一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于：在出鋼過程中隨流加入5～15Kg/tsteel預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:10～30%的CaO、30～50%的SiO2、5～15%的FexOy、5～20%的Al2O3、1～8%的C、5～10%的Re(Y)以及不可避免的雜質；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應和合成渣中的C與空氣中的O2反應生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應生成的稀土氮化物進入熔渣加以排除，降低鋼水中的[N]含量。本發(fā)明的方法顯著降低鋼水中的[N]含量并改善軋輥的冶金質量。
【專利說明】一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煉鋼技術中的脫氮【技術領域】，具體地說是一種能夠顯著降低鋼水中的[N]含量、提高產品冶金質量的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法。

【背景技術】
[0002]目前，在鑄造高速鋼軋輥中過高的氮含量認為是有害的，當鋼中氮含量超過10ppm時，在軋輥上會產生皮下氣孔和顯微疏松等；過高的氮含量容易引發(fā)軋輥的回火脆性和時效硬化的發(fā)生，降低軋輥材料的塑韌性；氮含量過高時，在軋輥熱處理和使用過程中容易發(fā)生“藍脆”，降低軋輥材料的沖擊韌性；氮含量過高時，高速鋼材料中的T1、V等與氮生產脆性氮化物嚴重影響高速鋼材料的高溫強度和高溫塑性等?，F在煉鋼中常用的脫氮方式是真空脫氮和攪拌脫氮，這些方式使用的脫氮裝置(如VD爐、VOD爐、LF爐RH脫氣裝置、底吹氬裝置等)設備復雜、投資大、操作復雜、運行成本大和效果也不太理想，如中國專利02111478.1公開了一種鋼液的精煉脫氮方法，該發(fā)明申請所涉及鋼液的精煉脫氮裝置由真空系統，直流脈沖電源，工作氣體和輝光等離子發(fā)生系統組成，其工作特征是依靠直流脈沖電場在鋼液上方形成氬-氫混合氣體的輝光等離子體，鋼液中的氮與輝光等離子體反應，逸出離子態(tài)的氮并與工作氣體反應，最后形成氮氣和氨氣，這些氣體由真空系統抽出裝置抽出從而達到脫氮的目的，這種脫氮方法不但設備復雜、設備投資大、操作復雜和運行成本大，而且使用的工作氣體氫氣容易造成鋼液的二次氫污染等缺點，如中國專利CN102277467A公開了一種轉爐出鋼過程鋼水脫氮的方法，其特征在于，轉爐出鋼過程中先后向鋼水包內添加碳酸鹽、焦炭和金屬鋁，利用出鋼時鋼水的動力學和熱力學作用將其分解或促使其與鋼水中的氧發(fā)生反應，生成CO2或CO氣泡，由于鋼水中的[N]易吸附在氣泡表面，隨著CO2或CO氣泡的上浮排出將[N]去除，其各組分按重量比例依次添加，這種方法極難控碳酸鹽的分解速度，引起鋼水的劇烈沸騰和熔渣的噴濺造成安全生產隱患。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種能夠顯著降低鋼水中的[N]含量、提高產品冶金質量的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案解決的:
一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15Kg/tsteel預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:10?30%的Ca0、30?50%的Si02、5?15%的Fex0y、5?20%的A1203、I?8%的C、5?10%的Re (Y)以及不可避免的雜質；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應和合成渣中的C與空氣中的O2反應生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應生成的稀土氮化物進入熔渣加以排除，從而降低鋼水中的[N]含量。
[0005]合成渣中的化學成分Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%。
[0006]所述的Re (Y)指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金。
[0007]該脫氮方法處理后的鋼水中[N]含量小于40ppm。
[0008]鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮。
[0009]本發(fā)明相比現有技術有如下優(yōu)點:
本發(fā)明通過在鋼過程中隨流加入預配置好的合成渣，通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應和合成渣中的C與空氣中的O2反應生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應生成的稀土氮化物(RexNy)進入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，對降低鋼水中[N]含量具有顯著的作用和效果，改善了軋輥的冶金質量，降低了軋輥產生鑄造缺陷的風險及發(fā)生時效硬化和藍脆等的危害。

【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0011]一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15Kg/tsteel預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:10?30%的CaO、30 ?50% 的 Si02、5 ?15% 的 Fex0y、5 ?20% 的 A1203、I ?8% 的 C、5 ?10% 的 Re (Y)，且 Σ(Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%，其余為不可避免的雜質，其中FexOy指的是以Fe為代表的金屬氧化物，Re (Y)指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金且Ca0+Si02+Al203是合成渣的基料用于控制合成渣的熔點、堿度和流動性；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應和合成渣中的C與空氣中的O2反應生成的0)2或0)氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應生成的稀土氮化物(RexNy)進入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，取樣分析發(fā)現鋼水中的[N]含量顯著降低，鋼水中的[N]含量都小于40ppm，采用這種低[N]含量的鋼水澆注軋輥，軋輥無皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷、時效硬化和藍脆等現象，大大的改善了軋輥的冶金質量。
