浇注品种钢控制氧氮含量的过程和心得
降低钢中氢、氧、氮气体含量的措施
一般洁净钢是指钢中的五大杂质元素(S、P、H、O、N)含量较低，并对钢中的非金属夹杂物(氧化物、硫化物)进行严格控制的钢种。
其中降低钢中[H]、[O]、[N]含量一般措施有：1、[H]含量1）真空脱气降低PH2可以减小氢在钢中的溶解度，因此可以采取真空脱气的方式降低钢中[H]含量。
2）减少材料的水分钢水中的氢80%来源于原材料、耐火材料和大气中的水分。
应当重视钢包、中间包、铁合金、辅助材料特别是石灰等的烘烤。
此外，应当减少钢水同大气的直接接触：真空处理后的钢水应避免再度送电升温，并控制好氩气压力防止钢液裸露；同时浇注时做好保护工作。
2、[N]含量与降低钢中[N]含量的方法相近。
降低钢中[N]含量的控制中除对钢水真空处理和减少钢水同大气的接触外，重点对合金含量进行了控制。
操作中将降低钢中氮含量的元素（Si、Ni）提高到规格的上限，而将提高钢中氮含量的元素（Mn、Cr、Mo、V、Nb）尽量控制在一定的范围内以减少它的负面影响。
3、[O]含量1）对钢液进行炉外精炼精炼过程可以去除钢液中80%左右的夹杂物。
2）提高电炉终点C含量控制精度在电炉吹氧时尽量提高终点控制精度，减少过吹。
3）防止下渣采用出钢前流渣、偏心底出钢和炉内预留充足钢水的技术，防止下渣。
4）脱氧剂控制a、合理的加入顺序。
加入脱氧剂的顺序为：出钢前钢包内加小块度适量的Fe-Mn，出完钢后加入Fe-Si，到精炼工位炉外精炼时用喂丝机喂Al。
b、合适的Mn/Si比。
Mn/Si＞2.5时，生成典型的MnO-SiO2且容易上浮。
c、合适的Al含量区间。
当[Al]=00.01-0.02%时，对应的T[O]最低。
d、终脱氧。
为强化脱氧，精炼完毕用Si-Ca进行终脱氧。
5）控制好炉渣控制好炉渣的成分、温度、渣量，以提高夹杂物溶解于渣相的能力。
6）合适的搅拌强度采用合适的搅拌强调，可以去除夹杂物，同时不至于把钢渣卷入钢水中。
此外，可在精炼完毕吊包前采用软吹氩气处理。
LF精炼及后道工序钢中氮、氧含量控制技术研究
(A ngang T echno logy Cen ter)
(A ngang N ew Steel Co. , L td. )
Abstract T he effect of a ll k ind s of techn ique on con tro lling N itrogen and O xygen con2 ten t in liqu id steel to low er level is exp la ined. T h is p ap er po in ts ou t: N itrogen con ten t in liq2 u id steel can be efficien tly reduced after adop ting foam ed slag in L F and u sing p ro tective m ea2 su rem en ts w h ile ca sting, adop ting slag w a sh ing techn ique in L F and con tro lling ca sting tem 2 p era tu re of liqu id steel can obviou sly reduce oxygen con ten t.
