CN108913844A - 绞线钢系列钢种的控氮工艺 - Google Patents

绞线钢系列钢种的控氮工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，所述工艺步骤包括：选用低氮辅料冶炼、LF炉口正压操作、LF埋弧精炼、连铸保护浇注，以及炼钢全程吹氩的工序，将钢中氮含量控制在60ppm以下；所述辅料中的氮含量不超过40ppm；本发明有效的抑制了冶炼过程中增氮现象的产生，使钢中TiN含量急剧下降，从而实现氮含量在60ppm以下的低氮钢种的生产。

Description

绞线钢系列钢种的控氮工艺
技术领域
本发明涉及金属冶炼领域，具体涉及绞线钢系列钢种的控氮工 艺。
背景技术
氮对金属的性能有着重要的影响，随着金属材料的发展和用户对 加工性能质量要求的日益苛刻，需要进一步降低钢中的氮含量，保证 产品质量在市场上具有竞争力。
绞线系列钢种主要用途为拉拔丝，要求强度高、韧性好。炼钢工 序中采用低钙硅铁→硅锰合金→炼钢增碳剂进行合金化，TiN在钢水 凝固时形成，但由于绞线钢不采用铝脱氧，钢中氮含量对TiN的析出 有很大影响。氮含量越高，析出的TiN数量越多，造成晶界强度弱化， 使钢的脆性区产生变化，铸坯表面易产生裂纹，降低了钢的韧性及焊 接性能，因此绞线钢对氮含量的要求更高，但是绞线钢的生产工艺导 致其在生产环节中增氮(吸氮)点多，因此需要一种生产工艺可以有 效解决在转炉冶炼过程中，以及后续的出钢过程，精炼过程，连铸过 程中增氮(吸氮)现象的产生。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种绞线 钢系列钢种的控氮工艺，该工艺可以有效的抑制炼钢过程中的增氮现 象，能够将绞线钢中氮含量控制在60ppm以下；
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绞线钢系列钢 种的控氮工艺，所述工艺步骤包括：选用低氮辅料冶炼、LF炉口正 压操作、LF埋弧精炼、连铸保护浇注，以及炼钢全程吹氩的工序， 将所述钢种中氮含量控制在60ppm以下；
其中，所述辅料中的氮含量不超过40ppm。
进一步地，本发明所述的控氮工艺，二次处理先进行降罩处理， 即将烟罩降至能观察到火焰的最低位置，二次处理过程因为碳很低， 所以火焰与烟气劲不是很大，会有部分空气进入炉内，引起钢水吸氮， 因此进行降罩处理，抑制吸氮。
进一步地，本发明所述的控氮工艺，出钢前必须检查钢包透气性、 洁净度，出钢前氩气通入钢包2～3min，控制氩气流量在60～ 100m3/h，出钢过程吹氩不低于4min，氩站吹氩不低于5min，控制氩 气流量在20～40m3/h，防止钢水剧烈翻动吸氮。
进一步地，本发明所述的控氮工艺，出钢时间5～7min，及时处 理干净出钢口外挂残渣残钢，防止出钢散流。
进一步地，本发明所述的控氮工艺，钢包车开到正对炉口以下使 炉盖紧密地盖到钢包上，保证钢包内压力大于大气压，氩气流量控制 在30m3/h以下，钢包顶渣破壳后，将氩气流量调到不小于60m3/h， 加强搅拌，加速成渣，均匀成分。
进一步地，本发明所述的控氮工序，LF炉口微正压操作，具体 措施为：紧闭炉门口，在炼钢时产生的烟尘始终是从里往外冒的前提 下，将炉盖降到最底部，保证冶炼过程中不会从空气中吸氮。
进一步地，本发明所述的控氮工序，LF埋弧精炼包括：LF炉处 理前期，加入埋弧渣，加热时电极侵入渣层，将电弧埋住，防止电极 电离空气，产生吸氮现象；
所述造渣料为白灰200kg/炉，电石30kg/炉。
进一步地，本发明所述的控氮工序，LF炉精炼过程要避免反复 升温，通电总时间不超过35min。因为LF炉是电极加热，反复加热 延长通电时间会增加电极电离空气的时间，必然使氮增加过快，所以LF精炼炉要避免反复升温。
进一步地，本发明所述的控氮工序，连铸保护浇注的具体为：钢 包至中间包采用保护套管保护注流，钢包水口与保护套管接口处要用 氩气封闭，中间包钢水液面加入覆盖剂；
所述覆盖剂为碳化稻壳50kg，加入量为50kg/炉。
进一步地，炼钢全程吹氩，除钢包精炼强搅过程，与钢液接触时， 氩气流量控制在60m3/h以下，避免吸氮。
进一步地，本发明所述的控氮工序，同样适用于帘线钢系列钢种， 能够将帘线钢种氮含量控制在50ppm以下。
本发明未涉及的流程为常规操作步骤。
本发明所述技术方案的有益效果为：1.本发明采用低氮原料进行 冶炼，有效减少了成品中的氮含量；2.本发明采用的控氮措施，避免 了炉内负压，吸入空气，同时杜绝了钢水与空气接触的机会，抑制了 增氮现象的产生；3.避免了LF炉精炼过程由于通电时间过长，造成 空气电离从而产生的增氮现象。综上所述，本发明有效的抑制了冶炼 过程中增氮现象的产生，使钢中TiN含量急剧下降，从而实现氮含量 在60ppm以下的低氮钢种的生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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 体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
