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为何钢水含硫量越低真空脱氮效果越好?
发布时间:2018-01-05    点击数:    来源:中国钢铁新闻网

 

  生产实践证明,RH处理过程中钢水温度对钢水中[N]含量影响非常小,但真空度对钢水[N]含量影响很大。真空处理时真空度对脱氮影响很大,但是,由于各种条件的限制,要想达到理想的真空度很困难,并且其他因素很大程度上也限制了钢水真空脱氮效果。

  在钢水中,由于w[O]和[S]是表面活性物质,当其含量超过一定值时,气-液界面的化学反应(2[N]="N2)会变成脱氮的限制性环节。

  实验证明,如果钢水中[S]含量在10ppm左右,RH处理钢水时间为10min,那么脱氮率最高可以达到50%,当钢水中原始[S]在100ppm以上时,整个过程的脱氮率非常低,最高只能到30%甚至以下;在同样的试验条件下,RH处理时间延长为20min时,钢水中初始[S]含量对脱氮率的影响也是相似的。所以,降低RH处理前钢水[S]含量显得尤为重要。LF必须充分脱硫。这也是选择工艺路线时,需要考虑的。

  很多高强度和高韧性钢往往需要很低的[N]和[S]含量,但是根据国内许多钢厂包括一线钢厂的转炉冶炼条件,经过转炉冶炼的钢水[S]含量一般在150ppm左右,有时甚至更高。为了达到钢水含硫低的目的,往往需要经过LF加入石灰、萤石等深度脱硫,甚至在有些钢厂需要通过喷粉功能实现深度脱硫的目的,在这一过程中钢水增[N]一般在40ppm以上,因此,经过LF深度脱硫的钢水氮含量很高,一般需要经过RH脱氮。

  在相同的真空度和真空时间下,钢液的初始[N]含量将影响钢中的最终[N]含量,并且只有钢液中[N]含量大于40ppm时,钢水在真空状态下才有明显的脱氮作用。例如钢水原始[N]含量110ppm时,真空度小于1mbar,处理时间25min,在不加入合金的情况下,钢水[N]含量降至45ppm左右;如果钢液中[N]含量40ppm,在相同的条件下处理25min,脱氮效果不是很明显。

  另外,合金元素的加入,也会影响脱氮的效果。由于碳粉有很高的氮含量,加入碳粉使钢水增氮非常明显;由于氮能和许多元素形成氮化物,例如Ti和V等,能和氮形成较稳定的化合物,使得脱氮很难进行,并且还能增氮。

  冶炼超低氮钢时,必须控制钢水硫含量,钢水硫含量越低,真空脱氮率越高。使用低氮碳粉,防止增碳时增氮。保证钢铁料、脱氧剂和造渣料处于干燥状态,依靠降低炉气中的PH2O分压以减少初炼钢水中的气体含量。(陈定乾)

(编辑  杨楠)

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