一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于：在出鋼過程中隨流加入5～15Kg/tsteel預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:10～30%的CaO、30～50%的SiO2、5～15%的FexOy、5～20%的Al2O3、1～8%的C、5～10%的Re(Y)以及不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應(yīng)和合成渣中的C與空氣中的O2反應(yīng)生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應(yīng)生成的稀土氮化物進(jìn)入熔渣加以排除，降低鋼水中的[N]含量。本發(fā)明的方法顯著降低鋼水中的[N]含量并改善軋輥的冶金質(zhì)量。
【專利說明】一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)中的脫氮【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種能夠顯著降低鋼水中的[N]含量、提高產(chǎn)品冶金質(zhì)量的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在鑄造高速鋼軋輥中過高的氮含量認(rèn)為是有害的，當(dāng)鋼中氮含量超過10ppm時(shí)，在軋輥上會(huì)產(chǎn)生皮下氣孔和顯微疏松等；過高的氮含量容易引發(fā)軋輥的回火脆性和時(shí)效硬化的發(fā)生，降低軋輥材料的塑韌性；氮含量過高時(shí)，在軋輥熱處理和使用過程中容易發(fā)生“藍(lán)脆”，降低軋輥材料的沖擊韌性；氮含量過高時(shí)，高速鋼材料中的T1、V等與氮生產(chǎn)脆性氮化物嚴(yán)重影響高速鋼材料的高溫強(qiáng)度和高溫塑性等?，F(xiàn)在煉鋼中常用的脫氮方式是真空脫氮和攪拌脫氮，這些方式使用的脫氮裝置(如VD爐、VOD爐、LF爐RH脫氣裝置、底吹氬裝置等)設(shè)備復(fù)雜、投資大、操作復(fù)雜、運(yùn)行成本大和效果也不太理想，如中國專利02111478.1公開了一種鋼液的精煉脫氮方法，該發(fā)明申請所涉及鋼液的精煉脫氮裝置由真空系統(tǒng)，直流脈沖電源，工作氣體和輝光等離子發(fā)生系統(tǒng)組成，其工作特征是依靠直流脈沖電場在鋼液上方形成氬-氫混合氣體的輝光等離子體，鋼液中的氮與輝光等離子體反應(yīng)，逸出離子態(tài)的氮并與工作氣體反應(yīng)，最后形成氮?dú)夂桶睔猓@些氣體由真空系統(tǒng)抽出裝置抽出從而達(dá)到脫氮的目的，這種脫氮方法不但設(shè)備復(fù)雜、設(shè)備投資大、操作復(fù)雜和運(yùn)行成本大，而且使用的工作氣體氫氣容易造成鋼液的二次氫污染等缺點(diǎn)，如中國專利CN102277467A公開了一種轉(zhuǎn)爐出鋼過程鋼水脫氮的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中先后向鋼水包內(nèi)添加碳酸鹽、焦炭和金屬鋁，利用出鋼時(shí)鋼水的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)作用將其分解或促使其與鋼水中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成CO2或CO氣泡，由于鋼水中的[N]易吸附在氣泡表面，隨著CO2或CO氣泡的上浮排出將[N]去除，其各組分按重量比例依次添加，這種方法極難控碳酸鹽的分解速度，引起鋼水的劇烈沸騰和熔渣的噴濺造成安全生產(chǎn)隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能夠顯著降低鋼水中的[N]含量、提高產(chǎn)品冶金質(zhì)量的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15Kg/tsteel預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:10?30%的Ca0、30?50%的Si02、5?15%的Fex0y、5?20%的A1203、I?8%的C、5?10%的Re (Y)以及不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應(yīng)和合成渣中的C與空氣中的O2反應(yīng)生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應(yīng)生成的稀土氮化物進(jìn)入熔渣加以排除，從而降低鋼水中的[N]含量。
[0005]合成渣中的化學(xué)成分Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%。
[0006]所述的Re (Y)指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金。
[0007]該脫氮方法處理后的鋼水中[N]含量小于40ppm。
[0008]鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮。
[0009]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過在鋼過程中隨流加入預(yù)配置好的合成渣，通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應(yīng)和合成渣中的C與空氣中的O2反應(yīng)生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應(yīng)生成的稀土氮化物(RexNy)進(jìn)入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，對降低鋼水中[N]含量具有顯著的作用和效果，改善了軋輥的冶金質(zhì)量，降低了軋輥產(chǎn)生鑄造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)及發(fā)生時(shí)效硬化和藍(lán)脆等的危害。