20 号钢 (3 罐) 29～ 30 30～ 42 34～ 37
石油管 (4 罐) 181～ 190186～ 202174～ 214
3 钢中氧含量的控制
3. 1 各个工序钢中氧含量的变化 由图 3 可以看出, 45 号、20 号和普通船板钢
三个钢种经过转炉出钢到形成铸坯的整个过程, 钢中全氧含量逐步下降, 且 L F 炉精炼过程对降 低钢中全氧含量 (即夹杂物含量) 的作用十分显 著, L F 炉精炼成为脱氧控制的关键环节。 上述三
钢中氧的控制
3MnO. Al2O3.3SiO2(锰铝榴石)的作用
• 熔点低，1400℃；球形易于上浮； • 夹杂物可塑性好（800℃～1300℃）； • 钢中无Al2O3析出，钢水可浇性好； • 脱氧良好，铸坯无皮下气泡形成。
脱氧及夹杂物的生成控制－铝镇静钢
形成的脱氧产物： Al2O3，其危害：
• 熔点高，2050℃；固态析出与钢水； • 可塑性差，影响钢材性能；
3、 LD－LF－CC 流程氧的控制
高纯净钢缺陷产生的原因调查
钢种
DI罐用镀锡板 ERW管材 镀锡板 深冲用冷轧钢 板 UO管材 UOE管（厚钢 板） 产品缺陷 飞边裂纹 UT缺陷 US缺陷 炉渣分层 冲压缺陷 夹杂 UT缺陷 US缺陷 引起缺陷夹杂物 最小直径
150ｕm 、60ｕm 150ｕm 220ｕm 400ｕm、150ｕm
[C][O]=0.0027, 炉龄＜2500(炉) Ⅱ区： a[O] 远离在C－O平衡线； [C][O]：0.0031～0.0037, 炉龄＞ 2500(炉) Ⅲ区（其它区域）： [C][O]：远离C－O平衡线且波动 较大，复吹效果降低。
转炉终点氧的控制－终点温度的控制
转炉终点温度的控制（生产统计）：
[C]=0.02%～0.05%，顶吹终点a[O] ＝ 700ppm～900ppm； 复吹终点a[O] ＝ 250ppm～600ppm。
脱氧及夹杂物的生成控制
连铸钢种脱氧的模式 硅镇静钢：－脱氧剂：Si＋Mn 硅－铝镇静钢－脱氧剂：Si＋Mn＋Al（少量） 铝镇静钢－－脱氧剂：过剩Al，[Al]＞0.01%。
渣相的吸收
夹杂物的排除(钢包精炼)
连铸过程钢中氧的控制－钢水二次污染的防止 连铸过程氧的控制关键 防止钢的二次氧化 进一步利用连铸中间包、结晶器排除夹杂
钢水过程增氮分析与控制
钢水过程增氮分析与控制张立标;陈传磊;陈常义;高龙永;尹卫平【摘要】济钢炼钢过程各环节钢水氮含量检测统计结果显示，连铸机浇注过程是钢水增氮的主要环节，而且氮含量高的炉次，铸坯的横裂纹检出率较高。
对大包保护浇注装置进行优化改造，在引进大包免烘烤套管的同时，改造大包水口与套管结构，采用台式双密封、环形槽式吹氩，增强了密封效果。
改进后，浇注过程增氮由20.0×10-6降为6.1×10-6，横裂纹检出率由3.61％降为1.08％。
【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】2页(P14-15)【关键词】钢水；增氮；氮含量控制；保护浇注；横裂纹【作者】张立标;陈传磊;陈常义;高龙永;尹卫平【作者单位】济南钢铁股份有限公司炼钢厂，山东济南250101;济南钢铁股份有限公司炼钢厂，山东济南250101;济南钢铁股份有限公司炼钢厂，山东济南250101;济南钢铁股份有限公司炼钢厂，山东济南250101;济南钢铁股份有限公司炼钢厂，山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TF777为了解钢中氮含量对铸坯裂纹率的影响，取D32钢种铸坯10炉次进行氮含量检测（取样原则是连浇炉次且工艺条件相同）。
在对铸坯表面进行火焰处理后检查发现，随着铸坯氮含量的增加，铸坯裂纹检出率也增加。
其中氮含量在55×10-6以上的炉次几乎每支铸坯都有皮下横裂纹。
