專利名稱：減少鋁鎮(zhèn)靜鋼吸氮的方法、低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種能夠減少鋁鎮(zhèn)靜鋼的鋼液在出鋼過程和后續(xù)的合金化過程中吸氮的方法、一種低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
通常，氮含量控制是生產(chǎn)高級別高附加值低氮鋼的一大難題。在現(xiàn)有的冶金技術(shù)中，通過轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬，冶煉終點避免深吹和減少補吹等方式能將轉(zhuǎn)爐終點氮含量穩(wěn)定控制在20ppm以內(nèi)，但由于空氣中氮含量較高，且出鋼時鋼液裸露在空氣中，出鋼過程鋼液吸氮一直是氮含量控制的一大難題，出鋼時采用鋁鐵進行徹底脫氧的鋁鎮(zhèn)靜鋼由于鋼液表明活性元素氧的急劇降低，出鋼時吸氮更為嚴(yán)重，出鋼時最大吸氮量時高達30ppm，而出鋼后通過RH真空處理去除鋼水中氮含量的方法效果不佳。因此，控制出鋼過程鋼液吸氮對鋁鎮(zhèn)靜鋼氮含量控制有著重要的作用。 于2009年6月17日公開的申請?zhí)枮镃N101457275A的專利申請公開披露了一種控制轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝鋁脫氧鋼氮含量的方法。該方法主要通過轉(zhuǎn)爐冶煉和連鑄使用帶帽沿的密封圈保護澆注的方法對鋼液中氮含量進行控制，最終實現(xiàn)連鑄坯氮含量小于35ppm的穩(wěn)定控制。沒有明確說明出鋼過程控制鋼液吸氮的方法。于2009年7月I日公開的申請?zhí)枮镃N101469356的專利申請公開披露了一種利用轉(zhuǎn)爐出鋼弱脫氧降低鋼中氮含量的煉鋼方法。該方法通過保證鐵水預(yù)處理出站硫在O. 004%以下，氬氣軟吹，及轉(zhuǎn)爐終點用氬氣攪拌5 10分鐘，出鋼加入石灰，錳鐵和合成渣不加脫氧劑而在LF進行脫氧操作的方法，在不需添加新設(shè)備或改造舊設(shè)備的情況下，能將鋼坯中的氮含量控制在15 25ppm之間。但是該專利出鋼過程不脫氧而改在LF進行脫氧操作，有效的避免了鋼水由于出鋼后氧活度急劇降低導(dǎo)致鋼液吸氮嚴(yán)重的問題。但是大量的脫氧合金在LF加入會延長LF處理時間且脫氧操作推遲后縮短了鋼水中夾雜物上浮的時間，不利于鋼水質(zhì)量控制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠減少鋁鎮(zhèn)靜鋼的鋼液在生產(chǎn)過程(例如，出鋼過程和后續(xù)的合金化過程)中吸氮的方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面提供了一種減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，所述方法包括步驟:A、在轉(zhuǎn)爐出鋼前，對鋼包吹氬以排除鋼包內(nèi)空氣，并向鋼包中加入含鋁脫氧合金或鋁；B、在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，向鋼包中加入活性石灰以覆蓋鋼液面；C、在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后，向鋼包中加入活性石灰及螢石以覆蓋鋼液面；D、在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧并同時控制鋼包底吹氬強度以防止鋼水裸露，以制得鋁鎮(zhèn)靜鋼，其中，步驟A的含鋁脫氧合金或鋁的加入量能夠使得吹氬站到站時鋼水氧活度在20(T300ppm之間，步驟D的鋁線的喂入量能夠使得鋼水的氧含量達到鋁鎮(zhèn)靜鋼的目標(biāo)氧含量。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟B中，活性石灰的加入量為5kg/t· lOkg/t 鋼。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟C中，活性石灰的加入量為3kg/t·
6kg/t 鋼,螢石 lkg/tiH 2kg/t 鋼。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述方法還包括在所述步驟B和C中，對鋼包進行底吹IS操作，并且吹IS強度為O. 0004m3/ (min · t鋼廣O. OOlm3/ (min · t鋼)。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟A中，吹氬強度為O. 0008m3/(min · t■廣O. 0012m3/(min 。這里，如果吹氬強度過大會導(dǎo)致鋼包底部透氣原件溫降大，出鋼后容易造成透氣原件堵塞；吹氬強度過小可能達不到排除空氣的目的。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟D中，喂鋁線的喂線速度在5m/iTl0m/s之間。 