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帘线钢钢中氮的主要来源以及降低措施 宁 东 张晓军 郭大勇 杨 辉 ( 鞍钢股份有限公司第一炼钢厂 ) 摘要：经过试验分析出造成帘线钢氮含量高的影响因素，确定转炉参数、LF控制要求、VD炉控制参数以及长水口吹氩等方面要求，达到满足帘线钢对氮含量的要求。 关键词：帘线钢 氮含量 来源和措施 Main sources and reduced ways of nitrogen in trial steel Abstract: this article make detailed analysis about factors contented with the nitrogen in trial steel through the analysis ,parameters about converter control、 LF control and VD，argon blowing of ladle nozzle remade, nitrogen content in trial steel meet after improvement meet the requirement Key word: trial steel nitrogen content sources and ways 1 前言 在通常情况下，钢中氮被认为是有害元素。钢中的氮对钢的影响主要有以下几个方面：氮在晶界析出，造成钢质出现蓝脆；氮与钢中Ti或Al结合生产(TiN)或(AlN)，弱化晶界强度，使得钢的脆性区发生变化，易造成铸坯表面出现裂纹；钢中氮存在，降低了钢的韧性、焊接性能、热应力区韧性，使钢材脆性增加。帘线钢主要用于轮胎子午线增强用骨架，要求具有强度高、韧性好，为此对钢中氮含量要求更低。但受帘线钢成分、工艺等方面影响，帘线钢生产环节吸氮点更多，降低钢中氮含量难度更大。目前国内、外主要帘线生产厂家工艺以及钢中氮含量情况如下表： 帘线生产厂家 生产工艺 氮含量 神户 铁水预处理——转炉——挡渣、合金化——罐内加入造渣脱硫——除渣、造新渣——LF炉精炼——大方坯连铸 ≤28ppm 浦项 铁水预处理——转炉——挡渣、合金化——RH炉——大方坯连铸 ≤27ppm 国内某厂1 TDS（铁水脱硫）——转炉——挡渣出钢、包内造新渣，并加入特种Fe-Si脱氧剂——KIP喷吹高碱度合成渣处理——模注 ≤44ppm 国内某厂2 铁水预处理——转炉——挡渣、弱脱氧——LF炉——VD炉——LF炉——方坯连铸 ≤45ppm 鞍钢一炼钢厂 铁水预处理——转炉——LF炉——VD炉——大方坯连铸机 ≤60ppm 鞍钢一炼钢厂生产帘线钢钢中氮含量相对较高，必须相应在增氮环节采取措施，以保证将帘线钢氮含量降到更低水平。 2 鞍钢一炼钢厂帘线钢优化前生产工艺以及各工序增氮量 2.1帘线钢生产工序 铁水预处理——转炉——LF炉——VD炉——大方坯连铸机 2.2帘线钢各工序吸氮量 由上图可见：造成增氮主要工序是：炼钢、LF炉、中包三个工序。 3转炉生产帘线钢吸氮因素以及采取措施 3.1 转炉冶炼以及出钢过程增氮因素 3.1.1转炉点吹次数与钢中氮含量关系 在转炉点吹过程中，由于熔池出现剧烈波动，造成钢水与空气接触面积加大，导致钢水增氮严重。在其它参数不变情况下，出钢后钢中氮含量与转炉点吹次数关系如下表： 由上图可见，随着点吹次数增加，出钢后钢液中氮含量呈现增加趋势。 3.1.2转炉增碳剂加入量与钢中氮含量关系 不同增碳剂中氮含量情况如下图[1]： 实际检验鞍钢一炼钢厂使用的增碳剂中氮含量约为9852ppm。 炉后加入不同数量增碳剂与炉后氮含量关系如下图： 在相同工艺条件下，增碳剂加入量与炉后增氮关系 由上图可见，随着出钢过程中增碳剂加入数量增加，钢中氮含量明显增加。 3.1.3转炉炉后加入不同合金种类与钢中氮含量关系 帘线钢使用合金主要是：硅铁和锰铁，由于合金使用电炉或高炉生产出来，冶炼时间越长，合金中氮含量越高，造成钢液增氮量也越大。对合金检验氮含量情况如下表： 序号 材料名称 氮含量ppm 1 金属锰 975 2 硅铁 5 3 中碳锰铁 9 4 硅钡锶铁 192 由上表可见：合金中氮含量是金属锰最高、次之是硅钡锶，再次之是中碳锰铁和硅铁 生产帘线钢使用不同锰铁类型，造成钢液氮量情况变化如下图： 由上表可见，合金中的氮含量也是造成钢液增氮一个重要因素。 3.2 针对转炉增氮因素采取措施以及效果 3.2.1减少转炉点吹次数和提高出钢碳，要求冶炼帘线钢实行高拉碳一次点吹。 为了保证帘线钢全部实现高拉碳一次点吹，采取了以下措施： 对入炉铁水的温度、[P]、[S]根据钢种要求进行了加严要求，以保证一次倒炉[P]、[S]以及温度满足工艺要求。 要求