65Mn钢铸坯中氮含量控制
2019-02-08贾燕璐汪红有
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。
参考文献:
[1]张岩,张红文,氧气转炉炼钢工艺与设备[M].北京:冶金工业出版社,2010:288-289.
[2]郭志强等.70t BOF-LF-VD-CC流程转炉钢氮含量控制的工艺实践[J].特殊钢,2013(06):26-29.