一种低成本高氮钢的冶炼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110607413A(43)申请公布日2019.12.24(21)申请号201911060025.XC21C7/10(2006.01)(22)申请日2019.11.01C21C7/00(2006.01)C22C38/02(2006.01)(71)申请人武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公C22C38/04(2006.01)司C22C38/24(2006.01)地址436008湖北省鄂州市鄂城区武昌大C22C38/60(2006.01)道215号(72)发明人夏金魁杨治争曹龙琼汪晛黄道昌廖广府(74)专利代理机构黄石市三益专利商标事务所42109代理人滕金叶(51)Int.Cl.C21C5/35(2006.01)C21C7/06(2006.01)C21C7/064(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种低成本高氮钢的冶炼方法(57)摘要本发明公开了一种低成本高氮钢的冶炼方法，包括转炉冶炼—LF精炼—RH脱气—方坯连铸工艺，其中在转炉冶炼过程中，底吹不执行氮氩切换，并按上限碳含量出钢，增加过程增氮，氩站处理时底吹氮气；RH脱气处理时全程用氮气代替氩气进行钢液循环驱动，设置氮气驱动流量为80-120Nm3/h，压力为1.5MPa，氮气纯度≥99.8%，真空处理过程执行轻处理模式，控制真空度为5-10KPa，继续根据钢液成分持续调整并强化氮的固定，处理结束钢液氮含量可达0.012-0.02%；浇注时采用保护浇注，保持成分和氮含量稳定；本发明通过全流程工艺控制方法和RH处理过程中的特殊操作方法，实现低成本、稳定生产优质高氮钢的目标。CN110607413ACN110607413A权利要求书1/1页1.一种低成本高氮钢的冶炼方法，包括转炉冶炼—LF精炼—RH脱气—连铸工艺，其中主要工艺步骤如下：（1）复吹转炉冶炼过程①装入废钢和成分、温度合格的铁水，铁水+废钢总装入量为140～160t；②顶吹采用常规模式进行，但是底吹全程不执行氮氩切换，降低过程成本，同时增加过程增氮；③在钢种冶炼要求的范围内，按上限碳含量出钢，降低钢液中的氧活度，提高氮的吸收量；④采用钒固定钢液中的氮的钢种，则在出钢过程中完成钒氮合金和钒铁的加入；（2）Ar站处理Ar站处理在条件合适的情况下底吹氮气，设备不允许时，底吹氩气强度不应翻动液面，减少钢水污染，底吹总时间3～6min；（3）LF精炼在LF完成钢水脱氧、控温以及脱S以及成分精确调节等任务，底吹氩气稳定，避免钢水裸露而二次氧化；（4）RH脱气处理①在RH脱气处理时，全程用氮气代替氩气进行钢液循环驱动，驱动氮气流量为80-120Nm3/h，压力1.5MPa，氮气纯度≥99.8%，促进钢液进一步增氮；②在真空处理过程中，执行轻处理模式（即真空度＞2KPa以上）进行真空循环处理的过程，真空度控制在5～10KPa，避免氮的逸出，如果有必要，则进一步提高V、Ti、Nb微合金含量至目标值，持续强化氮的固定，保证氮的稳定性；③处理至15-18min时，取样定氮，等检测结果过程中执行10～20KPa的轻处理，处理结束钢液氮含量可达0.012～0.02%；④成分检验合格、温度合适后，根据钢种需求进一步进行钙处理或直接吊钢水至连铸平台浇注；（5）连铸连铸开浇应用自动开浇技术，避免钢液剧烈波动，从而引起钢液氮含量的明显变化，全程实行保护浇注，保持成分和氮含量的稳定性。2CN110607413A说明书1/5页一种低成本高氮钢的冶炼方法技术领域[0001]本发明涉及钢铁材料技术领域，特别是一种低成本高氮钢的冶炼方法。背景技术[0002]随着高质量钢材的开发，氮越来越多的被作为一种有益元素使用。在高氮钢中，由于引入了元素氮而赋予该钢种许多优异的性能，如强度高、韧性好、蠕变抗力大、耐腐蚀性好等。钢中氮含量取决于冶炼方法，一般转炉钢中残存氮含量为0.0040%-0.0060%，电炉钢中残存氮含量为0.0070%-0.0100%，无法满足要求，因此，高氮钢的工艺关键是要保证加入钢中氮的收得率。目前，氮的加入方式主要有以下几种：（1）吹氮气：钢中吹氮气是最简单的一种增氮方法，但该方法氮的收得率只有20%-30%，且不稳定，从而引起性能发生很大的波动。（2）喂线法。将含氮合金制成包芯线通过喂丝机喂入钢水中，该方法氮的收得率较为稳定，但喂线设备复杂，投资大，工序时间长。（3）加入富氮合金，通常是在出钢过程或者氩站加入，该方法简单实用，氮的收得率稳定，通常在含钒钢中使用，但使用该方法加入钒氮合金后，钢液不能再经过真空处理，否则氮的回收率将大大降低。[0003]通过真空处理可提高钢液的洁净度，改善钢的综合性能指标，被越来越多的钢种所采用，目前真空处理均采用低压力（压