本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法。
背景技術(shù)：
對于大多數(shù)鋼種來說，氮是有害元素，鋼中氮含量對鋼的機(jī)械性能影響較大，尤其是生產(chǎn)用于深沖條件下的低碳、超低碳鋼時，氮的不利影響特別明顯。鋼中氮含量增加，會使鋼的屈服極限、強(qiáng)度極限和硬度提高，塑性下降，沖擊韌性降低，并導(dǎo)致時效硬化。氮還會大幅度提高鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而且還有可能使鋼產(chǎn)生低溫回火脆性，某些氮化物還會導(dǎo)致鋼的熱脆。因此，在冶煉具有高深沖性、高強(qiáng)度等高附加值產(chǎn)品，必須降低鋼中的氮含量，減少氮在鋼水中的危害程度，從而保證鋼材的深沖性能，減少時效性，消除了屈服點延伸現(xiàn)象，使鋼材表面光潔，成材率高。
半鋼煉鋼由于其碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)較一般鐵水低(3.4％～4.0％)，半鋼中硅、錳發(fā)熱成渣元素含量為痕跡，因此半鋼冶煉具有吹煉過程中酸性成渣物質(zhì)少、渣系組元單一、并且熱量不足等特點，這使得半鋼煉鋼比鐵水煉鋼更加困難，同時根據(jù)鋼中氮含量的溶解度公式可知：w[N]＝0.044-0.01w[C]-0.0025w[Mn]-0.003w[Si]-0.0043w[P]-0.001w[S]+0.0069w[Cr]+0.013w[V]-0.001w[Ni]-0.01w[Al]+0.1w[Ti]+0.0015w[Mo]+0.0102w[Nb]-0.0004w[Cu]
鋼中含有V、Ti且Si、Mn含量少均可增加鋼水中氮含量的理論溶解度。因此，半鋼冶煉時鋼水中氮含量控制較一般鐵水要更困難。
轉(zhuǎn)爐冶煉是脫除鐵水中氮含量最有效的手段之一，在鋼水氮含量較高的情況下RH真空處理也能脫去部分氮含量，實踐證明當(dāng)鋼水中氮含量小于35ppm時RH真空處理脫氮效果很差，往往還會因為真空裝置密封效果不好導(dǎo)致鋼液增氮。采用傳統(tǒng)冶煉方法轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量能控制在30ppm以內(nèi)，且波動大，而對氮含量要求較高的鋼種則需轉(zhuǎn)爐出鋼氮含量控制在15ppm以內(nèi)，轉(zhuǎn)爐出鋼過程增氮控制較難，一般方法只能控制在8ppm以內(nèi)。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過前期的研究，申請了公開號為“CN105648138A”，發(fā)明名稱為“一種降低轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼氮含量的方法”的中國發(fā)明專利申請，其主要是通過控制轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水比，使鐵水比＞0.9；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的70～80％時，降低氧槍槍位，直至出鋼；出鋼至2/3時加入白云石，同時加入白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度＜60mm；出鋼結(jié)束后加入頂渣改質(zhì)劑；維護(hù)出鋼口，保證出鋼鋼流不發(fā)散等步驟進(jìn)行半鋼氮含量的控制。該方法雖然能有效將出鋼氮含量控制在15ppm以內(nèi)，但是還是不能更好的控制轉(zhuǎn)爐半鋼冶煉過程中的增氮量，無法滿足對氮含量要求高的鋼種的生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法。
一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，包括以下步驟：
a、轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比≥0.9；
b、在轉(zhuǎn)爐吹煉后期加入7～10kg/t鋼的鐵礦石，控制吹氧的氧氣純度＞99.7％；
c、以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補(bǔ)吹出鋼；
d、出剛至2/3時加入4.5～5.5kg/t鋼的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣；
e、出剛結(jié)束后，加入1.5～2.5kg/t鋼的頂渣改質(zhì)剤；
f、對轉(zhuǎn)爐出鋼口進(jìn)行維護(hù)，保證出鋼鋼流圓整不發(fā)散；
g、出鋼過程中當(dāng)出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為200～300ppm為準(zhǔn)；
h、在LF入站后定氧，定氧后喂鋁線脫氧。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中a步驟中控制鐵水比為0.9～0.95。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中b步驟中所述鐵礦石中TFe含量≥62％。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中c步驟中優(yōu)選降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m；更優(yōu)選為降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中精煉用小粒白灰的加入量為5～5.1kg/t鋼。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中鋼液面上的頂渣層厚度＜60mm。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中e步驟中出鋼結(jié)束后，加入2～2.1kg/t鋼的頂渣改質(zhì)剤。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中所述頂渣改質(zhì)剤中CaO含量為48～55wt％，MgO含量為30～40wt％。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中h步驟中喂鋁線的量為10～15m/t鋼。
本發(fā)明一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，出鋼過程增氮可以穩(wěn)定控制在2ppm以內(nèi)，采用本發(fā)明方法后經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)500萬/年以上；而采用傳統(tǒng)冶煉方法轉(zhuǎn)爐終點鋼水氮含量高，出鋼過程增氮達(dá)5ppm以上，小平臺出站氮含量高達(dá)35ppm，而出鋼過程控制增氮較難，因而本發(fā)明控制轉(zhuǎn)爐出鋼增氮的方法具有較好的推廣前景和應(yīng)用價值。
具體實施方式
一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，包括以下步驟：