某绞线钢系列钢种生产成分设计如下：
实施例1
采用本发明所述的控氮工艺具体步骤包括：
1.选用氮含量不超过40ppm废钢，合金等辅料进行冶炼；
2.出钢前必须检查钢包透气性、洁净度，出钢前氩气通入钢包2 min，氩气流量70m3/h，出钢过程吹氩4min，氩站吹氩5min，氩气流 量在20m3/h；出钢时间为5min，同时及时处理干净出钢口外挂残渣 残钢，防止出钢散流；钢包车开到正对炉口以下使炉盖紧密地盖到钢 包上，保证钢包内压力大于大气压，氩气流量控制在28m3/h，钢包顶 渣破壳后，将氩气流量调到60m3/h。
3.LF炉口微正压操作，具体措施为：紧闭炉门口，在炼钢时产 生的烟尘始终是从里往外冒的前提下，将炉盖降到最底部，保证冶炼 过程中不会从空气中吸氮；
4.LF炉处理前期，加入白灰200kg/炉，电石30kg/炉，造埋 弧渣，加热时电极侵入渣层，将电弧埋住；LF炉精炼过程要避免反 复升温，通电总时间为35min；
5.采用连铸保护浇注，钢包至中间包采用保护套管保护注流，钢 包水口与保护套管接口处要用氩气封闭，中间包钢水液面加入覆盖剂 碳化稻壳，加入量为50kg/炉。
进一步地，为抑制吸氮，二次处理时需进行降罩处理。
进一步地，炼钢全程吹氩，除钢包精炼强搅过程，与钢液接触时， 氩气流量控制在60m3/h以下，避免吸氮。
经以上步骤控制最终成品氮含量检测为56ppm。
实施例2
采用本发明所述的控氮工艺具体步骤如下：
1.选用氮含量不超过40ppm废钢，合金等辅料进行冶炼；
2.出钢前必须检查钢包透气性、洁净度，出钢前氩气通入钢包3 min，氩气流量80m3/h，出钢过程吹氩7min，氩站吹氩8min，控制氩 气流量在40m3/h；出钢时间为7min，同时及时处理干净出钢口外挂 残渣残钢，防止出钢散流；钢包车开到正对炉口以下使炉盖紧密地盖 到钢包上，保证钢包内压力大于大气压，氩气流量控制在15m3/h，钢 包顶渣破壳后，将氩气流量调到75m3/h。
3.LF炉口微正压操作，具体措施为：紧闭炉门口，在炼钢时产 生的烟尘始终是从里往外冒的前提下，将炉盖降到最底部，保证冶炼 过程中不会从空气中吸氮；
4.LF炉处理前期，加入白灰200kg/炉，电石30kg/炉，造埋 弧渣，加热时电极侵入渣层，将电弧埋住；LF炉精炼过程要避免反 复升温，通电总时间为30min；
5.采用连铸保护浇注，钢包至中间包采用保护套管保护注流，钢 包水口与保护套管接口处要用氩气封闭，中间包钢水液面加入覆盖剂 碳化稻壳50kg/炉。
进一步地，为抑制吸氮，二次处理时需进行降罩处理。
进一步地，炼钢全程吹氩，除钢包精炼强搅过程，与钢液接触时， 氩气流量控制在60m3/h以下，避免吸氮。
经以上步骤控制最终成品氮含量检测为50ppm。
某帘线钢系列钢种生产成分设计如下：
成分 C Si Mn P S
标准 0.70～0.75 0.15～0.30 0.46～0.60 ≤0.020 ≤0.015
放行 0.70～0.74 0.18～0.28 0.48～0.58 ≤0.015 ≤0.010
内控 0.71～0.73 0.18～0.25 0.50～0.53 ≤0.013 ≤0.008
目标 0.72 0.23 0.52 ≤0.010 ≤0.006
实施例3
采用本发明所述的控氮工艺具体步骤如下：
1.选用氮含量不超过40ppm废钢，合金等辅料进行冶炼；
2.出钢前必须检查钢包透气性、洁净度，出钢前氩气通入钢包2 min，氩气流量65m3/h，出钢过程吹氩6min，氩站吹氩7min，氩气流 量在30m3/h；出钢时间为6min，同时及时处理干净出钢口外挂残渣 残钢，防止出钢散流；钢包车开到正对炉口以下使炉盖紧密地盖到钢 包上，保证钢包内压力大于大气压，氩气流量控制在28m3/h，钢包顶 渣破壳后，将氩气流量调到70m3/h。
3.LF炉口微正压操作，具体措施为：紧闭炉门口，在炼钢时产 生的烟尘始终是从里往外冒的前提下，将炉盖降到最底部，保证冶炼 过程中不会从空气中吸氮；
4.LF炉处理前期，加入白灰200kg/炉，电石30kg/炉，造埋 弧渣，加热时电极侵入渣层，将电弧埋住；LF炉精炼过程要避免反 复升温，通电总时间为32min；
5.采用连铸保护浇注，钢包至中间包采用保护套管保护注流，钢 包水口与保护套管接口处要用氩气封闭，中间包钢水液面加入覆盖剂 碳化稻壳50kg/炉。
进一步地，为抑制吸氮，二次处理时需进行降罩处理。
进一步地，炼钢全程吹氩，除钢包精炼强搅过程，与钢液接触时， 氩气流量控制在60m3/h以下，避免吸氮。
经以上步骤控制最终成品氮含量检测为45ppm。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范 围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利 保护范围内。

