一种低合金高强度钢的增氮方法与流程

1.本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种低合金高强度钢的增氮方法。


背景技术：

2.通常情况下，氮被认为是钢中的有害杂质之一。虽然常压下氮在液态钢中的溶解度很低，但这些少量的氮却能导致钢材产生时效脆化，于是开发了各种减少液态钢中氮的二次精炼技术，并还在不断地改进。然而，氮作为合金元素可以和钢中的其他合金元素(如mn、cr、v、nb、ti等)交互作用，而赋予该钢种许多优异性能。例如，提高奥氏体的稳定性，使钢的力学性能大大提高，改善钢的耐腐蚀性等等。
3.低合金高强度钢为提高强度和降低合金成本，大部分均采取“增氮降钒”的工艺，“增氮降钒”的关键是确保氮含量的稳定。国内大部分钢厂采用添加含氮铁合金的方式进行增氮，钒氮等合金价格昂贵，挤压了低合金高强度钢的利润空间，降低了其市场竞争力。还有部分钢厂采用吹氮气的方式进行增氮，但氮的回收率不稳定。因此，能够在实现氮合金化的同时又能降低生产成本是低合金高强度钢扩大市场占有率、提高效益的关键。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种低合金高强度钢的增氮方法。
5.本发明提供一种低合金高强度钢的增氮方法，该方法为：在转炉或电炉出钢过程中，采用ad粉进行渣洗增氮和添加含氮合进行双联增氮，或者，在转炉和电炉出钢过程中，采用ad粉进入渣洗增氮和在精炼后期添加含氮合金进行双联增氮。
6.作为优选，在出钢过程中以渣洗的方式加入ad粉，即炼钢促进剂，主要成分为al2o3和部分活性al(金属al和aln)，含氮量(质量百分比)在6～12％之间，根据活性al含量不同分为ad15(含活性al15％)、ad20(含活性al20％)等。
7.进一步优选，ad粉以渣洗的方式加入时，ad粉中含有的活性al迅速与钢液中的氧反应。若加入ad粉后，立刻加入石灰.则由于热量集中在钢液表面，化渣速度和渣温可迅速提高，此外，ad粉中的a12o3和铝氧反应生成的物质与cao结合，能够生成熔点很低的铝酸钙，这种渣流动性好，不需加入萤石。同时，降低了钢和渣中的氧含量，利于脱硫。ad粉与cao生成的铝酸钙渣洗具有较好的吸附夹杂物的能力。
8.4al 3o2＝＝＝＝al2o39.2cao s＝＝＝＝2cas o210.进一步优选，在出钢过程中加入含氮量在6～12％之间ad粉增氮效果明显。
11.进一步优选，在出钢过程中以渣洗的方式加入量为2kg/吨钢～4kg/吨钢ad粉。
12.2aln＝＝＝＝2al n213.进一步优选，在出钢过程中以渣洗的方式加入ad粉。
14.进一步优选，在初炼炉出钢的1/3至1/2时，随钢流加入ad粉。
15.进一步优选，对于不走精炼的工艺，在初炼炉出钢1/2至2/3时添加适量的含氮合
金。
16.进一步优选，加入的含氮合金为钒氮合金或氮化锰等常规增氮合金。
17.进一步优选，ad粉具有脱氧、造渣的作用，先加入ad粉可以提高炼钢过程中含氮合金的回收率。
18.本发明的有益效果：
19.本发明采用在出钢过程中采用渣洗的方式加入ad粉，并且加入钒氮合金或氮化锰等含氮合金双联的方式进行低合金高强度钢的冶炼，有效的保证冶炼得到的低合金高强度钢的含氮量在80-150ppm，是现有炼钢工艺的一个有效补充，给低合金高强度钢的增氮提供了一个新的思路和方向；同时，本发明采用价格低廉的ad粉和添加含氮合金双联的方式进行增氮，成本低廉但又具有合金增氮的稳定，可有效解决冶炼低合金高强度钢的增氮“困扰”。
具体实施方式
20.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
21.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
