專利名稱：控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，各行業(yè)對鋼的質(zhì)量要求越來越苛刻。鋼中氮含量對鋼的機械性能影響較大，尤其是生產(chǎn)用于深沖條件下的低碳鋼和硬線鋼絲時，氮的不利影響特別明顯。鋼液凝固時，溶解在鋼中的氣體氮的析出會引起元素的偏析或使鋼鑄件產(chǎn)生氣孔，均使鋼的性能降低。鋼中氮含量增加，屈服極限、強度極限和硬度提高，塑性下降，沖擊韌性降低，并導(dǎo)致時效硬化。氮還會大幅度提高鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而且還有可能使鋼產(chǎn)生低溫回火脆性，某些氮化物還會導(dǎo)致鋼的熱脆。因此，除奧氏體不銹鋼以氮代替鎳和其它貴重合金元素、低合金鋼和鐵素體合金鋼以氮代碳外，其它的鋼種則要求氮含量越低越好。
氮氣在爐氣中的分壓力很高，大氣中氮的分壓力大體保持在7. 8X 104Pa氮在鋼液中的溶解度公式為
o[N] = 0. 044 — 0. 01 o [c] — 0. 0025 o M — 0. 003 o [Sl]—0. 0043 w [p] — 0. 001 w [s] + 0. 0069 w [Cr] + 0. 013 w [v]-0. 001 w [Ni} - 0. 01 w [A1] + 0. 1 o [Ti] + 0. 0015 w [M。]+ [Nb]-0.0004o [Cu]
計算出氮在鋼中的氮含量一般為350 450 PPm，而實際生產(chǎn)中鋼中氮含量一般控制在80PPm以內(nèi)，因此出鋼后鋼液容易增氮。
在冶金生產(chǎn)工藝過程中，影響鋼中氮含量控制的因素較多，主要有鐵水條件、轉(zhuǎn)爐吹煉制度、出鋼過程、合金及增碳劑等原輔料含氮量、精煉過程、連鑄澆鑄過程等環(huán)節(jié)。目前主要依靠轉(zhuǎn)爐脫氮，以及在澆注過程中防止鋼水增氮來控制鋼中氮含量。
一般轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣堿度CaO/Si02控制在3 5，脫氮率一般為50% 70%，脫氮率的高低取決于鐵水加入量、轉(zhuǎn)爐的吹煉控制、出鋼脫氧制度等。高的礦石加入量和鐵水比可降低終點鋼中氮含量，這主要是所增加的CO氣泡對鋼水的清洗作用加速了鋼中氮的去除，同時也增加了吹煉時的渣層厚度，促使鋼水與大氣隔離，減少了鋼水吸氮。復(fù)吹工藝對降低終點鋼水氮含量起著重要作用，其中最重要的是惰性氣體的性質(zhì)和底吹時用于保護噴嘴的介質(zhì)種類。試驗證明，鋼水中的氮含量與溶池吹氬持續(xù)時間有關(guān)，當(dāng)整個吹煉期都吹氬時，轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量最低，目前一般采取從吹煉開始經(jīng)過10min后即轉(zhuǎn)換到吹氬的模式。氧氣中含氮量也是影響鋼水終點氮含量的重要因素。不脫氧出鋼、控制出鋼口形狀不散流以及在鋼包內(nèi)添加含CaO的頂渣可有效限制鋼水吸氮。轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹有利于降低終點氮含量。
精煉過程的氮主要來源于與鋼水接觸的大氣、加入的合金及熔劑。進入LF精煉階段，由于電弧對大氣的電離作用，鋼水也會增氮。LF增氮與通電時間、還原渣的造渣情況、爐內(nèi)氣氛情況、精煉周期、脫硫情況及吹氬攪拌情況等多種因素有關(guān)。真空脫氣裝置中脫氮效果并不明顯，特別在低氮范圍(氮在30X10—6以下)，脫氮反應(yīng)幾乎中止。當(dāng)鋼中界面活性元素硫、氧含量較高時，鋼液的脫氮速度很低，甚至陷于停頓狀態(tài)。
澆鑄期間，連鑄機長水口內(nèi)徑大且未被鋼流充滿，如密封不良，將會象抽氣泵一樣把空氣從接縫處吸入。為防止在接縫吸入空氣，目前最好的解決辦法是在接縫嚴密處通入Ar氣，使長水口頂部形成正壓區(qū)(約0.7MPa)，并墊以保護圈(墊)，鋼水增氮量可控制在很低，其中采用的保護圈(墊)為常規(guī)的錐形筒結(jié)構(gòu)。
因此，煉鋼工生產(chǎn)過程中控制鋼的氮含量主要有三方面， 一是控制冶煉終點鋼水氮含量，二是選用低氮含量的合金及原輔材料，三是防止空氣中的氮進入鋼水中。
目前，鋁脫氧鋼在出鋼過程和精煉過程的增氮量可分別達10 20PPm，澆鑄過程最高可達40PPm，轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼鑄坯氮含量多在40 50PPm。鋁脫氧鋼一般在出鋼過程中加入鋁進行深脫氧，鋼中氧含量極低，同時鋼中硫含量極低，而且鋁脫氧鋼含有的A1元素與氮的親和力極強，二者容易結(jié)合形成氮化鋁，因此較其它鋼種更容易增氮。
本領(lǐng)域急需開發(fā)能克服轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼增氮的問題，尤其是涉及控制LD—LF—SCC工藝鑄坯氮含量《35PPm、 LD—LF—RH—BCC工藝鑄坯氮含量《30PPm的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是防止轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼增氮的問題。解決本發(fā)明技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼的氮含量的在轉(zhuǎn)爐開始造渣時將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/Si02調(diào)整為5 7。通過控制轉(zhuǎn)爐爐渣堿度可提高轉(zhuǎn)爐冶煉過程的脫氮率，采用本方法使轉(zhuǎn)爐冶煉過程的脫氮率由50% 70%提高到65% 85%，轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量可控制在15PPm以內(nèi)。
