65Mn钢铸坯中氮含量控制

2019-02-08贾燕璐汪红有

山东工业技术 2019年1期

关键词：炼钢

贾燕璐汪红有

摘要：本文介绍了采用“120t转炉→LF精炼→板坯连铸”工艺生产65Mn钢铸坯中氮含量控制的情况。通过对各工序钢中氮含量的分析，结合生产实践，提出了修改增碳剂标准、调整炉后吹氩强度、增加精炼石灰用量、中间包排气等改进措施，使65Mn成品钢中氮含量较原来明显降低，可以稳定的控制在0.0050%以下，满足用户产品要求。

关键词：氮含量;炼钢;吹氩;精炼

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.048

1 引言

某公司采用“120t转炉→LF精炼→板坯连铸”工艺生产65Mn钢，用户反映产品存在开裂缺陷，经通氧氮检测分析，发现氮含量较高达到82ppm，高于厂标（<50ppm）。钢中氮含量高时，随着时间的延长氮会在α-Fe中逐渐以微细弥散的Fe4N质点析出，使钢变脆，降低钢的冷加工性能[1]，例如，恶化钢的冲击韧性、冷拉性能等[2]。本文通过对65Mn钢生产流程中各个工序氮含量的变化情况进行分析，找出导致氮含量增高的主要原因并进行工艺优化，从而降低铸坯中的氮含量。

2 试验方案

连续对6炉65Mn钢生产情况进行跟踪，分别对转炉终点、合金化后钢液、LF出站前钢液、中间包钢液、开浇炉次铸坯进行取样，测定试样中的氮含量，结果如表1所示。

3 工艺分析

3.1 转炉炼钢

对比表1中转炉终点氮含量和合金化后钢样中氮含量可以看出，转炉炼钢合金化过程存在增氮现象。通过工艺分析，发现炉后使用的增碳剂内氮含量较高，导致钢液增氮。

另外，对比表1中转炉合金化后和LF炉进站时钢液氮含量，发现钢包运输过程存在增氮现象。主要原因是炉后吹氩站吹氩强度大，钢水裸露直径达500mm，钢水与空气接触吸氮。

3.2 精炼过程

由表1可以看出，LF炉精炼过程为增氮过程，平均增氮量为4ppm。现场跟踪发现，LF炉石灰加入量少使炉渣厚度薄，隔绝空气效果减弱，造成钢水与空气接触吸氮。因此我们研究了石灰加入量与铸坯中氮含量的关系。试验方法：进行36炉试制，在原有的石灰加入量基础上每炉次增加50kg，统计铸坯中氮含量进行分析。试验结果如图1所示，通过回归计算可知，当铸坯氮含量要求50ppm以下时，石灰加入量471kg。

3.3 连铸过程

如表1所示开浇炉次中间包存在增氮现象，平均增氮量为14ppm，经分析发现主要原因为连铸开浇前中包未进行空气排除，开浇后钢水进入中包与中包内空气接触，造成开浇第一炉钢水吸氮。

4 控制措施

根据上述分析，我们制定了以下措施进行氮含量的控制：

（1）修改增碳劑原料标准，要求增碳剂中氮含量≤0.10%。

（2）调整出钢过程钢包吹氩操作：出钢前2/3时间全程大气量吹氩，后期转换为软吹，要求不裸露钢液面。

（3）修改LF精炼造渣工艺，限制顶渣回收次数，最多6次，LF精炼石灰加入量改为400-600kg/炉。

（4）制定连铸开浇操作前中包排气规定：中包开浇前通入惰性气体5分钟进行排除空气。

5 实施效果

如表2所示，工艺调整后几个月的生产中，65Mn钢铸坯中氮含量均控制在50ppm以下。

6 结语

通过修改增碳剂标准、调整炉后吹氩强度、增加精炼石灰用量、中间包排气等改进措施的实施，65Mn钢铸坯中氮含量较原来明显降低，可以稳定的控制在0.0050%以下，满足用户使用要求。