电炉流程在低氮钢生产方面的技术研究 在生产低氮钢方面电炉流程明显不如转炉流程，转炉流程出钢钢液氮含量最低可到10×10-4%，最终钢中的氮含量达20×10-4%～40×10-4%。电炉流程由于废钢中的氮含量高且电弧区钢液容易吸氮的原因，导致产品中的氮含量较高，一般为80×10-4%～120×10-4%。随着现代电弧炉炼钢技术的发展、配碳量及用氧量的大幅度提高，部分企业已能通过电炉流程生产出低于50×10-4%，甚至低于40×10-4%的钢液，但要稳定达到这种效果还要进行系统研究。 合理控制和优化供氧制度是基础 首先，在电弧炉冶炼过程中，脱碳的同时能有效地脱氮。在吹氧脱碳过程中，脱氮是由于碳氧反应生成物CO气泡相当于一个小真空室，钢液中的[N]可以被其带出。在脱碳过程中，钢液脱氮速度与脱碳速度成正比；随钢液温度的升高，脱氮速度升高。氧、硫是表面活性元素，对钢液脱氮有阻碍作用。 其次，在电弧炉冶炼过程中，钢液脱氮和增氮过程同时存在。脱氮主要是依靠C-O反应生成CO气泡携带法进行。钢液中碳含量高时，钢液中碳氧反应强，熔池产生大量CO气泡将钢液中的氮脱除。钢液中碳含量越高，出钢量越低，要想降低出钢的氮含量，必须增大电炉冶炼过程的脱氮量，这就要求炉料要高配碳，有更多的C-O反应产生。由于炉料配碳量的大幅度提高，吨钢用氧量增大，几乎接近转炉用氧量的水平。 当铁水加入量基本相同时，出钢时的氮含量相差较大，这是因电炉冶炼期间供氧强度不同所致。在较高的吹氧强度下，熔化前期脱碳迅速，能够使熔池中的氮含量很快降低，但此时尚有部分废钢未完全熔化，这部分废钢熔化带入的氮由于熔池已没有足够的碳氧化而难以脱除，出钢氮含量较高；相反，在较低的吹氧强度下，熔池中的氮含量起初下降较慢，但在冶炼后期由于废钢熔化引起钢液中的氮回升也较慢，出钢氮含量较低。 电弧炉加入第一批废钢后，熔池金属靠电弧的高温来加热。电极加热时能在冲击点处造成一个凹坑，出现裸露的钢液面，而这部分裸露的钢液较其他部位的钢液温度高，就会吸氮。另外，电弧强大的射流会将四周大量的气体吸入弧柱中，为[N]在钢液中的溶解提供了条件。只要有金属熔池形成，钢液就有机会从大气中吸氮。因此，为了减少从大气中吸氮，造泡沫渣避免钢液裸露是有效的措施，特别是熔清后，泡沫渣渣层厚度应高于冲击凹坑深度。 综合考虑以上因素，确定合理的铁水加入量、优化供氧制度及尽早形成泡沫渣，可降低出钢钢液的氮含量。 |
