一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法，其在转炉冶炼后期，氧枪将氮气与氧气混合喷吹，氮气流量2900～3000Nm3/h，氧气流量13500～14000Nm3/h。本方法可显著提高钢水中的氮含量，转炉钢水中的终点氮含量可达到70～80ppm，未实施本发明专利技术的氮含量为20～30ppm，通过实施本方法能增加氮含量40～60ppm；在满足螺纹钢筋的氮含量及强度要求下，不增加冶炼周期且减少氮化钒铁或用纯钒铁替代氮化钒铁固氮，有效降低冶炼成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种炼钢方法，尤其是一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法。
技术介绍
钢筋混凝土用螺纹钢筋在我国钢材产品中占有很大比重，在严峻的钢铁形势下，生产高强度、低成本的螺纹钢筋已引起技术人员的关注。当钢材由高温进行较快速冷却时，钢中的氮将会形成氮化物析出，氮元素产生固溶强化作用，从而使钢的强度和硬度提高。为了提高螺纹钢筋的强度，在冶炼过程中通常向钢液中加入含氮合金（如钒氮合金、氮化硅锰等），因此微合金化技术非常适合我国钢铁工业高附加值钢材品种的生产。采用微合金化，可充分发挥技术上的优势，但却使产品的生产成本增加，带入杂质污染钢水降低钢水纯净度，且氮的收得率较低，钢中氮含量不易控制。随着钢铁产能过剩的加剧，钢铁业处于全行业亏损的边缘，市场竞争异常激烈。采用新工艺和新技术，降低生产成本，优化产品结构，提高市场竞争力，成为钢铁企业关注的重点。部分企业利用资源丰富且廉价的氮气作原料，通过向钢液吹氮气，而使钢液达到一定的氮含量，可大幅度降低钢的生产成本，是目前含氮钢生产中的一项重要技术。现有吹入氮气的方法，主要有钢包底吹氮气和转炉底吹氮气。公告号为CN101168817B的中国专利“一种含氮纯净钢的增氮方法”，提供了一种在精炼过程中采用钢包底吹增氮方法；该方法增加精炼时间且氮收得率低，且不稳定。公告号为CN102031338B的中国专利“一种钢液稳定增氮的方法”，其是在LF上进行，钢水进入LF后，在造渣的过程中通过增氮枪对电弧区进行增氮；这种方法增氮效率虽然较高，但是增加了精炼成本。公开号CN102732665A的中国专利申请“一种转炉冶炼末期进行钢水增氮的方法”，其在转炉冶炼末期向转炉内加入脱氧剂，并通过氧枪向钢水中单吹入氮气来达到增氮的目的；该方法向转炉内加入脱氧剂，脱氧剂消耗量大成本高，且钢水容易回P，增加了冶炼难度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可高效、稳定增加螺纹钢氮含量的冶炼方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：在转炉吹氧后期，氧枪将氮气与氧气混合喷吹，氮气流量2900～3000Nm3/h，氧气流量13500～14000Nm3/h。本专利技术所述氮气压力0.15～0.25MPa，氧气压力0.75～0.9MPa。本专利技术所述氮气纯度≥99.5%，氧气纯度≥99.5%。本专利技术在转炉出钢时加入0.48～0.5公斤/吨钢的氮钒合金或0.20～0.22公斤/吨钢的纯钒铁。本专利技术原理为：顶底复吹转炉冶炼过程脱碳的不同阶段对应不同的脱氮/增氮。吹炼开始，氧气射流冲击钢液面形成的火点（凹坑）是主要的反应区，碳氧反应还未开始，处于脱氮过程，脱氮速度很小。随着吹炼的进行，火点区温度升高，钢液中碳氧反应增强，熔池产生大量CO气泡，将钢液中的氮脱除。脱碳反应后期，生成的CO量少，外部空气压力大于生成的CO压力，这时空气就有可能与火点区的钢液接触，造成钢液的吸氮。本专利技术利用转炉吹炼后期生产CO量少，在火点区压力低温度高的特性，通过氧枪混合氮气与氧气操作，在高温火点将氮气分解成为氮原子，在高压混气的冲击下，射入钢液中，由于氮原子直径较小，在钢水中很难被脱离，氮的吸收率较高。同时为了更好的将钢水中的氮固化，在转炉出钢时加入少量的氮钒合金或纯钒铁。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术可显著提高钢水中的氮含量，转炉钢水中的终点氮含量可达到70～80ppm，未实施本专利技术的氮含量为20～30ppm，通过实施本专利技术能增加氮含量40～60ppm；在满足螺纹钢筋的氮含量及强度要求下，不增加冶炼周期且减少氮化钒铁或用纯钒铁替代氮化钒铁固氮，有效降低冶炼成本。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1－3：以65吨转炉生产螺纹钢HRB400为例，一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法的具体工艺如下所述：1、转炉吹炼至第9分钟，降低氧气总流量，同时打开氮气门氧枪进行氮氧混吹；第9分钟至第12分钟，氧枪向熔池吹入氧气压力0.75～0.9MPa，氧气流量控制在13500～14000Nm3/h；氮气压力0.15～0.25MPa，氮气流量2900～3000Nm3/h；其中，氮气纯度≥99.5%，氧气纯度≥99.5%。2、吹炼完先关闭氮气阀，20秒后关闭氧气阀。3、转炉出钢时，加入0.48～0.5公斤/吨钢的氮钒合金或0.20～0.22公斤/吨钢的纯钒铁用于固氮。4、各实施例的钢号为HRB400B，具体的工艺参数见表1。表1：各实施例的工艺参数表1中，按正常吹炼时拉碳氮含量0.0020～0.0030%计算增氮量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法，其特征在于：在转炉冶炼后期，氧枪将氮气与氧气混合喷吹，氮气流量2900～3000Nm3/h，氧气流量13500～14000Nm3/h。

【技术特征摘要】
1.一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法，其特征在于：在转炉冶炼后期，氧枪将氮气与氧气混合喷吹，氮气流量2900～3000Nm3/h，氧气流量13500～14000Nm3/h。2.根据权利要求1所述的一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法，其特征在于：所述氮气压力0.15～0.25MPa，氧气压力0.75～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝华强，么洪勇，王文辉，孙玉霞，刘善喜，项有兵，王振刚，李文辉，侯国庆，陈建军，轩宗宇，常凤，李哲，郑虎，高华军，刘雯，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13