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轉爐→LF精煉→板坯連鑄”工藝生產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，結合生產實踐，提出了修改增碳劑標準、調整爐后吹氬強度、增加精煉石灰用量、中間包排氣等改進措施，使65Mn成品鋼中氮含量較原來明顯降低，可以穩定的控制在0.0050%以下，滿足用戶產品要求。

關鍵詞：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轉爐→LF精煉→板坯連鑄”工藝生產65Mn鋼，用戶反映產品存在開裂缺陷，經通氧氮檢測分析，發現氮含量較高達到82ppm，高于廠標（<50ppm）。鋼中氮含量高時，隨著時間的延長氮會在α-Fe中逐漸以微細彌散的Fe4N質點析出，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鋼生產流程中各個工序氮含量的變化情況進行分析，找出導致氮含量增高的主要原因并進行工藝優化，從而降低鑄坯中的氮含量。

2 試驗方案

連續對6爐65Mn鋼生產情況進行跟蹤，分別對轉爐終點、合金化后鋼液、LF出站前鋼液、中間包鋼液、開澆爐次鑄坯進行取樣，測定試樣中的氮含量，結果如表1所示。

3 工藝分析

3.1 轉爐煉鋼

對比表1中轉爐終點氮含量和合金化后鋼樣中氮含量可以看出，轉爐煉鋼合金化過程存在增氮現象。通過工藝分析，發現爐后使用的增碳劑內氮含量較高，導致鋼液增氮。

另外，對比表1中轉爐合金化后和LF爐進站時鋼液氮含量，發現鋼包運輸過程存在增氮現象。主要原因是爐后吹氬站吹氬強度大，鋼水裸露直徑達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。現場跟蹤發現，LF爐石灰加入量少使爐渣厚度薄，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系。試驗方法：進行36爐試制，在原有的石灰加入量基礎上每爐次增加50kg，統計鑄坯中氮含量進行分析。試驗結果如圖1所示，通過回歸計算可知，當鑄坯氮含量要求50ppm以下時，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象，平均增氮量為14ppm，經分析發現主要原因為連鑄開澆前中包未進行空氣排除，開澆后鋼水進入中包與中包內空氣接觸，造成開澆第一爐鋼水吸氮。

4 控制措施

根據上述分析，我們制定了以下措施進行氮含量的控制：

（1）修改增碳劑原料標準，要求增碳劑中氮含量≤0.10%。

（2）調整出鋼過程鋼包吹氬操作：出鋼前2/3時間全程大氣量吹氬，后期轉換為軟吹，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，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定：中包開澆前通入惰性氣體5分鐘進行排除空氣。

5 實施效果

如表2所示，工藝調整后幾個月的生產中，65Mn鋼鑄坯中氮含量均控制在50ppm以下。

6 結語

通過修改增碳劑標準、調整爐后吹氬強度、增加精煉石灰用量、中間包排氣等改進措施的實施，65Mn鋼鑄坯中氮含量較原來明顯降低，可以穩定的控制在0.0050%以下，滿足用戶使用要求。

參考文獻：

[1]張巖，張紅文，氧氣轉爐煉鋼工藝與設備[M].北京：冶金工業出版社，2010：288-289.

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