[0012]下面通過具體實施例對本發(fā)明的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法作進一步的描述。
[0013]實施例一
在澆注Φ700 X 1480離心復合高速鋼軋輥時，外層高速鋼鋼水熔煉重量3500Kg，出鋼前測定鋼水中的[N]含量為213ppm，在出鋼過程中隨流加入7Kg/tsteel預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:22%的Ca0、36%的Si02、9%的Fex0y、15%的Al203、6%的 C、8% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余為不可避免的雜質；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應充分后，包內取樣測定[N]含量為32ppm，達到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質量。
[0014]實施例二
在澆注Φ750 X 2000離心復合高速鋼軋輥時，外層高速鋼鋼水熔煉重量3900Kg，出鋼前測定鋼水的[N]含量為228ppm，在出鋼過程中隨流加入12Kg/tstral預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:19%的Ca0、35%的Si02、12%的Fex0y、14%的Al203、8%的 C、10% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) )=98%,其余為不可避免的雜質；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應充分后，包內取樣測定[N]含量為27ppm，達到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質量。
[0015]實施例三
在澆注Φ800χ 1700離心復合高速鋼軋輥時，外層高速鋼鋼水熔煉重量3600Kg，出鋼前測定鋼水的[N]含量為188ppm，在出鋼過程中隨流加入14Kg/tsteel預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:20%的Ca0、34%的Si02、13%的Fex0y、13%的Al203、7%的 C、9% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余為不可避免的雜質；通過合成渣與鋼水的渣-鋼反應充分后，包內取樣測定[N]含量為35ppm，達到了工藝規(guī)定的要求，隨后對軋輥的無損檢測沒有發(fā)現皮下氣孔、顯微疏松等鑄造缺陷，大大的改善了軋輥的冶金質量。
[0016]本發(fā)明通過在鋼過程中隨流加入預配置好的合成渣，通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的[C]反應和合成渣中的C與空氣中的O2反應生成的CO2或CO氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[N]反應生成的稀土氮化物(RexNy)進入熔渣加以排除，且鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮，對降低鋼水中[N]含量具有顯著的作用和效果，改善了軋輥的冶金質量，降低了軋輥產生鑄造缺陷的風險及發(fā)生時效硬化和藍脆等的危害。
[0017]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內；本發(fā)明未涉及的技術均可通過現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:在出鋼過程中隨流加入5?15如八31661預配置好的合成渣，其中合成渣的化學成分重量百分比為:10?30%的0^0、30?50%的3102、5?15%的?20%的六1203、1?8%的?:、5?10%的尺6 (1)以及不可避免的雜質；通過合成渣中的金屬氧化物與鋼水中的1]反應和合成渣中的與空氣中的02反應生成的(?或⑶氣泡攜帶出鋼液中的氮排入大氣層，通過合成渣中的稀土金屬元素與[剛反應生成的稀土氮化物進入熔渣加以排除，從而降低鋼水中的[剛含量。
2.根據權利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:合成渣中的化學成分I: (080+8102+^1203+1^+0+1^6 (1))占合成渣總重量的重量百分比不小于95%。
3.根據權利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:所述的指的是含釔量為20?45%的釔基稀土合金。
4.根據權利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:該脫氮方法處理后的鋼水中[剛含量小于40卯III。
5.根據權利要求1所述的軋輥用高速鋼鋼水出鋼脫氮方法，其特征在于:鋼水表面形成的熔渣能夠阻斷鋼水從空氣中吸氮。
【文檔編號】C21C7/076GK104313250SQ201410492990
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】史煥青, 儲恩杰, 張彬, 邵黎軍, 周軍 申請人:江蘇共昌軋輥股份有限公司