冶炼过程钢水氮的脱除与控制-论文.pdf

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1、涟钢科技与管理2014年第2期冶炼过程钢水氮的脱除与控制技术中心刘彭罗钢吴浩210转炉厂丁胜强随着社会进步和技术的发展，用户对钢的强在吹炼中期，因剧烈的脱碳反应和大量CO度、韧性、加工性能等要求越来越高，对钢的化学气体的生成，脱氮效果更为显著。当进人吹炼末成分和组织均匀性的要求也越来越高。金属中微期时，由于CO气体生成速度降低和钢中氮的活量的有害元素会大大降低金属的物理性能和机械度系数变小，会发生钢水增氮现象，增加的氮主要性能。钢中氮的存在降低了钢的韧性和塑性，影来源于大气或底吹氩气。因此，在吹炼末期为防响

2、钢板的冲压性能，氮含量高，钢产生应变时效、止钢水增氮，通常采用吹炼末期或吹炼全程吹氩时效沉淀硬化或时效脆性，造成钢的蓝脆、冷脆，法、吹炼时及时降烟罩保证炉内正压，吹炼末期加影响钢的深冲性能、焊接性能、热加工性能，造成人生白、石灰造泡沫渣，阻止钢水与大气接触，减铸坯开裂及引起晶间腐蚀。针对目前部分钢种氮少钢液吸氮。含量较高的这一情况进行分析，找到控制钢水氮低碳钢补吹时熔池碳含量较低，CO产生量很含量的措施。小，吹氧时氧气流冲开渣面，火点区钢液面裸露，造成火点区钢液的吸氮速度大于CO气泡的脱氮1同类钢种氮的水平

3、速度，钢液在火点区从气相中吸氮造成钢中氮含钢水中氮的来源主要是铁水中的氮，转炉吹量升高，低碳钢补吹后增氮6—10ppm。炼过程中脱除大部分氮，过RH炉超低碳钢氮的吹炼过程中，反应区元素氧化产生了极高的控制关键在转炉、连铸减少增氮；过LF炉的合金温度，碳氧化产生的CO气泡降低了氮分压，同时钢、低碳铝镇静钢主要防止在LF增氮，先进企业乳化的渣相和CO气泡共同为脱氮反应提供了足超低碳钢氮可以控制在20ppm以内，高强钢、管够大的反应界面积，这一时段脱氮强烈，适度提高线钢控制在45ppm以内，在连铸工序增氮控制在脱

4、碳速率可以有效脱氮，如图1；吹炼末期，脱碳3ppm以内。速率减缓，CO气体生成量大大降低，脱氮能力迅速降低，空气进入炉内的机率增加，氧气射流的强2钢水中氮的来源烈冲击与搅拌作用造成空气中的氮被钢水吸收，钢水中氮主要是铁水带人，低碳铝镇静钢随从而造成钢水中氮含量增加，这时，应该降低枪着钢水中阻碍吸氮的氧、硫活性元素降低，容易增位，提高底吹搅拌强度，保证碳氧反应速度，多产氮；合金钢在精炼过程中精炼时间长、反复加合生CO减少钢水吸氮。金，含氮的合金、增碳剂、精炼渣加入会增氮；超低碳钢RH真空室出现漏气容易增氮。在

5、连铸过程中，因为中包覆盖剂加入不当，长水口密封不好容●豳{易增氮。对于钢中氮，应集中于两个目标：一是精如磁炼之前钢中氮尽量低，二是尽量减少吸氮。本文磐嫡就各工序氮的控制要点做出分析，便于不同钢种根据自己的工艺路线对工序点采取有效的措施控制增氮。脱碳速率(％／rain)图1转炉脱碳速率对氩站氮的影响3冶炼工序氮的控制转炉终点碳与氮含量的对应关系如图2所3．1转炉工序的控制示，随着转炉终点碳含量下降，钢水中氮含量有增·l·2014年第2期涟钢科技与管理加的趋势，尤其是当终点碳含量小于0．04％时，3．2精炼工序

6、的控制终点氮含量明显增加。当钢水中碳脱到比较低时，CO分压急剧降低，炉口压差较低，空气容易卷LF炉精炼时，吸氮量最大，且氮含量波动较入而造成钢水吸氮。因此冶炼低氮钢时，应该加大，主要原因是送电次数多、送电时间长，精炼送强生产节奏，为控制终点氮含量，应适当提高终点电过程中的埋弧操作不当，大氩气导致钢水大翻碳含量。同时，对于吹炼结束后钢水中碳质量分吸氮所致。数已经很低(0．025％一0．040％)，钢中碳氧反应1／2N2(g)=[N]微弱。此时采用大的底吹流量进行后搅，使钢液平衡常数：翻腾裸露容易增氮。K=an

7、／PN2=[％N]fJPN2氮溶解反应常数与温度关系为：lgK=一564／T一10．95可以得到：^[％N]：K／fN／P№“咖{加聪式中：a一钢液中[N]活度；校P一钢液中[N]平衡分压；fN一钢液中[N]活度系数。氮分压一定时，钢液中氮的溶解度与氮溶解反应常数及活度系数有关。当温度升高时，K值终点碳含量(％)图2DX53D终点碳对钢水氮含量的影响增大，钢液中氮的溶解度也增加，精炼送电时间长，冶炼时间长．容易增氮。如图4所示J55CR所以冶炼超低碳钢时，要保证足够的铁水比，增氮的幅度明显高于Q345xj，

8、J55CR、X70这类钢保证足够的碳氧反应强度，同时防止过吹、补吹，种冶炼时间长，送电时间长，存在多次送电的情转炉冶炼结束出钢前，向炉内加白云石稠渣，使得况，起弧次数多，随着送电时间延长，精炼渣越来出钢过程中，炉内钢液面被黏稠的炉渣覆盖，减少越稀薄，埋弧效果变差，增氮明显。了出钢过程中的增氮行为，通过这些方法超低碳钢在氩站90％以上的炉数氮可以控制在20ppm以内。转炉出钢过程中增碳、脱氧工艺对氩站氮有一定的影响