CN101671763A

CN101671763A - 氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法

Info

Publication number: CN101671763A
Application number: CN200910075713A
Authority: CN
Inventors: 王立新; 刘承志; 李国平; 刘明生; 范光伟; 孙铭山
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2010-03-17

Abstract

一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，它包括下述依次的步骤：(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入氩氧精炼炉进行冶炼；(二)还原期前，氩氧精炼炉采用氮气、氧气混合吹入冶炼；(三)还原期加入Fe－Si、石灰、萤石进行还原，采用氮气进行搅拌，取样分析钢水的成分；(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入氮化合金，使氮达到目标要求范围，同时：(a)调整吹入氮气流量到最小，搅拌2－4分钟；(b)氮气搅拌后，停止吹入气体冶炼，等待不少于1分钟，使氮化合金充分熔化；(五)出钢，钢包内取样分析钢水的成分。

Description

氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法

技术领域

本发明涉及一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，即AOD炉冶炼高氮不锈钢控制氮的方法。

背景技术

氮在奥氏体、奥氏体-铁素体等不锈钢钢种中可以作为有益元素加入，可以改善钢的耐蚀性能、机械性能等。国际上一般把氮含量达到0.4％以上的不锈钢材料称为高氮不锈钢。AOD炉是主要的不锈钢冶炼设备，世界上大约70％的不锈钢是通过AOD炉冶炼的，在AOD炉中冶炼高氮不锈钢实践中，单纯采用氮化合金如Fe-Mn-N、Fe-Cr-N进行增氮，存在冶炼温度及氮百分含量难以控制、生产成本较高等难点及缺点；而直接采用吹入氮气增加氮含量，难以使钢中氮百分含量达到0.4％以上。

发明内容

为了克服现有氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢控制氮的方法的上述不足本发明提供一种控制容易、成本低的氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法。

本AOD炉高氮不锈钢氮控制工艺方法包括下述依次的步骤：

(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入AOD炉进行冶炼，一般是将电炉、感应炉或转炉熔化的钢水，倒入AOD炉进行冶炼。

(二)还原期前，AOD炉一直采用氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。

(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原，(每吨钢水加入量与AOD炉冶炼其它不锈钢相同)还原期仍采用氮气吹入钢水进行搅拌。还原后，取样分析钢水的成分(包括钢水中氮百分含量)。

(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入氮化合金增氮，使钢水中的氮达到目标要求范围，同时采取以下工艺措施：(a)调整吹入氮气流量到最小，(即氮气流量可以抵消钢水静压力的数值)搅拌2-4分钟，主要目的是在钢水中氮的百分含量达到0.4％以上后，避免吹入氮气脱掉钢水中氮的百分含量远大于增氮的量。(b)氮气搅拌后，向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼，等待不少于1分钟，晃动炉体，使氮化合金充分熔化。

(五)出钢。钢包内取样分析钢水的成分(包括钢水氮百分含量)，如氮百分含量与目标要求有差距，在钢包内加入重量≤300公斤的氮化合金进行补充氮百分含量。

本AOD炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，还原前采用吹入氮气进行增氮，出钢前加入氮化合金增氮到氮百分含量目标要求范围，同时，在AOD炉吹炼过程中，进行一定的控制，生产出含氮百分含量达到0.65％左右的高氮不锈钢产品。本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法工艺简单、控制容易、成本低。

具体实施方式

下面结合实施例，详细说明本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法的方法的具体实施方式，但本氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例一

