摘要:本文對寶鋼股份煉鋼廠一煉鋼分廠厚板鋼種生產(chǎn)過程中的控氮因素進行了綜合分析。介紹了轉(zhuǎn)爐、精煉采取的主要控氮技術(shù)措施，通過一系列措施的實施，氮含量呈逐漸下降趨勢且波動范圍逐漸縮小，平均成品氮穩(wěn)定控制在0.0029%左右，小于≤0.0033%的比例穩(wěn)定控制在70%以上。

　　關(guān)鍵詞:控氮;厚板;超低磷鋼;超低硫鋼;精煉

　　0引言

　　對于大多數(shù)鋼種來說，氮是有害元素，且氮在鋼中的溶解度極低，主要以氮化物的形式析出，易誘發(fā)鑄坯表面產(chǎn)生裂紋[1]。特別是厚板鋼種，往往是包晶鋼、中高碳鋼等含多種合金元素的鋼種，其裂紋敏感性進一步增強，所以說，厚板鋼中的氮偏高更容易誘發(fā)板坯的裂紋缺陷。2016年以來，寶鋼3#連鑄機厚板產(chǎn)品成品[N]≤0.0033%的比例逐漸降低，平均[N]逐漸升高，板坯角裂、星裂頻發(fā)，嚴重影響到板坯的質(zhì)量，因此，提高厚板產(chǎn)品煉鋼全流程控氮能力變得日益迫切。

　　1控氮原理及影響因素分析

　　1.1控氮原理

　　氮在鋼中以原子的形態(tài)存在，其溶解度服從西化特定律。即氮含量與外面的氮氣分壓的平方根成正比。碳與硅等元素能明顯地降低氮在鋼液中的溶解度，Ti、V、Nb、Cr、Mn與氮有較強的親和力，能形成穩(wěn)定的氮化物。在一定條件下，氮在渣鋼界面上的吸附是氮在鋼液中溶解的限制環(huán)節(jié)，而鋼液中溶解的氧原子是很強的表面活性物質(zhì)，也能在相界上吸附并與氮原子爭奪吸附點，因此，在一般情況下，鋼液中含氧量較高將會降低鋼液表面吸附氮的速度，氧化性鋼液與還原性鋼液比，氮的溶解速度低。

　　1.2鋼種結(jié)構(gòu)影響

　　(1)超低磷鋼比例的影響超低磷鋼的冶煉需要更強的氧化性。對于頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，同時存在著吸氮和脫氮過程。在碳氧反應(yīng)區(qū)，界面層溫度可達2600℃左右，碳氧反應(yīng)生成的CO氣泡對鋼液有明顯的脫氮作用[2]。由于超低磷鋼需要更高氧化性，由圖1可知，2016年12月以來，成品[P]≤0.0120%比例大幅上升，吹煉后期脫碳速度降低，CO氣泡的脫氮作用減弱，鋼液吸氮可能性增加。

　　(2)超低硫鋼比例的影響相關(guān)文獻研究表明[3-4]，氮從氣相進入鋼液與擴散邊界層有關(guān)，從動力學角度分析知，吸氮限制性環(huán)節(jié)為氮在液相邊界層的擴散。出鋼結(jié)束脫氧合金化，鋼包頂渣改質(zhì)，使得鋼液和爐渣中的活性元素氧大幅降低，一旦鋼液裸露，吸氮風險將會顯著上升。由圖2可知，2016年12月以來，成品[S]≤0.0015%的比例越來越高，精煉LF脫硫負擔加重，處理時間長、鋼液裸露時間長，故精煉LF是增氮的主要環(huán)節(jié)之一。

　　1.3鋼包溫度

　　轉(zhuǎn)爐出鋼后的鋼水溫度低，LF升溫時間長，有上述分析可知，吸氮風險增加，同時鋼水溫度低，LF加入的渣料不能快速融化，再加上通電級數(shù)、底吹流量若偏大，鋼水翻滾、裸露接觸空氣幾率大、時間長，導致LF增氮嚴重。

　　1.4鋼包硫含量

　　鋼包硫含量高，LF脫硫負擔重，處理時間長，增氮風險大。由圖3可知，2017年1月以來，鋼包[S]≤0.0080%比例逐漸降低，LF脫硫負擔逐漸增加。

　　1.5鋼包底吹氬的影響

　　LF爐脫硫原理是利用造還原渣脫去鋼水中的硫，屬鋼與渣的界面反應(yīng)，良好的動力學條件是脫硫的前提，因此吹氬攪拌尤其重要。生產(chǎn)實際中經(jīng)常出現(xiàn)因鋼包底吹氬不好，被迫選擇LF頂槍處理，造成LF處理過程中增氮嚴重，造成成品氮超標而改判。因此，要保證鋼包底吹氬透氣磚的暢通，減少因鋼包底吹氬失敗造成的LF頂槍處理的比例。

　　1.6LF渣料的影響

　　2017年1月以來，LF進站[S]≤0.0020%的比例逐漸降低，如圖4所示。鋼水溫度、硫磺等條件變差以外，石灰、鋁渣等渣料脫硫能力變?nèi)跻彩强赡茉�因之一�?/p>

　　2結(jié)束

　　語根據(jù)上述各相關(guān)因素的分析，控氮采取的改進措施包括:轉(zhuǎn)爐降低后吹比例，減少吹煉后期的吸氮;適當提高鋼包溫度、改善脫硫劑性能，降低LF脫硫負擔;LF前期加料攪拌時，將包蓋下降，減少化渣過程空氣的卷入，渣料完全融化后，適度調(diào)低低吹氬流量;加強LF用石灰活性度檢查確認，確保石灰的脫硫效果。

　　通過上述措施的實施，寶鋼股份厚板產(chǎn)品成品氮可以穩(wěn)定控制在0.0033%以下，鑄坯邊部裂紋等缺陷得到了明顯改善。

　　參考文獻:

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