钢液中氮含量的研究

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随着社会的进步和技术的发展,用户对钢的强度、韧性、加工性能等要求愈来愈高,对钢的化学成分和组织均匀性的要求也越来越高。金属中微量的有害元素会大大降低金属的物理性能和机械性能。因此,去除金属熔体中杂质元素一直是金属冶炼过程中重要的环节。在特定的情况下,钢中氮的存在降低了钢的韧性和塑性,使钢产生应变时效、时效沉淀硬化或时效脆性,造成钢的蓝脆、冷脆,促使中心疏松或形成显微孔隙,产生发纹和气泡,影响钢的深冲性能、焊接性能、HAZ性能、热加工性能,造成铸坯开裂及引起晶间腐蚀。所以,许多高等级钢种对钢中的氮含量有严格的要求。

由于顶吹氧、底吹惰性气体工艺对钢液脱气、去除夹杂非常有利,采用氮氩切换底吹供气模式不会明显增加钢中氮气含量,因此复吹转炉通常采用的底吹供气模式为氮氩切换。由于氮气与氩气相比,有较强的成本优势。因此，对复吹转炉底吹氮进行研究和氮氩切换条件下不同终点碳含量钢液氮含量进行研究有重要的工业意义。

通过在120t转炉上进行不同底吹供气强度和切换供气时间的全程底吹供氮试验,以及底吹介质相同时不同终点碳的质量分数对钢液氮的质量分数影响的试验,结果表明,全程底吹供氮对钢液氮的质量分数有增加的趋势,但增加量不大,约为4×10-6～10×10-6；底吹介质相同但终点碳的质量分数不同,钢液终点氮的质量分数相差较多。由于氮气与氩气相比有较强的成本优势,在冶炼对氮的质量分数要求不苛刻的钢种时可以采用全程底吹供氮。但为了减少对钢液的增氮,在满足吹炼要求的前提下,应尽可能减小底吹供气强度。