45吨AOD炉上冶炼高氮不锈钢10Cr21Mn16NiN。其化学成分的质量百分配比为：

C 0.01～0.13％ Si：0.3～0.6％ Mn：15.0～17.0％ P≤0.45％

S≤0.1％ Cr 21.0～22.0％ Ni 1.0～1.8％ N 0.60～0.70％

其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的操作步骤如下：

时间操作内容

(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入AOD炉进行冶炼

17:17 90吨电炉熔化钢水，39.65吨钢水倒入45吨AOD炉，测温

1554℃。钢水成分的质量百分配比为：

C 1.56％ Si 0.11％ Mn 4.5％ P 0.023％

S 0.003％ Cr 21.38％ Ni 2.26％

其余为Fe和不可避免的杂质。

AOD炉顶枪吹氧3300m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m³/h，侧吹氮气600m³/h进行冶炼。加入轻烧镁白云石625kg、高碳铬铁301kg、石灰1012kg。(加入高碳铬铁是为了补充钢液中的Cr到目标范围，这个不是每炉都这样生产的；加轻烧镁白云石625kg、石灰1012k，目的造渣护炉，不加不行，世界上每一个AOD都会造渣，只是材料和加入量有区别，这是一般AOD冶炼不锈钢的正常步骤)

(二)还原期前，氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。

17:23 AOD炉顶枪吹氧3000m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m³/h，

侧吹氮气600m³/h进行冶炼。分三次加入石灰2823kg。(AOD

冶炼不锈钢就是不停地加石灰等造渣)

17:26 AOD炉顶枪吹氧1800m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1500m³/h，

侧吹氮气900m³/h进行冶炼。

17:35 AOD炉顶枪停止吹氧；侧吹氧气和氮气，侧吹氧气1020m³/h，侧

吹氮气2040m³/h。测温1760℃。

17:44 取样分析碳成分，C：0.26％。

17:47 侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气780m³/h，侧吹氮气2160m³/h进行

冶炼。

18:03 取样分析碳成分，C：0.097％。测温1777℃。

18:11 加入金属锰铁2000kg。

18:15 加入金属锰铁3000kg。

18:24 加入金属锰铁1000kg、萤石505kg。测温1712℃。

18:27 侧吹入氧气∶氮气＝600m³/h∶2160m³/h进行化锰。

18:29 测温1706℃。

(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原

18:31 还原，侧吹入氮气＝1320m³/h。加入硅铁1996kg(硅铁含硅重量

百分比为75％)、石灰1122kg、萤石507kg。

18:44 停止侧吹，测温1740℃。取样分析成分，扒渣。

18:56 侧吹入氮气＝1320m³/h。

18:59 测温1646℃。

19:10 取样分析结果出，钢水成分的质量百分比为：

C 0.035％ Si 0.35％ Mn 15.24％ P 0.025％

S 0.003％ Cr 19.97％ Ni 1.94％ N 0.337％

其余为Fe和不可避免的杂质。

氮的含量低于N 0.6％，仍需要加氮。

(四)成分分析结果出来，按钢水氮百分含量加氮

19:12 调整侧吹入氮气流量达到最小：1000m³/h进行冶炼。加入氮化铬

铁1500kg(氮化铬铁含氮成分百分含量9.74％)；加入金属锰400kg、

高碳铬铁299kg、硅铁90kg。

19:15 向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼。

(五)出钢

19:20 出钢，钢包中加入硼铁10kg。钢包内取样分析氮成分(氮成分为

0.553％)。

19:26 钢包到达吹氩站，加入氮化铬铁250kg增加氮含量。

19:41 钢包取样分析，钢水成分的质量百分配比为：

C 0.11％ Si 0.32％ Mn 15.55％ P 0.027％

S 0.001％ Cr 21.88％ Ni 1.91％ N 0.647％

其余为Fe和不可避免的杂质。

实施例二

C 0.01～0.13％ Si：0.3～0.6％ Mn：15.0～17.0％ P≤0.45％

S≤0.1％ Cr 21.0～22.0％ Ni 1.0～1.8％ N 0.60～0.70％

其余为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的操作步骤如下：

时间操作内容

(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入AOD炉进行冶炼

01:33 90吨电炉熔化钢水，40.2吨钢水倒入45吨AOD炉，测温

1522℃。钢水成分的质量百分配比为：

C 1.67％ Si 0.13％ Mn 4.6％ P 0.027％

S 0.003％ Cr 22.03％ Ni 2.01％

其余为Fe和不可避免的杂质。

AOD炉顶枪吹氧3300m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m³/h，侧吹氮气600m³/h进行冶炼。加入轻烧镁白云石711kg、石灰956kg。