具體地，可以采用活性石灰(按重量百分比含有85. 0《CaO《95. 0%、 5%S MgO〉0、2.5%》Si02〉0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))或普通石灰來調(diào)整堿度。為了提高轉(zhuǎn)爐脫磷效率，有時還為了脫硫，目前轉(zhuǎn)爐很少采用普通石灰造渣， 一般采用活性石灰來造渣。為了減少出鋼過程及精煉過程鋼水的增氮量，在出鋼開始時向鋼包中加入如下渣料，該 渣料是由活性石灰、螢石及工業(yè)純堿混勻制成，其化學(xué)成分按重量百分比計含有70.0%《 CaO《88%、 0<Si02《3.0%、 0<A1203《4. 0%、 2. 0%《Na20《4. 0%、 8. 0%《CaF2《13. 0%、 0< MgO《5%， 0<N《0.05%，其余為灼減及P、 S等不可避免的微量雜質(zhì)。渣料加入量按7 10kg/t鋼計加入。由于該渣料氮含量低，加入后在鋼包內(nèi)能快速形成液態(tài)渣層，加強了鋼包 內(nèi)鋼水的覆蓋，故而能阻止出鋼過程和精煉過程中空氣中的氮進入鋼水中。
通過堿度控制和渣料的加入減少了鋼水增氮，有效控制了氮含量。
連鑄開澆前在鋼包下口與保護管之間使用帶帽沿的密封墊圈密封；其中，所述的帶帽沿 的密封墊圈包括錐形筒和凸緣，其凸緣位于所述錐形筒的口徑較大的一端，并向外凸出。使 用此種密封墊圈，可加強該處的密封效果，通過使用該密封墊圈使得澆鑄過程增氮量可穩(wěn)定 地控制在3PPm以內(nèi)。凸緣凸出于錐形筒筒壁的徑向長度(即線段AB與線段FG的差)可以為 30-80毫米，優(yōu)選為40-70毫米。
結(jié)合應(yīng)用上述三種改進方案中的至少一種均可有效實現(xiàn)防止轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼增氮 的問題。聯(lián)合應(yīng)用上述三種改進方案顯著降低了鋁脫氧鋼鑄坯氮含量，實現(xiàn)了LD—LF—SCC 工藝鑄坯氮含量《35PPm、 LD—LF—RH—BCC工藝鑄坯氮含量《30PPm的穩(wěn)定控制。


圖l為現(xiàn)有密封墊圈，其中的l表示錐形筒。
圖2為本發(fā)明應(yīng)用的密封墊圈，其中的l表示錐形筒，2表示凸緣。
其中，線段AB為凸緣的徑向長度，線段FG為錐形筒的徑向長度，線段AB與線段FG的差即 為凸緣凸出于錐形筒筒壁的徑向長度，線段CD為錐形筒的高度，線段DE為凸緣的軸向長度。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明密封墊圈在鋼包下口與保護管連接處，其中的l表示錐形筒，2表示凸 緣，3表示鋼水包，4表示保護管，5表示下水口， 6表示保護管上端的錐形部分，7表示鋼水 包下端面，8表示保護管上端面，9表示密封墊圈。
具體實施例方式
以下通過對本發(fā)明具體實施方式
的描述說明但不限制本發(fā)明。
以往在轉(zhuǎn)爐開始造渣時將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/Si02調(diào)整為3 5，脫氮率為50% 70%。 本發(fā)明方法是在轉(zhuǎn)爐開始造渣時將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/Si02調(diào)整為5 7?？刂茐A度后轉(zhuǎn)爐 冶煉過程的脫氮率由50% 70%提高到65% 85%，轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量可控制在15PPm以內(nèi)。 為了減少出鋼過程及精煉過程鋼水的增氮量，在出鋼開始時向鋼包中加入的渣料是由活性石灰、螢石及工業(yè)純堿混勻制成，其化學(xué)成分按重量百分比計含有70. 0%《CaO《88%、 0<Si02《3.0%、 0<A1203《4. 0%、 2. 0%《Na20《4. 0%、 8. 0%《CaF2《13. 0%、 0<MgO《5%， 0<N《0.05%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)。渣料加入量按7 10kg/t鋼計加入。
其中，活性石灰的化學(xué)組成:100%〉Ca02s90. 0%、 5%2sMgO〉0、 2. 5%2sSi02〉0，其余 為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì)；螢石的化學(xué)組成100%〉CaF2》90%、 6%》Si02〉0、 4%》 A1203〉0;工業(yè)純堿的化學(xué)組成100%〉Na2C03S 95%。
采用堿度控制及加入渣料的方法可以使得出鋼開始至精煉結(jié)束增氮量控制在18PPm以內(nèi) ，較以往減少10 15PPm。