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0011]一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15Kg/tsteel預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:10?30%的CaO、30 ?50% 的 Si02、5 ?15% 的 Fex0y、5 ?20% 的 A1203、I ?8% 的 C、5 ?10% 的 Re (Y)，且 Σ(Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%，其余為不可避免的雜質(zhì)，其中FexOy指的是以Fe為代表的金屬氧化物，Re (Y)指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金且Ca0+Si02+Al203是合成渣的基料用于控制合成渣的熔點(diǎn)、堿度和流動(dòng)性；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應(yīng)和合成渣中的C與空氣中的O2反應(yīng)生成的0)2或0)氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應(yīng)生成的稀土氮化物(RexNy)進(jìn)入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，取樣分析發(fā)現(xiàn)鋼水中的[N]含量顯著降低，鋼水中的[N]含量都小于40ppm，采用這種低[N]含量的鋼水澆注軋輥，軋輥無皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷、時(shí)效硬化和藍(lán)脆等現(xiàn)象，大大的改善了軋輥的冶金質(zhì)量。
[0012]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法作進(jìn)一步的描述。
[0013]實(shí)施例一
在澆注Φ700 X 1480離心復(fù)合高速鋼軋輥時(shí)，外層高速鋼鋼水熔煉重量3500Kg，出鋼前測定鋼水中的[N]含量為213ppm，在出鋼過程中隨流加入7Kg/tsteel預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:22%的Ca0、36%的Si02、9%的Fex0y、15%的Al203、6%的 C、8% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余為不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應(yīng)充分后，包內(nèi)取樣測定[N]含量為32ppm，達(dá)到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現(xiàn)皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質(zhì)量。
[0014]實(shí)施例二
在澆注Φ750 X 2000離心復(fù)合高速鋼軋輥時(shí)，外層高速鋼鋼水熔煉重量3900Kg，出鋼前測定鋼水的[N]含量為228ppm，在出鋼過程中隨流加入12Kg/tstral預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:19%的Ca0、35%的Si02、12%的Fex0y、14%的Al203、8%的 C、10% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) )=98%,其余為不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應(yīng)充分后，包內(nèi)取樣測定[N]含量為27ppm，達(dá)到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現(xiàn)皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質(zhì)量。
[0015]實(shí)施例三
在澆注Φ800χ 1700離心復(fù)合高速鋼軋輥時(shí)，外層高速鋼鋼水熔煉重量3600Kg，出鋼前測定鋼水的[N]含量為188ppm，在出鋼過程中隨流加入14Kg/tsteel預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:20%的Ca0、34%的Si02、13%的Fex0y、13%的Al203、7%的 C、9% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余為不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應(yīng)充分后，包內(nèi)取樣測定[N]含量為35ppm，達(dá)到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現(xiàn)皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質(zhì)量。
[0016]本發(fā)明通過在鋼過程中隨流加入預(yù)配置好的合成渣，通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應(yīng)和合成渣中的C與空氣中的O2反應(yīng)生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應(yīng)生成的稀土氮化物(RexNy)進(jìn)入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，對降低鋼水中[N]含量具有顯著的作用和效果，改善了軋輥的冶金質(zhì)量，降低了軋輥產(chǎn)生鑄造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)及發(fā)生時(shí)效硬化和藍(lán)脆等的危害。
[0017]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15如八31661預(yù)配置好的合成渣，其中合成渣的化學(xué)成分重量百分比為:10?30%的0^0、30?50%的3102、5?15%的?20%的六1203、1?8%的?:、5?10%的尺6 (1)以及不可避免的雜質(zhì)；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的1]反應(yīng)和合成渣中的與空氣中的02反應(yīng)生成的(?或⑶氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[剛反應(yīng)生成的稀土氮化物進(jìn)入熔渣加以排除，從而降低鋼水中的[剛含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:合成渣中的化學(xué)成分I: (080+8102+^1203+1^+0+1^6 (1))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:所述的指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:該脫氮方法處理后的鋼水中[剛含量小于40卯III。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮。
【文檔編號】C21C7/076GK104313250SQ201410492990
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】史煥青, 儲(chǔ)恩杰, 張彬, 邵黎軍, 周軍 申請人:江蘇共昌軋輥股份有限公司