轉爐煉鋼鋼水增氮規律研究

盧洪星 丁松 李學友

摘 要：文章通過跟蹤BOF→LF→RH→CCM的工藝路線生產鋼水增氮情況，分析轉爐煉鋼過程鋼水增氮的規律。

關鍵詞：轉爐；增氮；規律

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0045-03

用轉爐作為初煉爐大規模生產特殊鋼，在國外（特別是日本）已比較普遍。而國內絕大部分的特殊鋼產品主要由電爐工藝生產，轉爐特殊鋼生產在我國還處于起步和發展階段。

沙鋼集團淮鋼特鋼有限公司采用轉爐工藝大規模生產特殊鋼方面的研發和生產取得了一系列成功的經驗和科技成果。

由于轉爐生產工藝與電爐生產工藝存在著本質的區別，且生產過程工序環節多，各環節影響因素多，淮鋼在實際生產中發現轉爐鋼水中氮的含量高、波動大，最終影響產品的性能和質量。為了有效控制特鋼產品中氮的含量，需要研究氮在整個煉鋼流程中各工藝階段中的變化規律，探明鋼水增氮的機制和規律。

1 淮鋼轉爐煉鋼過程增氮情況

①對冶煉25Mn2和36Mn2 V兩個鋼種進行了現場取樣分析，25Mn2為8個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉），36Mn2 V為10個爐號（在2#轉爐上冶煉），冶煉工藝參數見表1和表2。

25Mn2鋼種采用轉爐—吹氬—LF精煉—軟吹氬—連鑄（φ380圓坯）生產工藝；

36Mn2V鋼種采用轉爐—吹氬—LF精煉—RH—軟吹氬—連鑄（200×200方坯）生產工藝。

通過鋼水取樣（球拍樣）、線切、丙酮和無水乙醇兩次清洗、TC500C型LECO氧氮分析儀測定鋼樣氮含量；各工序氮含量檢測結果分別見表3、表4和圖1、圖2。從圖1和圖2可見，轉爐出鋼后鋼種25Mn2的鋼水氮含量在后續各工序都存在明顯的增氮現象，而鋼種36Mn2 V在RH真空處理階段氮含量下降外，其它各工序都有增氮現象。

②在轉爐冶煉的45#和42CrMo兩個鋼種進行了現場取樣分析，45#為10個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉）和42CrMo為13個爐號（分別在1#和2#轉爐冶煉）。

45#鋼采用轉爐—吹氬—LF精煉—軟吹—連鑄（φ380圓坯）生產工藝。

42CrMo鋼采用轉爐—吹氬—LF精煉—RH—軟吹氬—連鑄（φ450圓坯）生產工藝。

通過鋼水取樣（球拍樣）、線切、丙酮和無水乙醇兩次清洗、TC436型LECO氧氮分析儀測定鋼樣氮含量；各工序氮含量檢測結果分別見表5、表6。

2 冶煉各工序鋼水增氮分析統計

表3和圖1為25Mn2鋼8個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化。

表4和圖2為36Mn2 V鋼10個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化。

可以看出，25Mn2增氮量最大的工序發生在軟吹至中包階段（+20.3 ppm），其次是LF精煉和中包至結晶器階段（都分別增加了+5.2 ppm）；36Mn2 V增氮量最大的工序是軟吹氬至中包階段（+10.2 ppm）、LF精煉階段（+10.2 ppm）和出鋼階段（+6.3 ppm），而RH真空處理階段氮含量降低4.2 ppm。

增加了軟吹后的試樣取樣分析。表5和圖3為45#鋼10個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化；表6和圖3為42CrMo鋼13個爐次的氮含量的平均值隨冶煉工序的變化。可以看出，45#鋼增氮量最大的工序發生在長水口（+14.6 ppm）、LF精煉（+12 ppm）和轉爐出鋼（+10.3 ppm）；42CrMo增氮量最大的工序發生在長水口（+12.6 ppm）、LF精煉（+10.4 ppm）和轉爐出鋼（+5.7 ppm）三個階段，RH處理降低氮含量8.8 ppm。

3 結 語

通過4個鋼種冶煉過程取樣的系統分析，可以發現在整個煉鋼工序中，鋼水增氮的規律情況大致相似，即：大包至中包之間的長水口、LF精煉和轉爐出鋼三個階段，其中大包至中包之間的長水口增氮量最大（約占40%以上）、LF精煉增氮較大（約占35%左右）、出鋼增氮最小（約占20%左右）。

參考文獻：

[1] 孫珍寶，朱譜籓，林慧國，等.合金鋼手冊[M].北京：冶金工業出版社，1992.