以往在連鑄開澆前在鋼包下口與保護管之間使用密封墊圈的結(jié)構(gòu)如圖l所示，為常規(guī)的 錐形筒結(jié)構(gòu)(也有密封環(huán)形式)。但是當(dāng)鋼水包下水口與保護管對接形成緊密結(jié)合時，纖維 質(zhì)密封墊圈容易被頂破，此時，漏入空氣的增加會使鋼水發(fā)生二次氧化，從而降低了連鑄保 護澆注的效果，即澆鑄過程中的增氮量和鑄坯總氧含量較高。而本發(fā)明方法中采用的密封墊 圈為帶帽沿的密封墊圈密封其結(jié)構(gòu)如圖2，與以往的密封墊圈區(qū)別在于凸緣2位于所述錐形筒 l的口徑較大的一端，并向外凸出。所述錐形筒l沒有特別的限制，可以為圓錐形，只要能使 連鑄保護澆鑄裝置中的保護管與錐形筒之間以及所述錐形筒與下水口之間為密閉連接即可。 密閉連接可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法來實現(xiàn)，例如保護管與錐形筒之間的密閉連接 可以通過過盈配合、過度配合或自由配合來實現(xiàn)，錐形筒與下水口之間密閉連接可以通過過 盈配合或過度配合來實現(xiàn)。凸緣2凸出于錐形筒筒壁的徑向長度(即線段AB與線段FG的差) 可以為30-80毫米，優(yōu)選為40-70毫米。
如圖3所示，連鑄保護澆鑄裝置包括鋼水包3、密封墊圈9和保護管4，所述鋼水包3包括 下水口5，密封墊圈包括錐形筒l，其中，該密封墊圈還包括凸緣2，所述凸緣2位于所述錐形 筒l的口徑較大的一端，并向外凸出；所述錐形筒1的口徑較小的一端插入保護管4中，下水 口5插入錐形筒1的口徑較大的一端，所述保護管4與錐形筒1之間以及所述錐形筒1與下水口 5之間為密閉連接。使用時，先將密封墊圈套在保護管上端的錐形部分6內(nèi)，再將鋼水包的下 水口5套在密封墊圈內(nèi)即可。
應(yīng)用本發(fā)明方法中的密封墊圈的密封效果比現(xiàn)有的密封墊圈更好，通過使用該密封墊圈 使得澆鑄過程增氮量可穩(wěn)定地控制在3PPm以內(nèi)，還可以省去在下水口與保護管上端的錐形部 位之間吹氬氣的成本。
以下通過本發(fā)明實施例來說明本發(fā)明方法的有益效果。
實施例l實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 P510L，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—CC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為75kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在5。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 72.2%、 Si02: 2.7%、 A1203: 3.2% 、Na20: 2.8%、 CaF2: 11.6%、 MgO: 3.5%、 N: 0.02%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入
量7kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為16min; LF加熱結(jié)束后喂CaSi線8m/t鋼。
(6) 板坯中間包鋼水液面的高度為1000毫米，溫度為1555。C，澆鑄速度為1.2米/分鐘
，板坯的斷面尺寸為200毫米X1100毫米，鋼水包的下水口與保護管間吹流速為10升/分鐘的 氬氣，并使用本發(fā)明設(shè)計的密封圈。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為67. 5%，終點氮含量為13PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增氮 量為6. 6PPm， LF加熱至連鑄開澆前鋼水增氮量為8. lPPm，澆鑄過程中增氮量為2. 6PPm，鑄坯 氮含量為30. 3PPm。
實施例2
實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 P510L，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—CC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為60kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在6。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 74.6%、 Si02: 1.8%、 A1203: 2.6% 、Na20: 2.7%、 CaF2: 9.4% 、 MgO: 4.4%、 N: 0.03%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入 量8kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為20min; LF加熱結(jié)束后喂CaSi線8m/t鋼。
(6) 板板坯中間包鋼水液面的高度為1000毫米，溫度為1555。C，澆鑄速度為1.2米/分鐘，板坯的斷面尺寸為200毫米X1100毫米，鋼水包的下水口與保護管間吹流速為10升/分鐘 的氬氣，并使用本發(fā)明設(shè)計的密封圈。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為73. 2%，終點氮含量為IO. 8PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為7. lPPm， LF加熱至連鑄開澆前鋼水增氮量為6. 4PPm，澆鑄過程中增氮量為O. 8PPm，鑄 坯氮含量為25. lPPm。
對比例l 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 P510L，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—SCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為135kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在3. 5。