在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟D中，鋼包底吹氬強度控制在O. OOlm3/(min · t鋼) O. 0015m3/ (min · t鋼)之間。本發(fā)明的另一目的在于提供一種生產(chǎn)低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法。所述方法包括在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中脫除鋼液中的氮元素，并且所述方法還包括采用根據(jù)上述任意一項的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法來防止鋼液吸氮。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括能夠有效地將鋁鎮(zhèn)靜鋼出鋼過程中的吸氮量控制在5ppm以內(nèi)，且為鋼水中夾雜物的上浮提供了足夠的時間，保證了鋼水質(zhì)量；不需要添加任何設(shè)備，且操作簡單。
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合示例性實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明一方面的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法包括步驟:A、在轉(zhuǎn)爐出鋼前，對鋼包吹氬以排除鋼包內(nèi)空氣，并在出鋼開始時向鋼包中加入含鋁脫氧合金；B、在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，向鋼包中加入活性石灰以覆蓋鋼液面；C、在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后，向鋼包中加入活性石灰及螢石以覆蓋鋼液面；D、在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧并同時控制鋼包底吹氬強度以防止鋼水裸露，以制得鋁鎮(zhèn)靜鋼，其中，步驟A的脫氧合金的加入量能夠使得吹氬站到站時鋼水氧活度在20(T300ppm之間，步驟D的鋁線的喂入量能夠使得鋼水的氧含量達到鋁鎮(zhèn)靜鋼的目標(biāo)氧含量。在步驟A中的含鋁脫氧合金可以為鋁鐵合金。此外，也可以用鋁錠代替含鋁脫氧合金。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟B中，活性石灰的加入量可以為5kg/t
鋼 10kg/t鋼。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟C中，活性石灰的加入量可以為3kg/t
鋼 6kg/t鋼，螢石lkg/tiH 2kg/t鋼。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述方法還包括在所述步驟B和C中，對鋼包進行底吹IS操作，并且吹IS強度為O. 0004m3/ (min · t鋼廣O. OOlm3/ (min · t鋼)。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟A中，吹氬強度為O. 0008m3/ (min · t
鋼) O. 0012m3/ (min · t 鋼)。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟D中，喂鋁線的喂線速度在5m/iTl0m/s之間。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述步驟D中，鋼包底吹氬強度控制在O. OOlm3/(min · t鋼) O. 0015m3/ (min · t鋼)之間。根據(jù)本發(fā)明另一方面的生產(chǎn)低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法包括在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中脫除鋼液中的氮元素，并且所述方法還包括采用根據(jù)上述示例性實施例中的任意一項所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法來防止鋼液吸氮。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法要求出鋼前提前對鋼包進行吹氬，并改變出鋼時脫氧合金的加入方式，采取“兩步脫氧”法脫氧，即出鋼開始時將脫氧合金加入鋼包對鋼水進行部分脫氧，出鋼后在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧；出鋼過程向鋼包中加入活性石灰，出鋼后向鋼包中加入活性石灰及螢石，吹氬站通過控制鋼包底吹氬強度的方式，防止鋼水喂線過程裸露吸氮。該方法不需要添加任何設(shè)備，且操作簡單，能有效將鋁鎮(zhèn)靜鋼出鋼過程吸氮控制在5ppm以內(nèi)，且為鋼水中夾雜物的上浮提供了足夠的時間，保證了鋼水質(zhì)量。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提前對鋼包吹氬是指鋼包提前l(fā)mirT2min開到出鋼位并通過鋼包底部吹氬管對鋼包吹氬，排出鋼包內(nèi)的空氣，吹氬強度為O. 0008m3/(min · t鋼廣O. 0012m3/ (min · t),出鋼過程適當(dāng)降低鋼包底吹IS強度到O. 0004m3/ (min · t