(二)还原期前，氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼。

01:39 AOD炉顶枪吹氧3000m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1200m³/h，

侧吹氮气600m³/h进行冶炼。分三次加入石灰2566kg。

01:42 AOD炉顶枪吹氧1800m³/h；侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气1500m³/h，

侧吹氮气900m³/h进行冶炼。

01:50 AOD炉顶枪停止吹氧；侧吹氧气和氮气，侧吹氧气1020m³/h，侧吹

氮气2040m³/h。测温1736℃。

2:00 取样分析碳成分，C：0.22％。

2:12 侧吹入氧气和氮气，侧吹氧气780m³/h，侧吹氮气2160m³/h进行冶

炼。

2:27 取样分析碳成分，C：0.14％。测温1752℃。

2:35 加入金属锰铁1900kg。

2:39 加入金属锰铁3020kg。

2:49 加入金属锰铁1000kg、萤石420kg。测温1719℃。

2:50 侧吹入氧气∶氮气＝600m³/h∶2160m³/h进行化锰。

2:53 测温1713℃。

(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原

2:55 还原，侧吹入氮气＝1320m³/h。加入硅铁2015kg(硅铁含硅重量

百分比为75％)、石灰962kg、萤石310kg。

3:06 停止侧吹，测温1723℃。取样分析成分，扒渣。

3:15 侧吹入氮气＝1320m³/h。

3:18 测温1646℃。

3:20 取样分析结果出，钢水成分的质量百分比为：

C 0.11％ Si 0.46％ Mn 15.66％ P 0.029％

S 0.002％ Cr 21.84％ Ni 1.85％ N 0.366％

其余为Fe和不可避免的杂质。

氮的含量低于N 0.6％，仍需要加氮。

(四)成分分析结果出来，按钢水氮百分含量加氮

3:21 调整侧吹入氮气流量达到最小：1000m³/h进行冶炼。加入氮化铬铁

300kg(氮化铬铁含氮成分百分含量9.74％)；加入氮化锰1150kg(氮

化铬铁含氮成分百分含量8.5％)；镍板110kg。

3:25 向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼。

(五)出钢

3:26 出钢，钢包中加入硼铁10kg。钢包内取样分析氮成分(氮成分为

0.669％)。

3:30 钢包取样分析，钢水成分的质量百分配比为：

C 0.12％ Si 0.38％ Mn 16.27％ P 0.029％

S 0.001％ Cr 22.08％ Ni 1.71％ N 0.672％

其余为Fe和不可避免的杂质。

Claims

1、一种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，它包括下述依次的步骤：

(一)将成分、温度满足冶炼要求的钢水倒入氩氧精炼炉进行冶炼；

(二)还原期前，氩氧精炼炉一直采用氮气、氧气混合吹入钢水进行冶炼；

(三)还原期加入Fe-Si、石灰、萤石进行还原，还原期仍采用氮气吹入钢水进行搅拌，还原后，取样分析钢水的成分；

(四)钢水的成分分析结果出来，按钢水氮百分含量，加入氮化合金增氮，到钢水中的氮达到目标要求的范围，同时采取以下工艺措施：

(a)调整吹入氮气流量到最小，搅拌2-4分钟；

(b)氮气搅拌后，向前倾倒炉体，停止吹入气体冶炼，等待不少于1分钟，晃动炉体，使氮化合金充分熔化；

(五)出钢，钢包内取样分析钢水的成分。

2、根据权利要求1所述的种氩氧精炼炉冶炼高氮不锈钢增氮的方法，其特征是：在出钢时钢包内取样分析钢水的成分，氮百分含量与目标要求有差距，在钢包内加入重量≤300公斤的氮化合金进行补充氮百分含量。