(4) 出鋼l/3時加鋁和其它合金，出完鋼后加入的一種改性劑按重量百分比含有CaO :35.2%、 Si02: 1.6%、 A1203: 45.2%、 N: 2.21%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入量 4. 5kg/t鋼。
(5) LF加熱時間為15min; LF加熱結(jié)束后喂CaSi線8m/t鋼。
(6) 板坯中間包鋼水液面的高度為1000毫米，溫度為1553。C，澆鑄速度為1.2米/分鐘
，板坯的斷面尺寸為200毫米X1100毫米，鋼水包的下水口與保護管僅間吹流速為10升/分鐘 的氬氣。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為53. 1%，終點氮含量為18PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增氮 量為12. 4PPm， LF加熱至連鑄開澆前鋼水增氮量為13. 3PPm，澆鑄過程中增氮量為15. 8PPm， 鑄坯氮含量為59. 5PPm。
實施例3 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 20CrMoH，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—RH—BCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為Okg/t鋼。(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在7。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 73.3%、 Si02: 2.4%、 A1203: 2.7%、 Na20: 2.8%、 CaF2: 10.5%、 MgO: 4.0%、 N: 0.03%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入量
9kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為30min。
(6) RH輕處理時間為15min， RH處理結(jié)束后喂CaSi線6m/t鋼。
(7) 方坯中間包鋼水液面的高度為900毫米，溫度為154(TC，澆鑄速度為O. 65米/分鐘
，方坯的斷面尺寸為280毫米X380毫米，鋼水包的下水口與保護管間吹流速為8升/分鐘的氬 氣，并使用本發(fā)明設(shè)計的密封圈。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為83. 7%，終點氮含量為6. 4PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為6. 9PPm， LF加熱至RH處理前鋼水增氮量為9. 5PPm， RH結(jié)束至連鑄開澆前鋼水氮含量 為22. 3PPm，澆鑄過程中增氮量為2. 5PPm，鑄坯氮含量為24. 8PPm。
實施例4 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 20CrMoH，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—RH—BCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為35kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在6。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 73.3%、 Si02: 2.4%、 A1203: 2.7%、 Na20: 2.8%、 CaF2: 10.5%、 MgO: 4.0%、 N: 0.02%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入量 10kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為25min。
(6) RH輕處理時間為15min， RH處理結(jié)束后喂CaSi線6m/t鋼。
(7) 方坯中間包鋼水液面的高度為900毫米，溫度為1545。C，澆鑄速度為O. 65米/分鐘
，方坯的斷面尺寸為280毫米X380毫米，鋼水包的下水口與保護管間吹流速為8升/分鐘的氬氣，并使用本發(fā)明設(shè)計的密封圈。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為76. 3%，終點氮含量為7. 6PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為7. 3PPm， LF加熱至RH處理前鋼水增氮量為8. 3PPm， RH結(jié)束至連鑄開澆前鋼水氮含量 為21.5PPm，澆鑄過程中增氮量為l. 8PPm，鑄坯氮含量為23. 3PPm。
對比例l 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 20CrMoH，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—RH—BCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為120kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在3. 8。
