一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法。采用在LF爐精煉工序向鋼水中喂入氮化錳包芯線進(jìn)行增氮、增錳，所述的氮化錳包芯線直徑12～14mm，氮化錳包芯線的芯粉重450～500g/m，皮重125～175g/m質(zhì)量比組成；所述氮化錳包芯線按每噸鋼水喂入280～300米氮化錳包芯線，實(shí)現(xiàn)完全增氮，鋼水增氮穩(wěn)定控制在50-60ppm，實(shí)現(xiàn)完全增氮的同時(shí)完成部分增錳，增錳量為0.09～0.10％。本發(fā)明各工序中不需要吹氮?dú)?，?shí)現(xiàn)增氮量一步可控，可在精煉部分增錳的同時(shí)完成鋼水增氮，提高了鋼水氮收得率。
【專利說(shuō)明】一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法，屬鋼鐵冶金煉鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] Ti、V、Nb微合金化技術(shù)，以其顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用， 而氮能提高鋼的強(qiáng)度和塑性，擴(kuò)大奧氏體區(qū)，細(xì)化晶粒，改善其加工性能，因此，采用釩氮微 合金化技術(shù)，在低釩含量下獲得了高強(qiáng)度，明顯節(jié)約了釩的用量，降低了鋼的成本，尤其是 在高強(qiáng)度鋼中體現(xiàn)明顯。CN102732686A公開(kāi)一種采用兩步真空法生產(chǎn)釩氮微合金化高強(qiáng)鋼 的方法，在釩氮微合金化高強(qiáng)鋼的冶煉工序中增加真空處理工序，對(duì)經(jīng)過(guò)釩氮含量調(diào)整后 的鋼水進(jìn)行脫氫增氮，所述的真空處理工序采取全程鋼包底吹氮?dú)夤に?，所述的真空處?工序采用兩步真空冶煉處理法對(duì)真空冶煉處理的功能進(jìn)行有效分解，以達(dá)到脫氫保氮的作 用。采用本發(fā)明的方法，冶煉的鋼中不但氫含量可達(dá)I. 5ppm以下，氮含量可控制在120? 220ppm，全氧可控制在20ppm以下，而且在軋制壓縮比偏小厚度規(guī)格在40mm以上的厚規(guī)格 鋼板延伸性能合格率可達(dá)98%以上，提高了釩氮合金化鋼種的綜合性能，降低了釩氮合金 用量，提高了鋼板成材率，降低了成本。CN103952511A公開(kāi)了一種高強(qiáng)鋼鋼水氮含量控制 方法，將冶煉高強(qiáng)鋼過(guò)程中鋼水增氮工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、精煉爐冶煉工藝及連鑄保護(hù) 澆鑄工藝三個(gè)階段的優(yōu)化，通過(guò)脫氧造渣、合金化順序的改進(jìn)，控制三階段增氮節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼水氮含量控制在〇. 0030 %以內(nèi)，LF+RH過(guò)程鋼水增氮穩(wěn)定控制在0. 0010 %以 內(nèi)，連鑄工序鋼水增氣穩(wěn)定控制在0. 0005 %以內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)1?合金1?強(qiáng)鋼連鑄述中的氣含 量控制在0. 0045%以內(nèi)，該方法大大提高了鑄坯內(nèi)部和表面質(zhì)量。
[0003] 研究結(jié)果表明，釩氮微合金化技術(shù)主要是通過(guò)鋼中增氮后對(duì)釩的析出動(dòng)力學(xué)的 影響，優(yōu)化了釩的析出狀態(tài)，增加了釩的析出強(qiáng)化效應(yīng)，以及由此帶來(lái)的細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng)等 作用，從而改善鋼的性能。鋼中增氮常用釩氮合金化法，但存在增氮量不足缺陷，因此開(kāi)發(fā) 使用氮化錳包芯線增氮工藝，解決此類問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法，主要 是應(yīng)用于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐和LF精煉冶煉高強(qiáng)度鋼時(shí)的增氮工藝。特別是用于S450J0、Q550D、 Q690D高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法。
[0005] 術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：
[0006] 1、高強(qiáng)度鋼，是指力學(xué)性能中屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、沖擊功等級(jí)別較高的一類鋼 種，例如Q550D、Q690D、S450j0等鋼種，鋼成分根據(jù)鋼種按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本發(fā)明對(duì)鋼 成分不做限定。其中，不同鋼種的錳含量范圍也略有不同，例如某高強(qiáng)鋼錳成分要求在 1. 30-1. 50%，則其下限約是1. 30-1. 32%，中限是1. 40%左右，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)確定。
[0007] 2、增錳量，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是以轉(zhuǎn)爐正常出鋼后鋼水中錳含量為基礎(chǔ)，再增加錳的含 量。例如出鋼后鋼水錳含量為0. 12%，喂入包芯線增錳量0.09?0. 10%時(shí)，則喂入包芯線 后鋼水錳含量總數(shù)為0. 21-0. 32%。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法，高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的工藝包括鐵水預(yù)處理， 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，LF爐精煉，連鑄工序，其特征在于，采用在LF爐精煉工序向鋼水中喂入 氮化錳包芯線進(jìn)行增氮、增錳，所述的氮化錳包芯線直徑12?14_，氮化錳包芯線的芯粉 重450?500g/m，皮重125?175g/m質(zhì)量比組成，包皮為純鐵皮材質(zhì)；氮化錳包芯線的芯 粉中，質(zhì)量百分比含量組成如下：
[0010] Mn 彡 80%，N 彡 7%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 I. 0%，S 彡 0· 02% ;各成分 之和為100% ;
