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為何鋼水含硫量越低真空脫氮效果越好?

發(fā)布時(shí)間:2018-04-09 01:49:22 瀏覽次數(shù):700次

  生產(chǎn)實(shí)踐證明,RH處理過(guò)程中鋼水溫度對(duì)鋼水中[N]含量影響非常小,但真空度對(duì)鋼水[N]含量影響很大。真空處理時(shí)真空度對(duì)脫氮影響很大,但是,由于各種條件的限制,要想達(dá)到理想的真空度很困難,并且其他因素很大程度上也限制了鋼水真空脫氮效果。

  在鋼水中,由于w[O]和[S]是表面活性物質(zhì),當(dāng)其含量超過(guò)一定值時(shí),氣-液界面的化學(xué)反應(yīng)(2[N]=N2)會(huì)變成脫氮的限制性環(huán)節(jié)。

  實(shí)驗(yàn)證明,如果鋼水中[S]含量在10ppm左右,RH處理鋼水時(shí)間為10min,那么脫氮率最高可以達(dá)到50%,當(dāng)鋼水中原始[S]在100ppm以上時(shí),整個(gè)過(guò)程的脫氮率非常低,最高只能到30%甚至以下;在同樣的試驗(yàn)條件下,RH處理時(shí)間延長(zhǎng)為20min時(shí),鋼水中初始[S]含量對(duì)脫氮率的影響也是相似的。所以,降低RH處理前鋼水[S]含量顯得尤為重要。LF精煉爐必須充分脫硫。這也是選擇工藝路線時(shí),需要考慮的。

  很多高強(qiáng)度和高韌性鋼往往需要很低的[N]和[S]含量,但是根據(jù)國(guó)內(nèi)許多鋼廠包括一線鋼廠的轉(zhuǎn)爐冶煉條件,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水[S]含量一般在150ppm左右,有時(shí)甚至更高。為了達(dá)到鋼水含硫低的目的,往往需要經(jīng)過(guò)LF精煉爐加入石灰、螢石等深度脫硫,甚至在有些鋼廠需要通過(guò)噴粉功能實(shí)現(xiàn)深度脫硫的目的,在這一過(guò)程中鋼水增[N]一般在40ppm以上,因此,經(jīng)過(guò)LF深度脫硫的鋼水氮含量很高,一般需要經(jīng)過(guò)RH脫氮。

  在相同的真空度和真空時(shí)間下,鋼液的初始[N]含量將影響鋼中的最終[N]含量,并且只有鋼液中[N]含量大于40ppm時(shí),鋼水在真空狀態(tài)下才有明顯的脫氮作用。例如鋼水原始[N]含量110ppm時(shí),真空度小于1mbar,處理時(shí)間25min,在不加入合金的情況下,鋼水[N]含量降至45ppm左右;如果鋼液中[N]含量40ppm,在相同的條件下處理25min,脫氮效果不是很明顯。

  另外,合金元素的加入,也會(huì)影響脫氮的效果。由于碳粉有很高的氮含量,加入碳粉使鋼水增氮非常明顯;由于氮能和許多元素形成氮化物,例如Ti和V等,能和氮形成較穩(wěn)定的化合物,使得脫氮很難進(jìn)行,并且還能增氮。

  冶煉超低氮鋼時(shí),必須控制鋼水硫含量,鋼水硫含量越低,真空脫氮率越高。使用低氮碳粉,防止增碳時(shí)增氮。保證鋼鐵料、脫氧劑和造渣料處于干燥狀態(tài),依靠降低爐氣中的PH2O分壓以減少初煉鋼水中的氣體含量。