Claims (10)

1.一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于：所述工艺步骤包括：选用低氮辅料冶炼、LF炉口正压操作、LF埋弧精炼、连铸保护浇注，以及炼钢全程吹氩的工序；其中，所述辅料中的氮含量不超过40ppm。
2.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺还包括：二次处理时先进行降罩处理，即将烟罩降至能观察到火焰的最低位置。
3.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺还包括：出钢前必须检查钢包透气性、洁净度，出钢前氩气通入钢包2～3min，控制氩气流量在60～100m3/h，出钢过程吹氩不低于4min，氩站吹氩不低于5min，控制氩气流量在20～40m3/h。
4.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺还包括：出钢时间5～7min，及时处理干净出钢口外挂残渣残钢，防止出钢散流。
5.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺还包括：钢包车开到正对炉口以下使炉盖紧密地盖到钢包上，保证钢包内压力大于大气压，氩气流量控制在30m3/h以下，钢包顶渣破壳后，将氩气流量调到不小于60m3/h，加强搅拌，加速成渣，均匀成分。
6.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺还包括：LF炉口微正压操作，具体措施为：紧闭炉门口，在炼钢时产生的烟尘始终是从里往外冒的前提下，将炉盖降到最底部，保证冶炼过程中不会从空气中吸氮。
7.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述LF埋弧精炼包括：LF炉处理前期，加入埋弧渣，LF炉精炼过程要避免反复升温，通电总时间不超过35min。
8.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述连铸保护浇注具体为：钢包至中间包采用保护套管保护注流，钢包水口与保护套管接口处要用氩气封闭，中间包钢水液面加入覆盖剂。
9.根据权利要求1所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，炼钢全程吹氩，除钢包精炼强搅过程，与钢液接触时，氩气流量控制在60m3/h以下，避免吸氮。
10.根据权利要求1～9其中任意一项所述的一种绞线钢系列钢种的控氮工艺，其特征在于，所述控氮工艺同样适用于帘线钢系列钢种。
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