【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属钢材生产领域，更具体地，涉及一种钢增氮强化处理方法。
技术介绍
1、目前，钢常见的强化技术包括微合金化技术、控轧控冷技术、细晶轧制技术，其中微合金化技术依靠微合金元素与氮结合在钢中析出，实现钢材力学性能的提高。提高钢中氮含量是充分发挥微合金元素作用的关键，因此，在当前工艺技术条件下，各钢厂普遍采用喂线、合金化等方式对钢水增氮，上述技术均需要应用价格较高的包芯线和氮化合金，每吨售价在一万元以上，增氮成本较高，且容易在钢中形成氧化物夹杂。
2、cn105400927b公开了一种多元素氮化合金包芯线及其在hrb400钢种强化处理工艺中的应用和应用方法，其中公开了多元素氮化合金包芯线的成分组成，和公开了转炉终点出钢、钢水精炼、连铸和铸坯轧制，其中钢水精炼过程中调整钢水成分和温度，并对钢水实行脱气、除杂净化工艺，然后在钢水中喂入多元素氮化合金包芯线，然后将精炼钢水铸成铸坯的方法。
3、传统复氮包芯线合金化技术缺点是：生产过程中在转炉出钢后钢包开至吹氩站开始喂线，喂线过程采用软吹氩进行钢水中增氮，受喂线速度、吹氩、每米芯粉单重波动大等因素影响，工艺控制难度大，导致复氮包芯线收得率不稳定，少量氮化物能细化晶粒，起到强化合金化作用，但钢水中氮化物增多时会使钢的塑性和韧性降低，造成钢的性能不稳定；受喂线机设备故障影响，造成生产中断。同时靠单一元素作用提高钢材的性能的有效利用率偏低，所用氮化钒铁对钢水进行微合金化，除与所喂复氮包芯线中氮结合外，大约有30％左右的钒仍固溶于基体中未发挥作用(未形成钒弥散质点起
4、因此，目前亟待提出一种新的钢增氮强化处理方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种钢增氮强化处理方法。本专利技术是在出钢过程前期加入焦丁，随后进行合金化，利用焦丁实现增氮，使加入钢中的微合金元素有充分的条件析出并形成第二相粒子，促进钢的力学性能提高。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种钢增氮强化处理方法，其特征在于，所述钢的生产工序包括：炼钢、钢包合金化、连铸、铸坯切割和轧制；
3、在所述炼钢的工序结束后，钢水出钢进钢包时，先随着钢水的流入向所述钢包内加入焦丁，利用出钢过程中的动力学条件对钢水和焦丁进行搅拌，使焦丁在钢水中熔化，实现增氮；随后随着钢水的流入向所述钢包内加入钒氮合金、硅铁合金、硅锰合金、锰铁合金和任选地脱氧剂，进行所述钢包合金化的工序。
4、根据本专利技术，优选地，所述炼钢为转炉冶炼或电炉冶炼。
5、根据本专利技术，优选地，所述焦丁的粒度为2-7mm；以所述焦丁的总重量计，所述焦丁包括固定c 80-85％，s≤1.0％，h2o≤1.0％，n≥1.0％。
6、根据本专利技术，优选地，根据钢种成品氮含量、钢种成品碳含量以及炼钢的工序结束时碳控制水平确定所述焦丁的吨钢添加量。
7、根据本专利技术，优选地，所述钢为hrb400钢种时，所述焦丁的吨钢添加量为0.5-1.5kg。
8、根据本专利技术，优选地，出钢1/4～1/2时，向所述钢包内加入钒氮合金、硅铁合金、硅锰合金、锰铁合金和任选地脱氧剂。
9、根据本专利技术，优选地，所述钒氮合金、硅铁合金、硅锰合金、锰铁合金和任选地脱氧剂在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时加入完毕。
10、根据本专利技术，优选地，所述钒氮合金为氮化钒铁、钒氮合金和氮化硅锰中的至少一种。
11、根据本专利技术，优选地，所述脱氧剂为铝锰钙、硅钙钡和硅铝钡钙中的至少一种。
12、根据本专利技术，优选地，所述钢包合金化和连铸之间还包括吹氩站和lf炉精炼。
13、在本专利技术中，干熄焦采用氮气进行冷却，因此焦炭中含氮量＞1％，焦丁作为干熄焦生产的副产品(干熄焦筛下物)，除粒度外其他理化指标与干熄焦相同。因此，本专利技术在出钢过程的前期加入焦丁，随后进行合金化，在对钢水增碳的同时增氮，充分利用了焦丁中的氮。转炉吹炼结束后，钢水中含有大量的氧，氧活度达到300～400ppm，处于过饱和状态，气体溶解度较低，加入焦丁后，与钢液发生c-o反应，生成co或co2并逸出，随后加入的合金、脱氧剂与钢水中的氧发生反应，进一步降低钢水中氧活度，使其具备氮元素的溶解条件，同时利用出钢钢流对钢水表面产生冲击的动力学条件，对焦丁进行搅拌，使其快速熔化，未发生c-o反应的焦丁则熔化在钢液内，达到对钢液增碳、增氮的目的。
14、本专利技术的技术方案的有益效果如下：本专利技术是在出钢过程前期加入焦丁，随后进行合金化，利用出钢过程中的动力学条件和钢水脱氧过程中的不均匀性，促进焦丁迅速在钢中熔化，在该过程中焦丁中的碳与钢中残余氧发生氧化反应，所生成的co、co2均为气体元素，不会形成氧化物夹杂污染钢液，焦丁的其余碳元素、氮元素则溶解到钢中，实现增氮，使加入钢中的微合金元素有充分的条件析出并形成第二相粒子，促进钢的力学性能提高。具体地：