资料介绍［1］，钢中的氮主要是钢水裸露过程中从空气中吸入并溶解的。
炼钢过程钢水增氮环节主要有：转炉复吹控制不当及氮氩切换不及时会增加钢水氮含量；出钢过程散流造成吸氮；钢包吹氩过程氩气流量控制不当造成钢水裸露吸氮；铸机浇注过程保护效果不良造成钢水吸氮。
通过对D32钢种炼钢各工序钢水中氮含量情况的跟踪检测分析，了解各工序的增氮情况（见表1），从而有针对性地控制钢水氮含量。
由表1可以看出，大包到中包的浇注过程增氮最为明显，钢中氮增加20.0×10-6，占整个过程增氮的50%以上。
钢中氮含量的控制
钢中氮含量的控制随着炼钢技术的不断进步和发展，国内外钢厂对钢的氮含量控制要求也越来越严格，除耐热及不锈钢外，在绝大多数钢中，氮被视为一种有害元素。
虽然钢中残留氮很少，但对钢的力学性能却有显著的影响。
众所周知，一般情况下氮的危害主要表现在:Fe4N的析出导致钢的时效性和兰脆，降低钢的韧性和塑性；与钢中钛、铝等元素形成带棱角而性脆的夹杂物，不利于钢的冷热变形加工；当钢中残留氮较高，会导致钢宏观组织疏松甚至形成气泡；钢中氮还降低钢的焊接性能、电导率、导磁率等；钢中氮含量偏高也会使铸坯开裂。
因此，必须采取有效措施降低钢中氮含量，特别是高级别钢种的氮控制尤显重要。
转炉炼钢各工序过程对增氮的影响及建议1、过程增氮主要发生在转炉终点至小平台吹Ar结束，其次是浇铸期间增氮。
对方坯钢种而言，出钢过程平均增氮约30×10-4%，浇铸过程平均增碳约5×10-4%；对板坯钢种而言，出钢过程平均增氮约10×10-4%，浇铸过程平均增氮约9×10-4%。
方坯LF处理过程增氮不明显。
2、脱氧程度较深的钢种在出钢过程、LF处理及浇铸过程增氮更严重，铸坯氮含量更高；含氮量较高的原辅料(如沥青焦增碳剂、SiCaBa等)直接加入钢液中对钢液增氮有重要影响。
3、深吹及出钢时间长造成终点氮含量增加；废钢消耗量对转炉终点氮含量有一定影响，尤其是废钢消耗量>100kg/t时终点钢水氮含量明显上升。
4、钢水裸露吹氩、LF处理过程中不加或少加泡沫渣、浇铸过程长水口密封不好及中包钢液覆盖不良均会造成增氮。
5、为有效控制钢中氮含量以改善钢水质量，建议开展提高复吹透气砖基础使用寿命、脱氧工艺优化、LF炉精炼工艺优化及连铸长水口保护浇铸等技术研究。
低碳高氮马氏体不锈钢的特性很早以前，人们就知道氮元素通过固溶强化后可以提高不锈钢的强度和耐蚀性。
由于氮是生成奥氏体的强力元素，因此它作为高价镍的替代元素，主要用于奥氏体不锈钢的生产。
IF钢中氮含量的控制措施
要 求 ，是 附加 值 较 高 的钢 材 之 一 ，柳 钢 近 几 年 也 在 着 重 开 发 。在 实 际生 产 中主 要 存 在 的 问题 是 间 隙原 子 ｃ、Ｎ控 制 不 好 ，过 程 中增 ｃ增 Ｎ 现 象 严 重 。而 问隙 原 子 的存 在 ，破 坏 了铁 原 子
Ｋｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄｓ ：Ｉ Ｆ Ｓ ｇ； Ｒｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ； Ｃｏ ｎｔ ｉ ｎｕ ｏ ｕ ｓ Ｃａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ； Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
形成空气气流绕 流于悬 浮液滴 的周 围 ，同时此
时钢 液 碳含 量 较低 ，Ｃ Ｏ气 泡减 少 ，容 易 造成 钢
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１ 前 言
超低 碳 钢 的代表 钢 种是 Ｗ （ Ｃ ）在 ０ ． ０ ０ １ ％～ ０ ． ０ １ ０ ％的无 问 隙原 子 纯 铁 素 体 钢 ，简 称 Ｉ Ｆ钢 。