[0011] 以120噸的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐計(jì)，所述氮化錳包芯線按280?300米/爐喂入氮化錳包 芯線，實(shí)現(xiàn)完全增氮，鋼水增氮穩(wěn)定控制在50-60ppm，實(shí)現(xiàn)完全增氮的同時(shí)完成部分增錳， 增錳量為0.09?0.10%。各工序中不需要吹氮?dú)狻?br> [0012] 如果換用其他噸位的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，可以按比例換算出每爐鋼水的氮化錳包芯線 的用量，本領(lǐng)域的人員在此基礎(chǔ)上的用量變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述精煉工序向鋼水中喂入氮化錳包芯線的方式是： 鋼包進(jìn)站后先吹氬化渣，然后一次性喂入氮化錳包芯線。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，氮化錳包芯線的芯粉中，質(zhì)量百分比含量組成如下： Mn :80-82. 5%，N :7-7. 5%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 I. 0%，S 彡 0· 02%;各成分之和 為 100%。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，轉(zhuǎn)爐出鋼前，根據(jù)精煉工序氮化錳包芯線喂入量計(jì)算 增錳量，合金化時(shí)將鋼水錳含量控制在成分下限。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，精煉工序根據(jù)鋼水初樣成分，還需要配加一定量的中 碳錳鐵，將鋼水錳含量配至中限，完成增錳操作。中碳錳鐵是一種煉鋼用合金，作用是調(diào)整 鋼水錳元素含量。精煉工序除了喂入氮化錳包芯線外，若錳元素仍不夠則需要補(bǔ)加中碳錳 鐵；特別是氮錳線喂入量有嚴(yán)格限制，不可一次性加入過(guò)多，否則會(huì)影響鋼水質(zhì)量。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選的，所述氮化錳包芯線通過(guò)喂線機(jī)喂入鋼水中，喂線速度 2. 8-3. 5米/秒。喂入包芯線的速度過(guò)快會(huì)使鋼水液化然后有強(qiáng)烈的反應(yīng)，氮回收率就大大 降低了；而速度過(guò)慢又會(huì)使包芯線滿足不了鋼水的壓力使之出現(xiàn)殘?jiān)辖鸹厥章释瑯訒?huì) 下降，因此必須控制包芯線喂入的速度在一定范圍才能確保提高氮回收率。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，一種優(yōu)選的方案是，一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法，包括步 驟如下：
[0019] (1)在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉工序中，轉(zhuǎn)爐出鋼前，根據(jù)精煉工序氮化錳包芯線喂入量 計(jì)算增錳量，合金化時(shí)將鋼水錳含量控制在成分下限；該下限根據(jù)具體生產(chǎn)鋼種確定。
[0020] (2)根據(jù)高強(qiáng)度鋼種鋼成分，在精煉工序向鋼水中喂入280?300米氮化錳包芯線 進(jìn)行增氮、增錳，增錳量按〇. 09?0. 10%，部分增錳的同時(shí)完成增氮操作，鋼水增氮穩(wěn)定控 制在 50_60ppm ;
[0021] (3)精煉工序中喂入氮化錳包芯線后，根據(jù)鋼水初樣成分再定量配加中碳錳鐵，將 鋼水錳含量配至成分中限，完成增錳操作。
[0022] 本說(shuō)明書(shū)中未加詳細(xì)限定的，均按本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)即可。
[0023] 根據(jù)本領(lǐng)域的習(xí)慣表示方式，本發(fā)明氮錳包芯線理化指標(biāo)見(jiàn)下表1 :
[0024] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的增氮增錳方法，高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)的工藝包括鐵水預(yù)處理，頂 底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，LF爐精煉，連鑄工序，其特征在于，采用在LF爐精煉工序向鋼水中喂入氮 化錳包芯線進(jìn)行增氮、增錳，所述的氮化錳包芯線直徑12?14_，氮化錳包芯線的芯粉重 450?500g/m，皮重125?175g/m質(zhì)量比組成，包皮為純鐵皮材質(zhì)；氮化錳包芯線的芯粉 中，質(zhì)量百分比含量組成如下： Μη 彡 80%，N 彡 7%，C 彡 0· 1%，P 彡 0· 03%，Si 彡 1. 0%，S 彡 0· 02% ;各成分之和 為 100% ; 以120噸的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐計(jì)，所述氮化錳包芯線按280?300米/爐喂入氮化錳包芯 線，實(shí)現(xiàn)完全增氮，鋼水增氮穩(wěn)定控制在50-60ppm，實(shí)現(xiàn)完全增氮的同時(shí)完成部分增錳，增 錳量為〇· 09?0· 10%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氮增錳方法，其特征在于所述精煉工序向鋼水中喂入氮化 錳包芯線的方式是：鋼包進(jìn)站后先吹氬化渣，然后一次性喂入氮化錳包芯線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氮增錳方法，其特征在于轉(zhuǎn)爐出鋼前，根據(jù)精煉工序氮化 錳包芯線喂入量計(jì)算增錳量，合金化時(shí)將鋼水錳含量控制在成分下限。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氮增錳方法，其特征在于精煉工序根據(jù)鋼水初樣成分，還 需要配加一定量的中碳錳鐵，將鋼水錳含量配至中限，完成增錳操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氮增錳方法，其特征在于所述氮化錳包芯線通過(guò)喂線機(jī)喂 入鋼水中，喂線速度2. 8-3. 5米/秒。
【文檔編號(hào)】C21C7/00GK104263876SQ201410484062
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 畢永杰, 王明杰, 于亮濤, 胡增躍, 溫福新, 鄒春鋒 申請(qǐng)人:山東鋼鐵股份有限公司