OOlm3/(min · t·)以在保證出鋼過程鋼水合金化均勻和減少出鋼過程鋼液翻騰的前提下減少鋼液從空氣中吸氮。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，改變脫氧合金加入方式是指在轉(zhuǎn)爐開始時，通過合金料倉將脫氧合金加入鋼包。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，部分脫氧是指根據(jù)轉(zhuǎn)爐終點鋼水氧含量計算所需脫氧合金的總量，并將脫氧合金總量的509Γ70%加入鋼包，保證吹氬站到站時鋼水氧活度在20(T300ppm之間。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，出鋼過程向鋼包中加入活性石灰，出鋼后向鋼包中加入活性石灰及螢石的方式是指出鋼量約為鋼水總量的1/3時向鋼包中加入5kg/噸鋼 10kg/噸鋼的活性石灰以覆蓋鋼液面防止脫氧后的鋼液嚴(yán)重吸氮。出完鋼后向鋼液表面加入3kg/噸鋼飛kg/噸鋼的活性石灰及用于化渣的的螢石Ikg/噸鋼 2kg/噸鋼覆蓋鋼液面，防止鋼液從空氣中吸氮。所述吹氬站喂入鋁線對鋼液進行徹底脫氧要求鋼水進入吹氬站后對鋼水進行氧活度的測定，并根據(jù)鋼液氧活度確定喂入鋁線的長度，鋁線喂入量與鋼液中氧含量對應(yīng)關(guān)系如下L=L 125f a[o]*Mh/ (1000*MA1)其中，L一喂入鋁線長度，m。Mh—鋼水重量，toMai — Im鋁線中鋁的重量，kg。a[。]—吹氬站鋼液氧活度，ppm。f一招線脫氧利用系數(shù)，取I. 5^2. 5.所述喂線過程控制喂線速度在5m/iTl0m/S之間，以縮短喂線時間和防止喂線速度太快鋼液翻騰厲害，從空氣中吸氮。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，鋼包喂鋁線過程為防止鋼包中鋼液劇烈翻騰，鋼液裸露吸氮，喂線期間鋼包底吹氬供氣強度控制在O. OOlm3/(min · t·廣O. 0015m3/(min · t鋼)之間，喂線后軟吹3 5min。在本發(fā)明的一個不例性實施例中，招線直徑為IOmm,招含量大于99%。為了更好地理解本發(fā)明、下面結(jié)合具體示例進行詳細(xì)描述。示例 I某廠公稱容量為120t的轉(zhuǎn)爐冶煉氧氣瓶鋼，出鋼過程采用鋁鐵脫氧。出鋼前利用副槍對轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水進行取樣并定氧，測得終點鋼水中氧活度為562ppm，出鋼時鋼液中氮含量為12ppm。出鋼前Imin提前對鋼包吹気,并控制底吹気強度為O. 0008m3/(min · t·)以排除鋼包內(nèi)空氣，出鋼開始時向鋼包中加入鋁鐵250kg (占脫氧合金總量的65%)，出鋼時底吹氬強度為O. 0006m3/(min ，出鋼約1/3時向鋼包中加入活性石灰5kg/噸鋼，出鋼結(jié)束后向鋼液表面加入3kg/噸鋼活性石灰螢石Ikg/噸鋼以覆蓋鋼液面減少吸氮。出鋼量為 135t，鋼包到達吹氬站后進行定氧操作，測出鋼液中氧含量為200ppm，喂入鋁線282m，喂線時鋼包底吹氬強度為O. OOlm3/(min ，喂線速度為5m/s，喂線結(jié)束后軟吹4min取樣，定氧，測出鋼液中氧含量為4. 7ppm，鋼水中氮含量為14ppm，出鋼過程鋼液吸氮2ppm。示例 2某廠公稱容量為200t的轉(zhuǎn)爐冶煉Q345B鋼，出鋼過程采用鋁鐵脫氧。出鋼前利用副槍對轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水進行取樣并定氧，測得終點鋼水中氧活度為654ppm，出鋼時鋼液中氮含量為13ppm。出鋼前Imin提前對鋼包吹氬，并控制底吹氬強度為O. 0012m3/(min 以排除鋼包內(nèi)空氣，出鋼開始時向鋼包中加入鋁鐵295kg (占脫氧合金總量的55%)，出鋼時底吹氬強度為O. OOlm3/(min ，出鋼時向鋼包中加入活性石灰8kg/噸鋼，出鋼結(jié)束后向鋼液表面加入5kg/噸鋼活性石灰螢石I. 5kg/噸鋼以覆蓋鋼液面減少吸氮。出鋼量為185t，鋼包到達吹氬站后進行定氧操作，測出鋼液中氧含量為295ppm，經(jīng)計算喂入鋁線572m，喂線時鋼包底吹氬強度為O. OOlm3/(min · t·)，喂線速度為10m/S，喂線結(jié)束后軟吹5min取樣，定氧，測出鋼液中氧含量為8. 3ppm，鋼水中氮含量為16ppm，出鋼過程鋼液吸氮3ppm。