其 具 有 优 良的深 冲 、塑 形 应 变 比 、高 应 变 硬 化
质 量 ，是冶 炼 和连铸 工艺 的控 制关键 。 柳 钢 现 开 发 的 超低 碳 钢 主 要 有 Ｄ Ｃ ０ ３系 列 、
空处 理 板坯 连铸 精 整 热 轧 一 冷 轧 。本 文 主要结合 Ｌ Ｇ Ｌ ３ — １的生 产 实 践 ，总 结 生 产 时 在 １ ５ ０ ｔ 转 炉 、Ｒ Ｈ真空 精炼 炉 、连铸 大包套 管 、连
铸 中间 包 、以及 连 铸 结 晶器 保 护 渣 等 方 面 控 制
耐蚀抗 凹和成型等综合性能 的要求 ，还能满足
之 间 的连 续 性 ，直 接 导 致 产 品性 能 恶 化 ，甚 至
降低钢中氮含量的措施
降低钢中氮含量的措施降低钢中氮含量的措施作者：达志鹏来源：《海峡科学》2008年第06期[摘要] 分析了钢液中氮的行为，采用强化碳氧反应，优化脱氧合金化，LF的精炼埋弧工艺，连铸采用全过程保护浇铸等综合控制手段，钢材中的氮含量控制在60ppm以内。
[关键词] 钢液氮保护浇铸1 前言福建省三明钢铁（集团）有限责任公司（以下简称―三钢‖）使用100吨转炉—LF精炼炉—10m弧的连铸机生产工艺流程，在开发生产优质的硬线钢和金属制品用钢时，优化复吹模式，采用大流量底吹Ar 形成强烈的气流场；LF采用大渣量埋弧操作并缩短加热时间；连铸采用保护浇铸，防止钢液在浇铸过程中吸入氮的技术方式，得到的钢种成品，钢的纯净度和质量均符合国标要求，其氮含量可控制在60ppm 以内。
在开发优质硬线钢和金属制品用钢过程中，发现氮在钢中的存在会大大降低钢材的塑性和韧性，对钢种的力学性能和内在质量产生不利的影响。
针对氮在钢中的行为，经过细致的研究和摸索，开发出了低氮冶炼模式：即通过控制原材料和合金的质量，生产中减少各个工序氮的吸入，大大降低了成品中的氮含量，生产出了合格的钢材，也探索出了适合本公司生产工艺流程控制钢中含氮的方法。
2 钢中氮行为的分析2.1三钢冶炼生产工艺流程及要求铁水→铁水预处理→顶底复吹转炉→LF精炼炉→R10m连铸机。
在炼钢生产过程中，不可避免的会在一些工艺环节上增加钢中的含氮量，为了尽可能地降低钢中氮，必须研究生产中钢液增氮的机理，探索控制钢中氮的工艺模式。
2.2 氮在钢液中的溶解度氮在钢中的溶解度符合Sieverts定律，即:(1)公式中：[%N]：钢液中氮的重量百分浓度；KN：氮溶解的平衡常数；fN：钢液中氮的活度系数；：钢液中元素X对氮的相互作用系数；：钢液中元素X对氮的二阶相互作用系数；：氮气分压。
2.3 合金元素对氮含量的影响钢中主要合金元素为碳、硅、锰。
氮在钢液中的溶解度与其元素有关和温度有关，其关系为：……（2）[1]从式（2）可以看出，氮在钢中的溶解，随着温度的升高而增加。
高端品种钢的氮含量控制
DOI:10.3969/j.issn.1006-110X.2020.02.005高端品种钢的氮含量控制张红娟，郭银涛（唐山不锈钢有限责任公司,河北063000）[摘要]随着我公司品种不断升级，氮元素对钢材质量的危害越来越受到关注。
本文通过全流程密集取样调查，发现LF 精炼和连铸过程是导致过程增氮的关键环节。
从降低转炉终点氮含量、LF 精炼和连铸增氮量方面出发，制定出了多项措施，最终，中包氮含量显著降低，产品质量得到了显著提升。
