CN102559983A - 一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法，采取在转炉出钢前和出钢过程中，控制吹氩时间和氩气流量，分两段或连续不间断地向钢包内吹入氩气，直至出钢结束。从而使钢包内的空气被吹入的氩气排出，防止出钢至钢包内的钢水与空气接触，使钢包内的钢水始终处于氩气保护状态，既防止钢水与空气接触造成的增氮，同时使钢水中极易吸附在气泡表面的[N]能够随着氩气泡的上浮排出而被去除。本发明方法简单易行，便于操作，可显著降低出钢过程的钢水增氮，使出钢后的钢水增氮量控制在3ppm以下。
Description
技术领域
本发明属于炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种通过向钢包内吹入氩气，从而防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法。
背景技术
极低碳和低氮的汽车用无间隙原子钢(IF钢)以及低氮的无取向硅钢一般是将高炉内熔炼后的铁水在转炉内冶炼成钢水后，在RH(真空循环脱气炉)脱气装置对钢水进行二次处理，然后通过连铸机浇注成铸坯。整个冶炼过程主要依靠转炉内的脱碳反应进行脱氮，可得到20ppm以下的低氮钢水。但由于出钢过程中存在钢水增氮的原因，导致出钢后钢水的氮含量显著提高，一般增氮幅度均在5ppm以上。随后的RH装置虽然处于减压气氛，但由于受真空室密封程度的限制以及较低的钢水氮含量影响，脱氮基本都不会进行，因此转炉冶炼终点氮含量超标后，无法在后道工序得到有效地去除。
中国专利申请号200780005152.9提供了一种“钢水的脱氮方法”，主要是通过向钢水浴面上添加含金属Al物质和CaO，并向钢水中提供含氧物质，在形成有CaO和Al2O3不含碳炉渣的同时，将钢水中的Al含量控制在0.020～0.080质量％以下，从而达到钢水脱氮的目的。该方法主要是在冶炼过程中完成的，其措施是向钢水中添加其他物质和气体实现的。
专利申请号200910300110.9则提供的一种“控制转炉工艺生产铝脱氧钢氮含量的方法”，则是在转炉开始造渣时，将转炉炉渣碱度调整为5～7，并加入特殊渣料和在连铸开浇前在钢包下口与保护管之间使用带帽沿的密封垫圈密封。显然，该方法也是在冶炼过程中完成的，也需要向钢水中添加其他物质。
迄今为止，针对出钢过程中的钢水增氮控制问题，尚未见相关报道。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种简单易行，便于操作和控制，通过在转炉出钢前和出钢过程中向钢包内吹入氩气，从而有效控制转炉出钢过程中钢水增氮的方法。
为此，本发明采取了如下解决方案：
一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法，采取在转炉出钢前和出钢过程中，向钢包内吹入氩气，防止钢水与空气接触，并使钢水中的氮随着氩气泡的上浮排出得到去除。其具体方法为：
转炉出钢前，通过钢包底部的透气砖向钢包内吹入氩气，以排出钢包内的空气，吹入的氩气流量控制在2～6Nm3/min，并控制吹氩时间。
转炉出钢过程中，继续通过钢包底部的透气砖向钢包内吹入氩气，使钢包内的钢水始终处于氩气保护状态，避免钢水与空气接触造成增氮，氩气流量控制在0.3～1Nm3/min。
所述的转炉出钢前的吹氩时间按下式计算：
t＝KπHD/6I
式中：t-吹氩时间，min；
K-修正系数，一般取1.2-1.8；
H-钢包深度，m；
D-钢包上口直径，m；
I-氩气流量，Nm3/min。
另外，本发明也可根据实际生产节奏和计算出的出钢前吹氩时间，采取自出钢前开始吹入氩气后便不间断地连续吹入氩气，直至出钢结束。
本发明的有益效果为：
由于本发明在转炉出钢前向钢包内吹入氩气，使钢包内的空气被排出，钢包处于氩气充填状态，使出钢至钢包内的钢水接触不到空气；出钢后的连续吹氩，又使钢包内的钢水始终处于氩气保护之中，既防止了钢水与空气接触造成的增氮，同时由于钢水中的[N]极易吸附在气泡表面，因此能够随着氩气泡的上浮排出而被去除，从而本发明可显著降低出钢过程的钢水增氮，使转炉出钢的增氮量控制在5ppm以下。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
采用180吨转炉生产成品氮上限为0.005％的IF钢，钢包直径为上口3.852m、高度4.915m。采取出钢前、出钢后两段吹氩方式。各炉次具体工艺参数及效果如表1所示：
表1出钢前、出钢后两段吹氩方式具体工艺参数及效果表
实施例2：
采用180吨转炉生产成品氮上限为0.005％的IF钢，钢包直径为上口3.852m、高度4.915m。采取出钢前与出钢后连续不间断吹氩方式，直至出钢结束。各炉次具体工艺参数及效果如表2所示：
表2出钢前与出钢后不间断吹氩方式具体工艺参数及效果表
同期未采用本发明方法的炉次增氮结果如表3所示：
表3未采用本发明方法的炉次增氮结果表
| 炉次 | 出钢前氮量(ppm) | 出钢后钢包内氮量(ppm) | 出钢增氮量(ppm) |
| 1 | 14 | 23 | 9 |
| 2 | 16 | 21 | 5 |
| 3 | 17 | 23 | 6 |
| 4 | 19 | 24 | 5 |
| 5 | 18 | 24 | 6 |
| 平均 | 16.8 | 23 | 6.2 |
从上列表格中出钢增氮量对比可以看出，采用本发明方法出钢后钢水的增氮量平均只有1.2ppm，而未采用本发明方法的炉次增氮量高达6.2ppm，为本发明方法平均增氮量的5倍。显然，本发明方法可有效控制出钢过程中的增氮，从而显著减少出钢后钢水的含氮量。
Claims (3)
1.一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法，其特征在于，在转炉出钢前和出钢过程中，向钢包内吹入氩气，防止钢水与空气接触，并使钢水中的氮随着氩气泡的上浮排出得到去除；其具体方法为：
转炉出钢前，通过钢包底部的透气砖向钢包内吹入氩气，以排出钢包内的空气，吹入的氩气流量控制在2～6 Nm3/min，并控制吹氩时间；
转炉出钢过程中，继续通过钢包底部的透气砖向钢包内吹入氩气，使钢包内的钢水始终处于氩气保护状态，避免钢水与空气接触造成增氮，氩气流量控制在0.3～1 Nm3/min。
2.根据权利要求1所述的防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法，其特征在于，所述的转炉出钢前的吹氩时间按下式计算：
t = KπHD/6I
式中：t－吹氩时间，min；
K－修正系数，一般取1.2-1.8；
H－钢包深度，m；
D－钢包上口直径，m；
I－氩气流量，Nm3/min。
3.根据权利要求1所述的防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法，其特征在于，根据实际生产节奏和计算出的出钢前吹氩时间，采取自出钢前开始吹入氩气后便不间断地连续吹入氩气，直至出钢结束。
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