綜上所述，本發(fā)明通過出鋼時改變脫氧合金的加入方式，并對鋼水進行部分脫氧，出鋼過程及出鋼后向鋼包中加入活性石灰并在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧，并通過控制吹氬站吹氬強度的方式，防止鋼水喂線過程裸露吸氮，能夠有效地將鋁鎮(zhèn)靜鋼出鋼過程中的吸氮量控制在5ppm以內(nèi)，且為鋼水中夾雜物的上浮提供了足夠的時間，保證了鋼水質(zhì)量。此外，本發(fā)明的方法不需要添加任何設(shè)備，且操作簡單。盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述方法包括步驟 A、在轉(zhuǎn)爐出鋼前，對鋼包吹氬以排除鋼包內(nèi)空氣，并在出鋼開始時向鋼包中加入含鋁脫氧合金或鋁； B、在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，向鋼包中加入活性石灰以覆蓋鋼液面； C、在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后，向鋼包中加入活性石灰及螢石以覆蓋鋼液面； D、在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧并同時控制鋼包底吹氬強度以防止鋼水裸露，以制得鋁鎮(zhèn)靜鋼， 其中，步驟A的含鋁脫氧合金或鋁的加入量能夠使得吹氬站到站時鋼水氧活度在20(T300ppm之間，步驟D的鋁線的喂入量能夠使得鋼水的氧含量達到鋁鎮(zhèn)靜鋼的目標(biāo)氧含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述步驟B中，活性石灰的加入量為5kg/tiH"10kg/tiH。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中吸氮的方法，其特征在于，所述步驟C中，活性石灰的加入量為3kg/tiH 6kg/t鋼,螢石lkg/tiH 2kg/t鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述步驟B和C中，對鋼包進行底吹氬操作，并且吹氬強度為O. 0004m3/(min · t 鋼) O. 00 Im3/ (min · t 鋼)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述步驟 A 中，吹IS強度為 O. 0008m3/ (min · t 鋼) O. 0012m3/ (min · t 鋼)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述步驟D中，喂招線的喂線速度在5m/s"l0m/s之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法，其特征在于，所述步驟D中，鋼包底吹IS強度控制在O. OOlm3/ (min · t鋼廣O. 0015m3/ (min · t,H)之間。
8.—種生產(chǎn)低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法，所述方法包括在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中脫除鋼液中的氮元素，其特征在于，所述方法還包括采用根據(jù)權(quán)利要求I至7中任意一項所述的減少鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)過程中鋼液吸氮的方法來防止鋼液吸氮。
9.一種低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼，其特征在于，所述低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少鋁鎮(zhèn)靜鋼吸氮的方法、低氮鋁鎮(zhèn)靜鋼及其生產(chǎn)方法。上述減少鋼液吸氮的方法包括在轉(zhuǎn)爐出鋼前，對鋼包吹氬，并在出鋼開始時向鋼包中加入鋁質(zhì)脫氧合金；在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，向鋼包中加入活性石灰；在轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后，向鋼包中加入活性石灰及螢石；在轉(zhuǎn)爐出鋼后，在吹氬站通過喂鋁線對鋼水進行徹底脫氧并同時控制鋼包底吹氬強度以防止鋼水裸露，以制得鋁鎮(zhèn)靜鋼，其中，脫氧合金的加入量能夠使得吹氬站到站時鋼水氧活度在200～300ppm之間，鋁線的喂入量能夠使得鋼水的氧含量達到鋁鎮(zhèn)靜鋼的目標(biāo)氧含量。本發(fā)明能夠有效地將鋁鎮(zhèn)靜鋼出鋼過程中的吸氮量控制在5ppm以內(nèi)，且為鋼水中夾雜物的上浮提供了足夠的時間，保證了鋼水質(zhì)量。
文檔編號C21C7/04GK102827996SQ20121023068
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者陳均, 陳天明, 曾建華, 陳永, 李清春, 熊開偉, 翁建軍, 何為 申請人:攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司