轉爐煉鋼鋼水增氮規(guī)律研究

盧洪星 丁松 李學友

摘 要：文章通過跟蹤BOF→LF→RH→CCM的工藝路線生產鋼水增氮情況，分析轉爐煉鋼過程鋼水增氮的規(guī)律。

關鍵詞：轉爐；增氮；規(guī)律

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0045-03

用轉爐作為初煉爐大規(guī)模生產特殊鋼，在國外（特別是日本）已比較普遍。而國內絕大部分的特殊鋼產品主要由電爐工藝生產，轉爐特殊鋼生產在我國還處于起步和發(fā)展階段。

沙鋼集團淮鋼特鋼有限公司采用轉爐工藝大規(guī)模生產特殊鋼方面的研發(fā)和生產取得了一系列成功的經驗和科技成果。

由于轉爐生產工藝與電爐生產工藝存在著本質的區(qū)別，且生產過程工序環(huán)節(jié)多，各環(huán)節(jié)影響因素多，淮鋼在實際生產中發(fā)現轉爐鋼水中氮的含量高、波動大，最終影響產品的性能和質量。為了有效控制特鋼產品中氮的含量，需要研究氮在整個煉鋼流程中各工藝階段中的變化規(guī)律，探明鋼水增氮的機制和規(guī)律。

1 淮鋼轉爐煉鋼過程增氮情況

①對冶煉25Mn2和36Mn2 V兩個鋼種進行了現場取樣分析，25Mn2為8個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉），36Mn2 V為10個爐號（在2#轉爐上冶煉），冶煉工藝參數見表1和表2。

25Mn2鋼種采用轉爐—吹氬—LF精煉—軟吹氬—連鑄（φ380圓坯）生產工藝；

36Mn2V鋼種采用轉爐—吹氬—LF精煉—RH—軟吹氬—連鑄（200×200方坯）生產工藝。

通過鋼水取樣（球拍樣）、線切、丙酮和無水乙醇兩次清洗、TC500C型LECO氧氮分析儀測定鋼樣氮含量；各工序氮含量檢測結果分別見表3、表4和圖1、圖2。從圖1和圖2可見，轉爐出鋼后鋼種25Mn2的鋼水氮含量在后續(xù)各工序都存在明顯的增氮現象，而鋼種36Mn2 V在RH真空處理階段氮含量下降外，其它各工序都有增氮現象。

②在轉爐冶煉的45#和42CrMo兩個鋼種進行了現場取樣分析，45#為10個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉）和42CrMo為13個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉）。

45#鋼采用轉爐—吹氬—LF精煉—軟吹—連鑄（φ380圓坯）生產工藝。

42CrMo鋼采用轉爐—吹氬—LF精煉—RH—軟吹氬—連鑄（φ450圓坯）生產工藝。

通過鋼水取樣（球拍樣）、線切、丙酮和無水乙醇兩次清洗、TC436型LECO氧氮分析儀測定鋼樣氮含量；各工序氮含量檢測結果分別見表5、表6。

2 冶煉各工序鋼水增氮分析統(tǒng)計

表3和圖1為25Mn2鋼8個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化。

表4和圖2為36Mn2 V鋼10個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化。

可以看出，25Mn2增氮量最大的工序發(fā)生在軟吹至中包階段（+20.3 ppm），其次是LF精煉和中包至結晶器階段（都分別增加了+5.2 ppm）；36Mn2 V增氮量最大的工序是軟吹氬至中包階段（+10.2 ppm）、LF精煉階段（+10.2 ppm）和出鋼階段（+6.3 ppm），而RH真空處理階段氮含量降低4.2 ppm。

增加了軟吹后的試樣取樣分析。表5和圖3為45#鋼10個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化；表6和圖3為42CrMo鋼13個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化?？梢钥闯觯?5#鋼增氮量最大的工序發(fā)生在長水口（+14.6 ppm）、LF精煉（+12 ppm）和轉爐出鋼（+10.3 ppm）；42CrMo增氮量最大的工序發(fā)生在長水口（+12.6 ppm）、LF精煉（+10.4 ppm）和轉爐出鋼（+5.7 ppm）三個階段，RH處理降低氮含量8.8 ppm。

3 結 語

通過4個鋼種冶煉過程取樣的系統(tǒng)分析，可以發(fā)現在整個煉鋼工序中，鋼水增氮的規(guī)律情況大致相似，即：大包至中包之間的長水口、LF精煉和轉爐出鋼三個階段，其中大包至中包之間的長水口增氮量最大（約占40%以上）、LF精煉增氮較大（約占35%左右）、出鋼增氮最?。s占20%左右）。

參考文獻：

[1] 孫珍寶，朱譜籓，林慧國，等.合金鋼手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.