[关键词]氮含量;LF 精炼;连铸;保护浇注Control of nitrogen content in high-grade steelZHA NG Hong-juan and GUO Yin-tao（Tangshan Stainless Steel Co.,Ltd.,HEBEI 063000）Abstract With the continuous upgrade of our company's varieties,the harm of nitrogen to steel qualityhas been paid more and more attention.In this study,intensive sampling survey throughout the whole process was carried out,and it was found that the LF refining and continuous casting processes are the main processes that lead to nitrogen pick-up.A series of measures have been formulated to reduce the end nitrogen content of the converter,the nitrogen pick-up during LF refining and continuous casting process.As a result,the nitrogen content was significantly reduced,and the product quality was signifi -cantly improved.Key words nitrogen content,LF refining,continuous casting,protective pouring究和管理工作。
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浇注品种钢控制氧氮含量的过程和心得
通过对钢包，中间包及铸坯各环节氧氮含量的分析，得知增氧规律，钢包至中包平均增氧10.5×10-6中包到结晶器平均增加4.5×10-6钢中氧含量与钢水及氮含量存在一定的对应关系，钢水及氮含量增加钢中氧含量随之增加，齿轮钢对钢水氧含量有严格的控制，一般要求控制在18×10-6以下。
钢包至中包注流之间长水口炊氩加密封垫保护。
更换大包长水口烧氧的操作，中包吹氩气，中包加覆盖剂，中包至结晶器侵入式水口炊氩以及密封保护，和保护渣的烘烤。
手工艺参数的影响，各炉次不同时期，钢中氮含量降低或增加幅度不同
开浇炉氮含量的变化
由于开浇炉中包没有钢液，钢水裸露比较严重，本班开浇炉自流活不自流，氮含量都无超标氮含量。
在准备工作中做到所有的氩气畅通而且流量要适当。
中包开到浇注位首先要进行中包氩气吹扫工作，，大包水口加装陶瓷石棉垫，外加自制的石棉毡，接入吹氩管，防止钢水吸入空气，做好和氩气保护浇注。
中包下水口加装陶瓷石棉垫，外加自制的石棉毡，做好开浇准备后，中包上水口和下水口的岩棉处用氩气管轻微吹扫。
大包降至低位处中包钢水至四五吨时加入覆盖剂，浇注的过程中，保证液面的黑渣操作。
搞过热度低拉拉速，控制好过热度，中包在测温和排渣后裸露的钢水要及时加入覆盖剂，避免二次氧化。
对于大包不自流，敞开浇注是取样推后。
每炉浇注完毕后及时用氧气吹扫长水口碗部里的残留的冷钢，避免下一炉次密封不严，产生吸氧现象。
自制石棉垫尽量要厚，有效地填充大包上水口和下水口之间的缝隙。
更换大包和接液压管的速度要快，大包降到低位打开滑板，使钢水液面缓慢的上升，避免钢水在中包内翻腾，和二次氧化。
中包换水口时更换密封垫，清除上水口粘连的冷钢，防止产生大的缝隙。
中包工在浇注是液面要保持平稳，黑渣操作，挑渣条后及时加入保护渣。
氩气吹扫要适当，禁止结晶器内钢水翻腾。
接班的检查
接班检查各氩气管的流量和保护浇注工作，以防应付差事，弄虚作假。
了解上班成品钢样的含氮量，如上班交班炉或前几炉氮含量超标，及时查明原因，加强保护浇注工作。
以上是丙班在浇注品种钢在保护浇注上所做的工作，其实也就是严格执行作业区在保护浇注上的规章制度，和各项要求，如有做的不到位或没做到的，批评指正。