22.本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
23.实施例1
24.采用电炉 钢包底吹氩气 连铸 轧钢的生产工艺生产含氮低合金高强度钢，在电炉配加50％铁水状态下，出钢量达到1/3-1/2时，采用渣洗的方式加入2kg/吨钢ad15(含氮9％)，在出钢量达到1/2-2/3时，添加1kg/吨钢钒氮合金vn12，根据gbt 20124-2006钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法测定钢中含氮量为110～130ppm。
25.实施例2
26.采用转炉 钢包底吹氩气 连铸 轧钢的生产工艺，生产含氮低合金高强度钢，转炉出钢出钢量达到1/3-1/2时，采用渣洗的方式加入4kg/吨钢ad15(含氮9％)，在出钢量达到1/2-2/3时，添加1kg/吨钢钒氮合金vn12，钢中氮含量可以达到120～150ppm。
27.对比例1：
28.采用电炉 钢包底吹氩气 连铸 轧钢的生产工艺生产含氮低合金高强度钢，涉及工艺参数与实施例1相同，在电炉配加50％铁水状态下，出钢过程中不加ad粉和钒氮合金，冶炼得到的低合金高强度钢中氮含量可以达到40～50ppm。
29.对比例2：
30.采用电炉 钢包底吹氩气 连铸 轧钢的生产工艺生产含氮低合金高强度钢，涉及工艺参数与实施例1相同，在电炉配加50％铁水状态下，出钢出钢量达到1/3-1/2时，采用渣洗的方式加入2kg/吨钢ad15(含氮9％)，不添加钒氮合金，钢中氮含量可以达到75～90ppm。
31.对比例3：
32.采用电炉 钢包底吹氩气 连铸 轧钢的生产工艺生产含氮低合金高强度钢，涉及
工艺参数与实施例1相同，在电炉配加50％铁水状态下，出钢过程中不加ad粉，在出钢量达到1/2-2/3时，添加1kg/吨钢钒氮合金vn12，钢中氮含量可以达到80～110ppm。
33.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征：
1.一种低合金高强度钢的增氮方法，其特征在于，包括：在转炉或电炉出钢过程中，依次采用ad粉渣洗和添加含氮合金进行双联增氮；或者，在转炉或电炉出钢过程中采用ad粉渣洗和在精炼后期添加含氮合金进行双联增氮。2.如权利要求1所述的低合金高强度钢的增氮方法，其特征在于，ad粉的主要成分为al2o3和活性al，含氮量为6～12％。3.如权利要求1所述的低合金高强度钢的增氮方法，其特征在于，ad粉的加入时间为转炉或电炉出钢量达1/3～1/2。4.如权利要求1所述的低合金高强度钢的增氮方法，其特征在于，ad粉的加入量为2kg/吨钢～4kg/吨钢。5.如权利要求1所述的低合金高强度钢的增氮方法，其特征在于，对于不走精炼的工艺，在初炼炉出钢量达1/2至2/3时添加含氮合金。6.由权利要求1-5所述的低合金高强度钢的增氮方法冶炼得到的低合金高强度钢。7.如权利要求6所述的低合金高强度钢，其特征在于，其氮含量为80ppm-150ppm。

技术总结
本发明公开了一种低合金高强度钢的增氮方法，属于钢铁冶金技术领域。采用转炉或电炉出钢过程中采用渣洗的方式加入AD粉进行增氮和后续添加含氮合金增氮双联的方式进行低合金高强度钢的冶炼。本发明解决了当前通用冶炼工艺中合金增氮成本高的问题，可以稳定控制低合金高强度钢中的氮含量在80～150ppm之间。合金高强度钢中的氮含量在80～150ppm之间。


技术研发人员：马传庆 张佩 吴兆华 范斌 李金浩 戈文英 李月 张海霞 郑桂云 赵冠夫 梁娜 刘金玲 张利平 刘兵
受保护的技术使用者：山东钢铁股份有限公司
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/9/2