阅读说明：本技术 含氮钢种冶炼中的精准控氮方法 (Accurate nitrogen control method in smelting of nitrogen-containing steel ) 是由 王意平 陈民涛 胡运宝 王志军 陈培红 王纪元 彭彩霞 常春青 王旭颖 梁晓捷 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法,包括：用电炉初炼钢水,电炉出钢时对钢水进行预脱氧；LF精炼前期钢水充分还原,VD前控制钢水中氧含量≤10ppm；在精炼过程VD后分两次向钢包内喂入氮化硅铁包芯线,两次喂线间隔时间控制为10～20min,喂线速度控制为210～260m/min,喂线结束后对钢水进行软搅拌,软搅拌时间控制为≥20min；对钢水进行氩气保护浇注。本发明的精准控氮方法可以实现对含氮钢种的精准控氮,钢锭氮含量偏差可以控制到≤10ppm,并且氮化硅铁包芯线的收得率也相对稳定,收得率可以稳定控制到30～40％之间。(The invention discloses a precise nitrogen control method in smelting of nitrogen-containing steel, which comprises the following steps: primarily smelting molten steel by using an electric furnace, and pre-deoxidizing the molten steel when tapping by using the electric furnace; fully reducing molten steel in the early stage of LF refining, and controlling the oxygen content in the molten steel to be less than or equal to 10ppm before VD; feeding the ferrosilicon nitride core-spun yarns into a steel ladle in two times after the refining process VD, controlling the time interval between two wire feeding times to be 10-20 min, controlling the wire feeding speed to be 210-260 m/min, and carrying out soft stirring on molten steel after the wire feeding is finished, wherein the soft stirring time is controlled to be more than or equal to 20 min; and carrying out argon protection pouring on the molten steel. The accurate nitrogen control method can realize accurate nitrogen control of nitrogen-containing steel, the nitrogen content deviation of the steel ingot can be controlled to be less than or equal to 10ppm, the yield of the silicon nitride iron core-spun yarn is relatively stable, and the yield can be stably controlled to be 30-40%.)

含氮钢种冶炼中的精准控氮方法

技术领域

本发明属于含氮钢种冶炼

技术领域

，具体涉及一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法。

背景技术

含氮钢种的冶炼通常是在出钢过程中将氮化硅铁随钢流加入钢包。具体而言，现有技术的含氮钢种冶炼工艺主要包括：用电炉初炼钢水；精炼过程正常还原，在VD后先向钢包内喂入铝线增铝，之后喂入氮线增氮。

但是，在现有技术的上述工艺中，由于：(1)氮线的喂入控制不够精准，导致氮化硅铁没有足够时间在钢液中溶解而上浮至钢渣中，(2)钢锭浇注过程中没有采取针对性保护措施，导致钢液与空气接触增多，(3)出钢时钢水自由氧含量很高，氧是钢液表面活性元素，抑制了氮化硅铁中氮元素向钢液中的溶解和扩散，因此，现有技术的工艺无法精准控氮，得到的钢锭中的氮含量不稳定，偏差范围一般在20～50ppm之间，同时氮元素收得率低且不稳定，收得率通常在20～50％之间，进一步造成氮线喂入控制的精准性降低。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种含氮钢种冶炼中的精准控氮方法，包括：

步骤1：用电炉初炼钢水，电炉出钢时对钢水进行预脱氧；

步骤2：LF精炼前期钢水充分还原，VD前控制钢水中氧含量≤10ppm；

步骤3：在精炼过程VD后分两次向钢包内喂入氮化硅铁包芯线，两次喂线间隔时间控制为10～20min，喂线速度控制为210～260m/min，喂线结束后对钢水进行软搅拌，软搅拌时间控制为≥20min；

步骤4：对钢水进行氩气保护浇注。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤2中，控制精炼渣中按质量百分比计的FeO含量≤0.5％。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤3中，在精炼过程VD后除喂氮化硅铁包芯线外不向钢包内进行其它喂线操作。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤4中，浇注前向钢锭模内充入氩气，减少钢水与空气的接触。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在所述步骤4之后，对钢锭直接进行热送或冷脱模后装入热处理炉内。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，所述氮化硅铁包芯线的化学成分按质量百分比为：N：28～33％，Si：45～52％，Fe：10～16％，P≤0.2％，S≤0.2％，氮化硅铁包芯线中芯粉重量≥200g/m，其中m为氮化硅铁包芯线的长度单位米。

优选地，在上述含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，所述氮化硅铁包芯线的喂线量按照如下公式计算：吨钢喂线量(m)＝含氮钢种的目标氮含量(ppm)/[氮化硅铁包芯线氮含量(质量百分比，％)×(氮元素收得率(％)×每米包芯线芯粉重量(g)]×10⁴。

本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法的有益效果在于，通过合理控制LF精炼过程钢水氧活度，在VD后分两次喂线，浇注过程中进行氩气保护，可以实现对含氮钢种的精准控氮，钢锭氮含量偏差可以控制到≤10ppm，并且氮化硅铁包芯线的收得率也相对稳定，收得率可以稳定控制到30～40％之间。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法包括如下步骤：

1、用电炉初炼钢水，电炉出钢时对钢水进行预脱氧；

2、LF精炼前期钢水充分还原，VD前控制钢水中氧含量≤10ppm，控制精炼渣中按质量百分比计的FeO含量≤0.5％；

3、在精炼过程VD后分两次向钢包内喂入氮化硅铁包芯线，两次喂线间隔时间控制为10～20min，喂线速度控制为210～260m/min，喂线结束后对钢水进行软搅拌，软搅拌时间控制为≥20min；

4、对钢水进行氩气保护浇注，浇注前向钢锭模内充入氩气，减少钢水与空气的接触；

5、对钢锭直接进行热送或冷脱模后装入热处理炉内。

本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，在精炼过程VD后除喂氮化硅铁包芯线外不向钢包内进行其它喂线操作。

作为一种具体实施方式，本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，氮化硅铁包芯线的化学成分按质量百分比为：N：28～33％，Si：45～52％，Fe：10～16％，P≤0.2％，S≤0.2％，氮化硅铁包芯线中芯粉重量≥200g/m，其中m为氮化硅铁包芯线的长度单位，米。

作为一种具体实施方式，本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，氮化硅铁包芯线的喂线量按照如下公式计算：

吨钢喂线量(m)＝含氮钢种的目标氮含量(ppm)/[氮化硅铁包芯线氮含量(质量百分比，％)×(氮元素收得率(％)×每米包芯线芯粉重量(g)]×10⁴。

例如，含氮钢种的目标氮含量为90ppm，氮化硅铁包芯线氮含量为28％，氮元素收得率为38％，每米包芯线芯粉重量为220g，则在本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法中，吨钢的氮化硅铁包芯线喂线量＝90/(28×38×220)×10⁴＝3.845m。

利用本发明的含氮钢种冶炼中的精准控氮方法，通过合理控制LF精炼过程钢水氧活度，在VD后分两次喂线，浇注过程中进行氩气保护，可以实现对含氮钢种的精准控氮，钢锭氮含量偏差可以控制到≤10ppm，并且氮化硅铁包芯线的收得率也相对稳定，收得率可以稳定控制到30～40％之间。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。