一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法
【专利摘要】本发明公开了一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于：在出钢过程中随流加入5～15Kg/tsteel预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:10～30%的CaO、30～50%的SiO2、5～15%的FexOy、5～20%的Al2O3、1～8%的C、5～10%的Re(Y)以及不可避免的杂质；通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的[C]反应和合成渣中的C与空气中的O2反应生成的CO2或CO气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[N]反应生成的稀土氮化物进入熔渣加以排除，降低钢水中的[N]含量。本发明的方法显著降低钢水中的[N]含量并改善轧辊的冶金质量。
【专利说明】一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼钢技术中的脱氮【技术领域】，具体地说是一种能够显著降低钢水中的[N]含量、提高产品冶金质量的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法。
【背景技术】
[0002]目前，在铸造高速钢轧辊中过高的氮含量认为是有害的，当钢中氮含量超过10ppm时，在轧辊上会产生皮下气孔和显微疏松等；过高的氮含量容易引发轧辊的回火脆性和时效硬化的发生，降低轧辊材料的塑韧性；氮含量过高时，在轧辊热处理和使用过程中容易发生“蓝脆”，降低轧辊材料的冲击韧性；氮含量过高时，高速钢材料中的T1、V等与氮生产脆性氮化物严重影响高速钢材料的高温强度和高温塑性等。现在炼钢中常用的脱氮方式是真空脱氮和搅拌脱氮，这些方式使用的脱氮装置(如VD炉、VOD炉、LF炉RH脱气装置、底吹氩装置等)设备复杂、投资大、操作复杂、运行成本大和效果也不太理想，如中国专利02111478.1公开了一种钢液的精炼脱氮方法，该发明申请所涉及钢液的精炼脱氮装置由真空系统，直流脉冲电源，工作气体和辉光等离子发生系统组成，其工作特征是依靠直流脉冲电场在钢液上方形成氩-氢混合气体的辉光等离子体，钢液中的氮与辉光等离子体反应，逸出离子态的氮并与工作气体反应，最后形成氮气和氨气，这些气体由真空系统抽出装置抽出从而达到脱氮的目的，这种脱氮方法不但设备复杂、设备投资大、操作复杂和运行成本大，而且使用的工作气体氢气容易造成钢液的二次氢污染等缺点，如中国专利CN102277467A公开了一种转炉出钢过程钢水脱氮的方法，其特征在于，转炉出钢过程中先后向钢水包内添加碳酸盐、焦炭和金属铝，利用出钢时钢水的动力学和热力学作用将其分解或促使其与钢水中的氧发生反应，生成CO2或CO气泡，由于钢水中的[N]易吸附在气泡表面，随着CO2或CO气泡的上浮排出将[N]去除，其各组分按重量比例依次添加，这种方法极难控碳酸盐的分解速度，引起钢水的剧烈沸腾和熔渣的喷溅造成安全生产隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能够显著降低钢水中的[N]含量、提高产品冶金质量的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案解决的:
一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:在出钢过程中随流加入5?15Kg/tsteel预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:10?30%的Ca0、30?50%的Si02、5?15%的Fex0y、5?20%的A1203、I?8%的C、5?10%的Re (Y)以及不可避免的杂质；通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的[C]反应和合成渣中的C与空气中的O2反应生成的CO2或CO气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[N]反应生成的稀土氮化物进入熔渣加以排除，从而降低钢水中的[N]含量。
[0005]合成渣中的化学成分Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣总重量的重量百分比不小于95%。
[0006]所述的Re (Y)指的是含钇量为20?45%的钇基稀土合金。
[0007]该脱氮方法处理后的钢水中[N]含量小于40ppm。
[0008]钢水表面形成的熔渣能够阻断钢水从空气中吸氮。
[0009]本发明相比现有技术有如下优点:
本发明通过在钢过程中随流加入预配置好的合成渣，通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的[C]反应和合成渣中的C与空气中的O2反应生成的CO2或CO气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[N]反应生成的稀土氮化物(RexNy)进入熔渣加以排除，且钢水表面形成的熔渣能够阻断钢水从空气中吸氮，对降低钢水中[N]含量具有显著的作用和效果，改善了轧辊的冶金质量，降低了轧辊产生铸造缺陷的风险及发生时效硬化和蓝脆等的危害。
