本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于大多數(shù)鋼種來(lái)說(shuō)，氮是有害元素，鋼中氮含量對(duì)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(shí)，氮的不利影響特別明顯。鋼中氮含量增加，會(huì)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(shí)效硬化。氮還會(huì)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(huì)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)品時(shí)，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(shí)效性，消除了屈服點(diǎn)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(guò)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(diǎn)，這使得半鋼煉鋼比鐵水煉鋼更加困難，同時(shí)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含量低，均使得鋼水中氮含量的理論溶解度增加。因此，半鋼冶煉時(shí)鋼水中氮含量控制較一般鐵水更困難。

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，實(shí)踐證明當(dāng)鋼水中氮含量小于35ppm時(shí)RH真空處理脫氮效果很差，往往還會(huì)因?yàn)檎婵昭b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(diǎn)鋼水氮含量能控制在30ppm以內(nèi)，但波動(dòng)較大，對(duì)于某些對(duì)氮含量要求較高的鋼種，需要將轉(zhuǎn)爐出鋼氮含量控制在13ppm以內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有有效的方法來(lái)穩(wěn)定的將氮含量控制在13ppm以內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)不能穩(wěn)定的將轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水中氮含量控制在13ppm以下，不能冶煉對(duì)氮含量要求高的鋼種的問(wèn)題。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：提供一種轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法，包括以下內(nèi)容：

鋼水入爐時(shí)控制轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水比，鋼水脫氮時(shí)頂吹氧氣、底吹氬氣；

所述的轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水比是指入爐鐵水與轉(zhuǎn)爐鐵物料加入量的重量比，為0.9～1；

所述的頂吹氧氣時(shí)采用大流量吹煉；并在吹氧冶煉1/2～2/3時(shí)加入鐵礦石；吹煉后期，當(dāng)吹氧量占總氧量的70～80％時(shí)，降低氧槍槍位至距離鋼液1～1.4m，保持此氧槍槍位直至出鋼；

所述的底吹氬氣是指鋼水入爐到出鋼，全程吹氬氣。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，所述的鐵水的組成成分為：按重量百分比計(jì)，C 3.04％～4.43％、Si 0.005％～0.078、Mn 0.01％～0.31％、P 0.048％～0.094％、S 0.002％～0.031％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，所述的鐵礦石為Tfe含量為40～60％的鐵礦石。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，所述鐵礦石的加入量為5～10kg/t鋼，鐵礦石的粒度為6～40mm。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，所述吹氧用的氧氣為純度＞99.7％的氧氣。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，頂吹氧氣時(shí)所述大流量為單位截面積的氧氣流量為43000～45000m³/h。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉各參數(shù)的控制來(lái)降低鋼液中的氮含量，使得出鋼氮含量穩(wěn)定控制在13ppm以內(nèi)，可以滿足對(duì)氮含量要求較高的鋼種的需要。本發(fā)明方法具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，可以為企業(yè)創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法，包括以下內(nèi)容：

鋼水入爐時(shí)控制轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水比，鋼水脫氮時(shí)頂吹氧氣、底吹氬氣；

所述的轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水比是指入爐鐵水與轉(zhuǎn)爐鐵物料加入量的重量比，為0.9～1；

所述的頂吹氧氣時(shí)采用大流量吹煉；并在吹氧冶煉1/2～2/3時(shí)加入鐵礦石；吹煉后期，當(dāng)吹氧量占總氧量的70～80％時(shí)，降低氧槍槍位至距離鋼液1～1.4m，保持此氧槍槍位直至出鋼；

所述的底吹氬氣是指鋼水入爐到出鋼，全程吹氬氣。

其中，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，所述的鐵水的組成成分為：按重量百分比計(jì)，C3.04％～4.43％、Si 0.005％～0.078、Mn 0.01％～0.31％、P 0.048％～0.094％、S 0.002％～0.031％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

鐵礦石能增強(qiáng)后期渣中氧活度，促進(jìn)碳氧反應(yīng)，增強(qiáng)脫氮能力,為了有效的脫氮，并且在后期不再增加氮，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，在吹氧冶煉進(jìn)行至1/2～2/3時(shí)加入鐵礦石，鐵礦石為Tfe含量為40～60％的鐵礦石，加入量為5～10kg/t鋼，鐵礦石的粒度以6～40mm為宜，粒度太大脫氮效果不好，粒度太小增加粉碎難度，增加成本。

為了將氮含量穩(wěn)定的脫至13ppm以內(nèi)，上述轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的脫氮方法中，頂吹氧氣采用大流量吹煉，所述的大流量為單位截面積的氧氣流量為43000～45000m³/h，在此流量范圍內(nèi)吹煉，可避免氧氣吹煉時(shí)增加氮含量；所述吹氧時(shí)所用氧氣的純度＞99.7％。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)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(shí)施例范圍之中。實(shí)施例中所用的鐵礦時(shí)為Tfe含量51.33％的鐵礦石。

實(shí)施例1采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

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，在吹氧冶煉至2/3時(shí)加入鐵礦石1800kg，氧氣純度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)，降低氧槍槍位至1.2m，避免補(bǔ)吹出鋼；氧氣流量為43000m³/h，全程采用底吹氬氣模式，在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐停吹時(shí)鋼液中的氮含量為12ppm。

實(shí)施例2采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

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，在吹氧冶煉至2/3時(shí)加入鐵礦石2000kg，氧氣純度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)，降低氧槍槍位至1.2m，避免補(bǔ)吹出鋼；氧氣流量為44000m³/h，全程采用底吹氬氣模式，；在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐停吹時(shí)鋼液中的氮含量為13ppm。

實(shí)施例3采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

轉(zhuǎn)爐冶煉控制鐵水比，鐵水比大于0.95，在吹氧冶煉至2/3時(shí)加入鐵礦石1900kg，氧氣純度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)，降低氧槍槍位至1.3m，避免補(bǔ)吹出鋼；氧氣流量為45000m³/h，全程采用底吹氬氣模式，；在采用這些措施后，轉(zhuǎn)爐停吹時(shí)鋼液中的氮含量為11ppm。

對(duì)比例1不采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

除鐵水比為0.8外，其余各步驟與實(shí)施例1相同。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)，停吹時(shí)鋼液中的氮含量為20ppm。

對(duì)比例2不采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

除不加入鐵礦石外，其余各步驟與實(shí)施例1相同。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)，停吹時(shí)鋼液中的氮含量為22ppm。

對(duì)比例3不采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

除吹氧氧槍高度為2.5m外，其余各步驟與實(shí)施例1相同。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)，停吹時(shí)鋼液中的氮含量為18ppm。

對(duì)比例4不采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行脫氮

除氧氣流量為43000m³/h外，其余各步驟與實(shí)施例1相同。轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)，停吹時(shí)鋼液中的氮含量為19ppm。

由對(duì)比例和實(shí)施例可知，本發(fā)明通過(guò)控制加入鐵水的鐵水比為0.9～1，氧氣頂吹時(shí)控制氧氣流量、加入鐵礦石、降低氧槍槍位至距離鋼液表面1～1.4m等關(guān)鍵條件的控制，各參數(shù)相互配合，共同作用，缺一不可。在上述各參數(shù)的綜合配合下，有效地脫除了轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼時(shí)的氮，并且在脫氮后期不增氮，從而成果的將氮含量穩(wěn)定降低至13ppm以內(nèi)，滿足對(duì)氮含量要求高的特殊鋼種的冶煉要求。