a、轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比≥0.9，控制廢鋼加入過程中的增氮量；
b、為了增加渣的氧化性，需要在轉(zhuǎn)爐吹煉后期加入7～10kg/t鋼的鐵礦石，另外，在半鋼冶煉過程中，為了避免N2等其他氣體進(jìn)入氧氣中，影響最終半鋼性能，需要控制吹氧的氧氣純度＞99.7％；本發(fā)明所述吹氧后期具體是指半鋼冶煉進(jìn)度達(dá)到2/3的時候；
c、以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補(bǔ)吹出鋼，減少增氮；
d、出剛至2/3時加入4.5～5.5kg/t鋼的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，頂渣有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮；
e、出剛結(jié)束后，加入1.5～2.5kg/t鋼的頂渣改質(zhì)剤，調(diào)渣，有效防止吸氮；
f、對轉(zhuǎn)爐出鋼口經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，保持好出鋼口狀態(tài)，保證出鋼鋼流圓整不發(fā)散，減少鋼水與空氣接觸面；
g、出鋼過程中當(dāng)出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為200～300ppm為準(zhǔn)；
h、在LF入站后定氧，定氧后喂鋁線脫氧。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中a步驟中控制鐵水比為0.9～0.95。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中b步驟中所述鐵礦石中TFe含量≥62％。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，為了更有效的防止出鋼過程中增氮，其中c步驟中優(yōu)選降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m；更優(yōu)選為降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中精煉用小粒白灰的加入量為5～5.1kg/t鋼。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中鋼液面上的頂渣層厚度＜60mm。
進(jìn)一步的，上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中e步驟中出鋼結(jié)束后，加入2～2.1kg/t鋼的頂渣改質(zhì)剤。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中所述頂渣改質(zhì)剤中CaO含量為48～55wt％，MgO含量為30～40wt％。
上述一種控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程中增氮的方法，其中h步驟中喂鋁線的量為10～15m/t鋼。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
實施例1
某廠200t轉(zhuǎn)爐采用半鋼煉鋼，轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比，鐵水比0.9，在轉(zhuǎn)爐吹煉后期加入10kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.7％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補(bǔ)吹出鋼；出鋼至2/3時投入1000kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結(jié)束后加入400kg頂渣改質(zhì)劑；對轉(zhuǎn)爐出鋼口要勤維護(hù)，保持好出鋼口狀態(tài)，保證出鋼鋼流圓整不發(fā)散；出鋼過程中當(dāng)出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為251ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量為3000m。
在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐出鋼過程增氮可控制在1.8ppm。
實施例2
某廠200t轉(zhuǎn)爐采用半鋼煉鋼，轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比，鐵水比0.91，在轉(zhuǎn)爐吹煉后期加入7kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.8％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m，避免補(bǔ)吹出鋼；出鋼至2/3時投入1010kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結(jié)束后加入410kg頂渣改質(zhì)劑；對轉(zhuǎn)爐出鋼口要勤維護(hù)，保持好出鋼口狀態(tài)，保證出鋼鋼流圓整不發(fā)散；出鋼過程中當(dāng)出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為260ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量2000m。
在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐出鋼過程增氮可控制在1.9ppm。
實施例3
某廠200t轉(zhuǎn)爐采用半鋼煉鋼，轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比，鐵水比大于0.95，在轉(zhuǎn)爐吹煉后期加入8kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.9％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉(zhuǎn)爐吹氧量為基準(zhǔn)，在吹氧量達(dá)到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m，避免補(bǔ)吹出鋼；出鋼至2/3時投入1020kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結(jié)束后加入420kg頂渣改質(zhì)劑；對轉(zhuǎn)爐出鋼口要勤維護(hù)，保持好出鋼口狀態(tài)，保證出鋼鋼流圓整不發(fā)散；出鋼過程中當(dāng)出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為210ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量2400m。
在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐出鋼過程增氮可控制在1.5ppm。