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钢液中氮的去除方法与避免吸氮策略

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:钢中氮的去除比较困难,目前主要依靠转炉脱氮,并在浇注过程中防止吸氮。铁液氮含量是影响钢液终点氮含量的重要因素。预计真空喷粉脱氮的优势将进一步发挥。川崎公司发现在RH降低管内压力并使之小于管外压力,其耐火材料内气体主要成分是氮气,空气通过浸渍管的耐火材料侵入钢液可造成吸氮。精炼后,连铸过程中主要防止钢液二次氧化吸氮,其解决措施与下文讨论的避免钢液从大气中吸氧方法一致。

钢液中氮的去除方法与避免吸氮策略

钢中氮的去除比较困难,目前主要依靠转炉脱氮,并在浇注过程中防止吸氮。在最近的报道中,铁液脱氮和二次精炼脱氮已有所进展。铁液氮含量是影响钢液终点氮含量的重要因素。低氮铁液主要靠高炉的运行来获得,高温、高钛、高锰、高硅均有助于减少铁液的氮含量。铁液脱氮也是可行的,CRM公司试验证明,使用碳酸盐和氧化物为主的基本反应剂(如CaCO3铁矿石等)可以降低铁液的氮含量。铁液脱硅的同时也能脱氮。COCKERILI-SAMBRE钢厂铁液工业性试验证明,在鱼雷罐车中加入40 kg/t烧结矿粉,脱氮率可达50%。转炉是有效的脱氮工具,脱氮程度一般在(20~40)×10-6,其脱氮多少取决于铁液加入量、转炉的吹炼控制、出钢脱氧制度等。高的矿石加入量和铁液比可降低终点钢中的氮含量,复吹工艺对降低终点钢液的氮含量起着重要作用,其中最重要的是底吹气体的性质和用于保护喷嘴的介质种类。氧气中的氮含量也是影响钢液终点氮含量的重要因素,而吹炼末期的补吹可使钢中氮含量明显增高。不脱氧出钢、控制出钢口形状不散流以及在钢包内添加含CaO的顶渣可有效防止钢液吸氮。精炼过程中,氮主要来源于与钢液接触的大气、加入的合金及熔剂。钢液去氮主要靠搅拌处理、真空脱气或两种工艺的组合促进气体与金属的反应来实现。目前真空脱气装置中脱氮效果并不明显,这主要与钢中较高的氧、硫含量有关。当钢中界面活性元素硫、氧含量较高时,钢液的脱氮速度很低,甚至陷于停顿状态。但在钢中w(S)<50×10-6时,利用VD装置大气量底吹处理钢液有较好的脱氮效果。住友金属工业公司开发的VOD-PB法是在真空条件下向钢液深处吹入粉状材料(铁矿粉和锰矿粉),在精炼时,会生成CO小气泡,可得w(N)<20×10-6的钢液。该公司随后开发的RH—PB法可得到w(S)<5×10-6w(N)<15×10-6的钢液。预计真空喷粉脱氮的优势将进一步发挥。真空室的密封性对实现低氮也是极重要的,整体式真空室有利于低氮钢的生产。川崎公司发现在RH降低管内压力并使之小于管外压力,其耐火材料内气体主要成分是氮气,空气通过浸渍管的耐火材料侵入钢液可造成吸氮。在RH浸渍管周围进行氩封抑制钢液吸氮,可得到w(N)<20×10-6,而无氩封时w(N)=27×10-6

精炼后,连铸过程中主要防止钢液二次氧化吸氮,其解决措施与下文讨论的避免钢液从大气中吸氧方法一致。(www.xing528.com)

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