15、1、以生产螺纹钢为例，钢中加入的钒氮合金主要为氮化钒铁，传统技术中，受其生产工艺限制，氮化钒铁中含有30％以上的钒铁未经渗氮，因此加入钢中后这部分钒固溶在奥氏体当中无法发挥最大效用，需要人工干预，强制增加钢水中的氮含量，使这部分钒具备形成第二相粒子的条件。本专利技术通过加入焦丁，实现对钢水增氮、增碳，使其具备形成v(cn)的条件，充分发挥强化作用。
16、2、本专利技术解决了对钢水增碳同时增氮问题，充分利用了焦丁资源，使钢水能够获得其中的氮元素，节约钒氮合金，降低螺纹钢生产成本，提高生产效率。
17、3、本专利技术稳定了出钢后由于残余氧含量波动造成的氮含量波动问题。具体地：出钢过程存在复杂的动力学和热力学条件，基础氮含量波动较大，通过加入焦丁与钢中残余氧结合，使钢液更易于吸收空气中的氮，钢液氮含量更加稳定。焦丁中的氮进入钢中后，基础氮含量增加且更加稳定，使nb、v、ti元素具有更充分的结合条件，这些微合金元素在奥氏体中固溶，随着温度的降低不断析出，与钢中的氮元素、碳元素结合，形成第二相离子，即v(cn)、nb(cn)、tin，使钢获得稳定的析出强化效果。
18、4、本专利技术节约了钢水增氮成本。
19、本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种钢增氮强化处理方法，其特征在于，所述钢的生产工序包括：炼钢、钢包合金化、连铸、铸坯切割和轧制；
2.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述炼钢为转炉冶炼或电炉冶炼。
3.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述焦丁的粒度为2-7mm；以所述焦丁的总重量计，所述焦丁包括C 80-85％，S≤1.0％，H2O≤1.0％，N≥1.0％。
4.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，根据钢种成品氮含量、钢种成品碳含量以及炼钢的工序结束时碳控制水平确定所述焦丁的吨钢添加量。
5.根据权利要求4所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述钢为HRB400钢种时，所述焦丁的吨钢添加量为0.5-1.5kg。
6.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，出钢1/4～1/2时，向所述钢包内加入钒氮合金、硅铁合金、硅锰合金、锰铁合金和任选地脱氧剂。
7.根据权利要求6所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述钒氮合金、硅铁合金、硅锰合金、锰铁合金和任选地脱氧剂在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时加入完毕
8.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述钒氮合金为氮化钒铁、钒氮合金和氮化硅锰中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述脱氧剂为铝锰钙、硅钙钡和硅铝钡钙中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述钢包合金化和连铸之间还包括吹氩站和LF炉精炼。
...【技术特征摘要】
1.一种钢增氮强化处理方法，其特征在于，所述钢的生产工序包括：炼钢、钢包合金化、连铸、铸坯切割和轧制；
2.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述炼钢为转炉冶炼或电炉冶炼。
3.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述焦丁的粒度为2-7mm；以所述焦丁的总重量计，所述焦丁包括c 80-85％，s≤1.0％，h2o≤1.0％，n≥1.0％。
4.根据权利要求1所述的钢增氮强化处理方法，其中，根据钢种成品氮含量、钢种成品碳含量以及炼钢的工序结束时碳控制水平确定所述焦丁的吨钢添加量。
5.根据权利要求4所述的钢增氮强化处理方法，其中，所述钢为hrb400钢种时，所述焦丁的吨钢添加量为0.5-1.5kg。...
【专利技术属性】
技术研发人员：高鉴，赵成林，朱晓雷，刘福成，张建元，闫余俊，李学民，刘海涛，尚进，郭一然，
申请(专利权)人：凌源钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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