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0011]一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:在出钢过程中随流加入5?15Kg/tsteel预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:10?30%的CaO、30 ?50% 的 Si02、5 ?15% 的 Fex0y、5 ?20% 的 A1203、I ?8% 的 C、5 ?10% 的 Re (Y)，且 Σ(Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y))占合成渣总重量的重量百分比不小于95%，其余为不可避免的杂质，其中FexOy指的是以Fe为代表的金属氧化物，Re (Y)指的是含钇量为20?45%的钇基稀土合金且Ca0+Si02+Al203是合成渣的基料用于控制合成渣的熔点、碱度和流动性；通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的[C]反应和合成渣中的C与空气中的O2反应生成的0)2或0)气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[N]反应生成的稀土氮化物(RexNy)进入熔渣加以排除，且钢水表面形成的熔渣能够阻断钢水从空气中吸氮，取样分析发现钢水中的[N]含量显著降低，钢水中的[N]含量都小于40ppm，采用这种低[N]含量的钢水浇注轧辊，轧辊无皮下气孔、显微疏松等铸造缺陷、时效硬化和蓝脆等现象，大大的改善了轧辊的冶金质量。
[0012]下面通过具体实施例对本发明的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法作进一步的描述。
[0013]实施例一
在浇注Φ700 X 1480离心复合高速钢轧辊时，外层高速钢钢水熔炼重量3500Kg，出钢前测定钢水中的[N]含量为213ppm，在出钢过程中随流加入7Kg/tsteel预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:22%的Ca0、36%的Si02、9%的Fex0y、15%的Al203、6%的 C、8% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余为不可避免的杂质；通过合成渣与钢水的渣-钢反应充分后，包内取样测定[N]含量为32ppm，达到了工艺规定的要求，随后对轧辊的无损检测没有发现皮下气孔、显微疏松等铸造缺陷，大大的改善了轧辊的冶金质量。
[0014]实施例二
在浇注Φ750 X 2000离心复合高速钢轧辊时，外层高速钢钢水熔炼重量3900Kg，出钢前测定钢水的[N]含量为228ppm，在出钢过程中随流加入12Kg/tstral预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:19%的Ca0、35%的Si02、12%的Fex0y、14%的Al203、8%的 C、10% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) )=98%,其余为不可避免的杂质；通过合成渣与钢水的渣-钢反应充分后，包内取样测定[N]含量为27ppm，达到了工艺规定的要求，随后对轧辊的无损检测没有发现皮下气孔、显微疏松等铸造缺陷，大大的改善了轧辊的冶金质量。
[0015]实施例三
在浇注Φ800χ 1700离心复合高速钢轧辊时，外层高速钢钢水熔炼重量3600Kg，出钢前测定钢水的[N]含量为188ppm，在出钢过程中随流加入14Kg/tsteel预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:20%的Ca0、34%的Si02、13%的Fex0y、13%的Al203、7%的 C、9% 的 Re (Y)，且Σ (Ca0+Si02+Al203+Mx0y+C+Re (Y) ) =96%,其余为不可避免的杂质；通过合成渣与钢水的渣-钢反应充分后，包内取样测定[N]含量为35ppm，达到了工艺规定的要求，随后对轧辊的无损检测没有发现皮下气孔、显微疏松等铸造缺陷，大大的改善了轧辊的冶金质量。
[0016]本发明通过在钢过程中随流加入预配置好的合成渣，通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的[C]反应和合成渣中的C与空气中的O2反应生成的CO2或CO气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[N]反应生成的稀土氮化物(RexNy)进入熔渣加以排除，且钢水表面形成的熔渣能够阻断钢水从空气中吸氮，对降低钢水中[N]含量具有显著的作用和效果，改善了轧辊的冶金质量，降低了轧辊产生铸造缺陷的风险及发生时效硬化和蓝脆等的危害。
[0017]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:在出钢过程中随流加入5?15如八31661预配置好的合成渣，其中合成渣的化学成分重量百分比为:10?30%的0^0、30?50%的3102、5?15%的?20%的六1203、1?8%的?:、5?10%的尺6 (1)以及不可避免的杂质；通过合成渣中的金属氧化物与钢水中的1]反应和合成渣中的与空气中的02反应生成的(?或⑶气泡携带出钢液中的氮排入大气层，通过合成渣中的稀土金属元素与[刚反应生成的稀土氮化物进入熔渣加以排除，从而降低钢水中的[刚含量。
2.根据权利要求1所述的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:合成渣中的化学成分I: (080+8102+^1203+1^+0+1^6 (1))占合成渣总重量的重量百分比不小于95%。
3.根据权利要求1所述的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:所述的指的是含钇量为20?45%的钇基稀土合金。
4.根据权利要求1所述的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:该脱氮方法处理后的钢水中[刚含量小于40卯III。
5.根据权利要求1所述的轧辊用高速钢钢水出钢脱氮方法，其特征在于:钢水表面形成的熔渣能够阻断钢水从空气中吸氮。
【文档编号】C21C7/076GK104313250SQ201410492990
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】史焕青, 储恩杰, 张彬, 邵黎军, 周军 申请人:江苏共昌轧辊股份有限公司