高等級鋼種對鋼中的氮含量有哪些嚴(yán)格的要求？

隨著社會的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,用戶對鋼的強(qiáng)度、韌性、加工性能等要求愈來愈高,對鋼的化學(xué)成分和組織均勻性的要求也越來越高。金屬中微量的有害元素會大大降低金屬的物理性能和機(jī)械性能。因此,去除金屬熔體中雜質(zhì)元素一直是金屬冶煉過程中重要的環(huán)節(jié)。在特定的情況下,鋼中氮的存在降低了鋼的韌性和塑性,使鋼產(chǎn)生應(yīng)變時效、時效沉淀硬化或時效脆性,造成鋼的藍(lán)脆、冷脆,促使中心疏松或形成顯微孔隙,產(chǎn)生發(fā)紋和氣泡,影響鋼的深沖性能、焊接性能、HAZ性能、熱加工性能,造成鑄坯開裂及引起晶間腐蝕。所以,許多高等級鋼種對鋼中的氮含量有嚴(yán)格的要求。

由于頂吹氧、底吹惰性氣體工藝對鋼液脫氣、去除夾雜非常有利,采用氮氬切換底吹供氣模式不會明顯增加鋼中氮氣含量,因此復(fù)吹轉(zhuǎn)爐通常采用的底吹供氣模式為氮氬切換。由于氮氣與氬氣相比,有較強(qiáng)的成本優(yōu)勢。因此，對復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底吹氮進(jìn)行研究和氮氬切換條件下不同終點碳含量鋼液氮含量進(jìn)行研究有重要的工業(yè)意義。

通過在120t轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行不同底吹供氣強(qiáng)度和切換供氣時間的全程底吹供氮試驗,以及底吹介質(zhì)相同時不同終點碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鋼液氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響的試驗,結(jié)果表明,全程底吹供氮對鋼液氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有增加的趨勢,但增加量不大,約為4×10-6～10×10-6;底吹介質(zhì)相同但終點碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,鋼液終點氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相差較多。由于氮氣與氬氣相比有較強(qiáng)的成本優(yōu)勢,在冶煉對氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求不苛刻的鋼種時可以采用全程底吹供氮。但為了減少對鋼液的增氮,在滿足吹煉要求的前提下,應(yīng)盡可能減小底吹供氣強(qiáng)度。