转炉炼钢钢水增氮规律研究

卢洪星 丁松 李学友

摘 要：文章通过跟踪BOF→LF→RH→CCM的工艺路线生产钢水增氮情况，分析转炉炼钢过程钢水增氮的规律。

关键词：转炉；增氮；规律

中图分类号：TF777 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0045-03

用转炉作为初炼炉大规模生产特殊钢，在国外（特别是日本）已比较普遍。而国内绝大部分的特殊钢产品主要由电炉工艺生产，转炉特殊钢生产在我国还处于起步和发展阶段。

沙钢集团淮钢特钢有限公司采用转炉工艺大规模生产特殊钢方面的研发和生产取得了一系列成功的经验和科技成果。

由于转炉生产工艺与电炉生产工艺存在着本质的区别，且生产过程工序环节多，各环节影响因素多，淮钢在实际生产中发现转炉钢水中氮的含量高、波动大，最终影响产品的性能和质量。为了有效控制特钢产品中氮的含量，需要研究氮在整个炼钢流程中各工艺阶段中的变化规律，探明钢水增氮的机制和规律。

1 淮钢转炉炼钢过程增氮情况

①对冶炼25Mn2和36Mn2 V两个钢种进行了现场取样分析，25Mn2为8个炉号（分别在1#和2#转炉冶炼），36Mn2 V为10个炉号（在2#转炉上冶炼），冶炼工艺参数见表1和表2。

25Mn2钢种采用转炉—吹氩—LF精炼—软吹氩—连铸（φ380圆坯）生产工艺；

36Mn2V钢种采用转炉—吹氩—LF精炼—RH—软吹氩—连铸（200×200方坯）生产工艺。

通过钢水取样（球拍样）、线切、丙酮和无水乙醇两次清洗、TC500C型LECO氧氮分析仪测定钢样氮含量；各工序氮含量检测结果分别见表3、表4和图1、图2。从图1和图2可见，转炉出钢后钢种25Mn2的钢水氮含量在后续各工序都存在明显的增氮现象，而钢种36Mn2 V在RH真空处理阶段氮含量下降外，其它各工序都有增氮现象。

②在转炉冶炼的45#和42CrMo两个钢种进行了现场取样分析，45#为10个炉号（分别在1#和2#转炉冶炼）和42CrMo为13个炉号（分别在1#和2#转炉冶炼）。

45#钢采用转炉—吹氩—LF精炼—软吹—连铸（φ380圆坯）生产工艺。

42CrMo钢采用转炉—吹氩—LF精炼—RH—软吹氩—连铸（φ450圆坯）生产工艺。

通过钢水取样（球拍样）、线切、丙酮和无水乙醇两次清洗、TC436型LECO氧氮分析仪测定钢样氮含量；各工序氮含量检测结果分别见表5、表6。

2 冶炼各工序钢水增氮分析统计

表3和图1为25Mn2钢8个炉次的氮含量的平均值随冶炼工序的变化。

表4和图2为36Mn2 V钢10个炉次的氮含量的平均值随冶炼工序的变化。

可以看出，25Mn2增氮量最大的工序发生在软吹至中包阶段（+20.3 ppm），其次是LF精炼和中包至结晶器阶段（都分别增加了+5.2 ppm）；36Mn2 V增氮量最大的工序是软吹氩至中包阶段（+10.2 ppm）、LF精炼阶段（+10.2 ppm）和出钢阶段（+6.3 ppm），而RH真空处理阶段氮含量降低4.2 ppm。

增加了软吹后的试样取样分析。表5和图3为45#钢10个炉次的氮含量的平均值随冶炼工序的变化；表6和图3为42CrMo钢13个炉次的氮含量的平均值随冶炼工序的变化。可以看出，45#钢增氮量最大的工序发生在长水口（+14.6 ppm）、LF精炼（+12 ppm）和转炉出钢（+10.3 ppm）；42CrMo增氮量最大的工序发生在长水口（+12.6 ppm）、LF精炼（+10.4 ppm）和转炉出钢（+5.7 ppm）三个阶段，RH处理降低氮含量8.8 ppm。

3 结 语

通过4个钢种冶炼过程取样的系统分析，可以发现在整个炼钢工序中，钢水增氮的规律情况大致相似，即：大包至中包之间的长水口、LF精炼和转炉出钢三个阶段，其中大包至中包之间的长水口增氮量最大（约占40%以上）、LF精炼增氮较大（约占35%左右）、出钢增氮最小（约占20%左右）。

参考文献：

[1] 孙珍宝，朱谱籓，林慧国，等.合金钢手册[M].北京：冶金工业出版社，1992.