65Mn鋼鑄坯中氮含量控制

賈燕璐 汪紅有

摘 要：本文介紹了采用“120t轉(zhuǎn)爐→LF精煉→板坯連鑄”工藝生產(chǎn)65Mn鋼鑄坯中氮含量控制的情況。通過對各工序鋼中氮含量的分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，提出了修改增碳劑標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整爐后吹氬強(qiáng)度、增加精煉石灰用量、中間包排氣等改進(jìn)措施，使65Mn成品鋼中氮含量較原來明顯降低，可以穩(wěn)定的控制在0.0050%以下，滿足用戶產(chǎn)品要求。

關(guān)鍵詞：氮含量;煉鋼;吹氬;精煉

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

1 引言

某公司采用“120t轉(zhuǎn)爐→LF精煉→板坯連鑄”工藝生產(chǎn)65Mn鋼，用戶反映產(chǎn)品存在開裂缺陷，經(jīng)通氧氮檢測分析，發(fā)現(xiàn)氮含量較高達(dá)到82ppm，高于廠標(biāo)（<50ppm）。鋼中氮含量高時(shí)，隨著時(shí)間的延長氮會(huì)在α-Fe中逐漸以微細(xì)彌散的Fe4N質(zhì)點(diǎn)析出，使鋼變脆，降低鋼的冷加工性能[1]，例如，惡化鋼的沖擊韌性、冷拉性能等[2]。本文通過對65Mn鋼生產(chǎn)流程中各個(gè)工序氮含量的變化情況進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致氮含量增高的主要原因并進(jìn)行工藝優(yōu)化，從而降低鑄坯中的氮含量。

2 試驗(yàn)方案

連續(xù)對6爐65Mn鋼生產(chǎn)情況進(jìn)行跟蹤，分別對轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)、合金化后鋼液、LF出站前鋼液、中間包鋼液、開澆爐次鑄坯進(jìn)行取樣，測定試樣中的氮含量，結(jié)果如表1所示。

3 工藝分析

3.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼

對比表1中轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氮含量和合金化后鋼樣中氮含量可以看出，轉(zhuǎn)爐煉鋼合金化過程存在增氮現(xiàn)象。通過工藝分析，發(fā)現(xiàn)爐后使用的增碳劑內(nèi)氮含量較高，導(dǎo)致鋼液增氮。

另外，對比表1中轉(zhuǎn)爐合金化后和LF爐進(jìn)站時(shí)鋼液氮含量，發(fā)現(xiàn)鋼包運(yùn)輸過程存在增氮現(xiàn)象。主要原因是爐后吹氬站吹氬強(qiáng)度大，鋼水裸露直徑達(dá)500mm，鋼水與空氣接觸吸氮。

3.2 精煉過程

由表1可以看出，LF爐精煉過程為增氮過程，平均增氮量為4ppm。現(xiàn)場跟蹤發(fā)現(xiàn)，LF爐石灰加入量少使?fàn)t渣厚度薄，隔絕空氣效果減弱，造成鋼水與空氣接觸吸氮。因此我們研究了石灰加入量與鑄坯中氮含量的關(guān)系。試驗(yàn)方法：進(jìn)行36爐試制，在原有的石灰加入量基礎(chǔ)上每爐次增加50kg，統(tǒng)計(jì)鑄坯中氮含量進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，通過回歸計(jì)算可知，當(dāng)鑄坯氮含量要求50ppm以下時(shí)，石灰加入量471kg。

3.3 連鑄過程

如表1所示開澆爐次中間包存在增氮現(xiàn)象，平均增氮量為14ppm，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)主要原因?yàn)檫B鑄開澆前中包未進(jìn)行空氣排除，開澆后鋼水進(jìn)入中包與中包內(nèi)空氣接觸，造成開澆第一爐鋼水吸氮。

4 控制措施

根據(jù)上述分析，我們制定了以下措施進(jìn)行氮含量的控制：

（1）修改增碳劑原料標(biāo)準(zhǔn)，要求增碳劑中氮含量≤0.10%。

（2）調(diào)整出鋼過程鋼包吹氬操作：出鋼前2/3時(shí)間全程大氣量吹氬，后期轉(zhuǎn)換為軟吹，要求不裸露鋼液面。

（3）修改LF精煉造渣工藝，限制頂渣回收次數(shù)，最多6次，LF精煉石灰加入量改為400-600kg/爐。

（4）制定連鑄開澆操作前中包排氣規(guī)定：中包開澆前通入惰性氣體5分鐘進(jìn)行排除空氣。

5 實(shí)施效果

如表2所示，工藝調(diào)整后幾個(gè)月的生產(chǎn)中，65Mn鋼鑄坯中氮含量均控制在50ppm以下。

6 結(jié)語

通過修改增碳劑標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整爐后吹氬強(qiáng)度、增加精煉石灰用量、中間包排氣等改進(jìn)措施的實(shí)施，65Mn鋼鑄坯中氮含量較原來明顯降低，可以穩(wěn)定的控制在0.0050%以下，滿足用戶使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張巖，張紅文，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010：288-289.

[2]郭志強(qiáng)等.70t BOF-LF-VD-CC流程轉(zhuǎn)爐鋼氮含量控制的工藝實(shí)踐[J].特殊鋼，2013（06）：26-29.