2％，p≤0.025％，s≤0.035％，h2o≤1％。

5.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，蘸渣时炉渣附着在烧氧管上的厚度为0.5-0.7mm。

6.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，lf脱硫阶段包括：使用60-80m3/h搅拌时间≤15min。

7.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(8)中，钛铁为ti30。

8.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(8)中，钛铁在真空度＜200pa的总冶炼时间至少保持15min。

9.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(9)中，钙铝线长度为260-320m，保持钢水中钙元素含量在0.0015-0.0020％之间。

10.根据权利要求2所述的一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，其特征在于，所述步骤(9)中，在钢水中喂入钙铝线后，底吹流量调节至10-20m3/h，吹气时间≥10min。

技术总结
本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种降低含钛钢中氮化钛夹杂的方法，包括如下步骤：采用LF+RH双联工艺路线，在LF冶炼中投入石灰7‑10kg/吨钢，并添加助熔剂和萤石化渣，控制渣层厚度为150‑170mm，使用碳化钙埋弧，而后LF脱硫，进入RH工序处理，RH真空精炼炉的环流气体流量设置在140‑180m<supgt;3</supgt;/h，后续加入钛铁冶炼。本发明通过调整LF渣层厚度、加热时间和炉渣黏度，降低LF增氮，通过调整RH真空处理过程环流量，提高RH脱氮率，且在RH循环脱氮后期加入钛铁，减少氮化钛的生成几率。

技术研发人员：季伟烨,王学新,佟圣刚,刘建伟,赵珉,孙金明,王兴,吴计雨,李世良,陈耀,赵登报,李成龙,马强,陈常义,王鹏飞,杨欣兴,朱士鹏,徐庆磊,苏堂堂
受保护的技术使用者：山东钢铁集团日照有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12