(4) 出鋼l/3時加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為21min。
(6) RH輕處理時間為15min， RH處理結(jié)束后喂CaSi線6m/t鋼。
(7) 方坯中間包鋼水液面的高度為900毫米，溫度為1541。C，澆鑄速度為O. 65米/分鐘
，方坯的斷面尺寸為280毫米X380毫米，鋼水包的下水口與保護管間僅吹流速為8升/分鐘的氬氣。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為60. 5%，終點氮含量為15. 7PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為11.2PPm， LF加熱至RH處理前鋼水增氮量為15. 3PPm， RH結(jié)束至連鑄開澆前鋼水氮含 量為35. 9PPm，澆鑄過程中增氮量為ll. 2PPm，鑄坯氮含量為47. lPPm。
補充實施例l 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 P510L，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—SCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為70kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%， 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉
0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì)；)造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度CaO/Si02控制在6。
(4) LF加熱時間為17min; LF加熱結(jié)束后喂CaSi線8m/t鋼。
(5) 板坯中間包鋼水液面的高度為1000毫米，溫度為1553。C，澆鑄速度為1.25米/分鐘 ，板坯的斷面尺寸為200毫米X1050毫米，鋼水包的下水口與保護管間僅吹流速為10升/分鐘 的氬氣。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為71. 8%，終點氮含量為12PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增氮 量為9. 6PPm， LF加熱至連鑄開澆前鋼水增氮量為8. 5PPm，澆鑄過程中增氮量為7. 9PPm，鑄坯 氮含量為38PPm。
補充實施例2 實驗條件為
(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 P510L，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—CC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為65kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085. 0 95. 0%、 5%S MgO〉0、 2. 5%S Si02〉 0，其余為灼減及Al203、 P、 S等微量雜質(zhì))造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即將轉(zhuǎn)爐渣堿度 CaO/Si02控制在6。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 74.6%、 Si02: 1.8%、 A1203: 2.6% 、Na20: 2.7%、 CaF2: 9.4% 、 MgO: 4.4%、 N: 0.03%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入 量8kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為18min; LF加熱結(jié)束后喂CaSi線8m/t鋼。
(6) 板板坯中間包鋼水液面的高度為1000毫米，溫度為1556。C，澆鑄速度為1.25米/分 鐘，板坯的斷面尺寸為200毫米X1100毫米，鋼水包的下水口與保護管間吹流速為10升/分鐘 的氬氣，并使用本發(fā)明設(shè)計的密封圈。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為69. 5%，終點氮含量為ll. 5PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為8. 3PPm， LF加熱至連鑄開澆前鋼水增氮量為6. 7PPm，澆鑄過程中增氮量為7. 5PPm，鑄 坯氮含量為34PPm。
補充實施例3 實驗條件為(1) 公稱120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，吹煉10min后底吹氣體由N2轉(zhuǎn)換為Ar氣，生產(chǎn)鋼種為 20CrMoH，生產(chǎn)工藝流程為LD—LF—RH—BCC。
(2) 轉(zhuǎn)爐裝料時廢鋼加入量為50kg/t鋼。
(3) 采用活性石灰(按重量百分比含有Ca085.0 95.0。/。)造渣，在轉(zhuǎn)爐開始造渣時即 將轉(zhuǎn)爐渣堿度CaO/Si02控制在6 。
(4) 出鋼開始加入的渣料按重量百分比含有CaO: 73.3%、 Si02: 2.4%、 A1203: 2.7%、 Na20: 2.8%、 CaF2: 10.5%、 MgO: 4.0%、 N: 0.02%，其余為灼減及P、 S等微量雜質(zhì)，加入量 10kg/t鋼；加完渣料后即加鋁和其它合金。
(5) LF加熱時間為27min。
(6) RH輕處理時間為16min， RH處理結(jié)束后喂CaSi線7m/t鋼。
(7) 方坯中間包鋼水液面的高度為900毫米，溫度為154(TC，澆鑄速度為O. 65米/分鐘
，方坯的斷面尺寸為280毫米X380毫米，鋼水包的下水口與保護管間僅吹流速為8升/分鐘的氬氣。
測得轉(zhuǎn)爐冶煉過程脫氮率為78. 3%，終點氮含量為7. 2PPm，出鋼開始至LF加熱前鋼水增 氮量為7. 8PPm， LF加熱至RH處理前鋼水增氮量為8. 5PPm， RH結(jié)束至連鑄開澆前鋼水氮含量 為22. 9PPm，澆鑄過程中增氮量為12PPm，鑄坯氮含量為34. 9PPm。
通過將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/Si02控制在5 7，轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量可控制在15PPm以內(nèi)， 脫氮率由50% 70%提高到65% 85%;采用堿度控制及加入渣料的方法可以使出鋼開始至精煉 結(jié)束鋼水的增氮量控制在18PPm以內(nèi)，較以往減少10 15PPm;采用本發(fā)明設(shè)計的密封圈后， 澆鑄過程鋼水增氮量可控制在3PPm以內(nèi)。通過實施以上三項改進技術(shù)，降低了轉(zhuǎn)爐終點鋼水 氮含量，減少了出鋼至澆鑄過程鋁脫氧鋼增氮，從而達到了控制LD—LF—SCC工藝鑄坯氮含 量《35PPm、 LD—LF—RH—BCC工藝鑄坯氮含量《30PPm的生產(chǎn)目的。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)爐開始造渣時將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/SiO2調(diào)整為5～7。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于采用活性石灰調(diào)整堿度。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于在出鋼開始時向鋼包中加入如下渣料，該渣料是由活性石灰、螢石及工業(yè)純堿 混勻制成，其化學(xué)成分按重量百分比計含有70. 0%《CaO《88%、 0<SlQ2《3.0%、 0< Al2G3《4.o%、 2. 0%《Na2O《4. 0%、 8. 0%《Cap2《i3. 0%、 0<MgO《5%， 0<N《0. 05%，其 余為灼減及不可避免的微量雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于渣料加入量按7 1 Okg/t鋼計加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含 量的方法，其特征在于連鑄開澆前在鋼包下口與保護管之間使用帶帽沿的密封墊圈密封； 其中，所述的帶帽沿的密封墊圈包括錐形筒和凸緣，其凸緣位于所述錐形筒的口徑較大的一 端，并向外凸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于所述凸緣凸出于錐形筒筒壁的徑向長度為30-80毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于所述凸緣凸出于錐形筒筒壁的徑向長度為40-70毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法， 其特征在于所述密封墊圈成分為按重量百分比含有3102: 45 55%， Al203: 40 50%，同 時滿足S。2和A1203》94。/。，耐火度〉135(TC， IIO(TC X6h時線收縮率〈1。/。。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的方法，用于防止轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼增氮的問題。解決本發(fā)明技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)鋁脫氧鋼氮含量的在轉(zhuǎn)爐開始造渣時將轉(zhuǎn)爐爐渣堿度CaO/SiO₂調(diào)整為5～7。通過控制轉(zhuǎn)爐爐渣堿度可提高轉(zhuǎn)爐冶煉過程的脫氮率，脫氮率由50％～70％提高到65％～85％，轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量可控制在15PPm以內(nèi)。通過堿度控制、加入特殊渣料和連鑄開澆前在鋼包下口與保護管之間使用帶帽沿的密封墊圈密封，實現(xiàn)了LD-LF-SCC工藝鑄坯氮含量≤35PPm、LD-LF-RH-BCC工藝鑄坯氮含量≤30PPm的穩(wěn)定控制。
文檔編號C21C5/30GK101457275SQ200910300110
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者馮遠超, 歷 唐, 張均祥, 曾建華, 李桂軍, 李清春, 楊素波, 江南紅, 濤 邱, 永 陳, 陳天明, 顧武安 申請人:攀鋼集團研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團)公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司