增氮析氮法去除钢中夹杂物工艺实践

doi:10.20057/j.1003-8620.2023-00040

特殊钢 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 53-57.DOI: 10.20057/j.1003-8620.2023-00040

所属专题：硫磷氧的控制

增氮析氮法去除钢中夹杂物工艺实践

张宇迪¹，刘建华¹，何杨¹，李巍¹，林俊宇¹，陈修君²，毕胜²

1 北京科技大学工程技术研究院，北京 100083；2 东北特殊钢集团股份有限公司，大连 116105

收稿日期:2023-03-15 出版日期:2023-12-01 发布日期:2023-11-21
通讯作者: 刘建华
基金资助:
国家自然科学基金项目（No.52174292）

Industrial Experimental Study on Removal of Inclusions in Steel by Nitrogen Addition and Release Method

Zhang　Yudi¹， Liu　Jianhua¹， He　Yang¹， Li　Wei¹， Lin　Junyu¹， Chen　Xiujun²，Bi Sheng²

1 Institute of Engineering Technology University of Science and Technology Beijing ， Beijing 100083， China；2 Dongbei Special Steel Group Trade Co.， Ltd.， Dalian 116105， China

Received:2023-03-15 Published:2023-12-01 Online:2023-11-21
About author:张宇迪（1997―），女，硕士生；E-mail：g20209231@xs.ustb.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 在42CrMoA合金结构钢LF-RH精炼生产中，进行了原生产工艺和增氮析氮法去除钢中夹杂物技术工业试验研究，获得了良好的实验效果。通过系统取样，发现在增氮析氮法LF精炼过程中，通过底吹增氮法可使钢中T［N］含量增至260×10^-6以上，满足RH真空精炼过程中以气泡形式析氮的需求；增氮析氮法还具有良好的全氧去除效果，经RH真空处理后，平均T［O］含量下降率可达37.4%；增氮析氮法也具有良好的夹杂物去除效果，经处理后单位面积夹杂物数量由原有的8.771个/mm²降为3.585个/mm²，去除率达34.6%；在各类夹杂物中，增氮析氮法对氧化铝夹杂去除效率最高，处理后可将钢中Al₂O₃夹杂比例由83%降为74%，有效提升了42CrMoA合金结构钢洁净度。

关键词: 增氮析氮法, 增氮, 夹杂物, 总氧, RH精炼, 42CrMoA钢

Abstract: In the refining production of LF-RH of 42CrMoA alloy structural steel， the original production process and the industrial test technology of steel inclusion removal by nitrogen addition and release method were carried out， and the good experimental results were obtained. Through systematic sampling， it was found that adding nitrogen through bottom blowing during the LF refining process can increase T［N］ in the steel to 260 × 10^-6， and meet the demand of nitrogen release in the form of bubbles during RH vacuum refining process； Nitrogen addition and release method also had good total oxygen removal effects， after RH vacuum treatment， the average T［O］ content reduction can reach 37.4%； Nitrogen addition and release method also had good inclusion removal effect， the number of inclusion per unit area can be reduced from the original 8.771 pieces / mm² to 3.585 pieces / mm² after treatment， and the removal rate can reach 34.6%； In all kinds of inclusions， nitrogen extraction method had the highest removal efficiency of alumina inclusion， the proportion of Al₂O₃ inclusion in steel can be reduced from 83% to 74% after treatment， which effectively improved the cleanliness of 42CrMoA alloy structural steel.

Key words: , Nitrogen Addition and Release Method； Increase Nitrogen； Inclusions； Total Oxygen； RH Refining； 42CrMoA Steel

中图分类号:

TF769

张宇迪, 刘建华, 何杨, 李巍, 林俊宇, 陈修君, 毕胜. 增氮析氮法去除钢中夹杂物工艺实践[J]. 特殊钢, 2023, 44(6): 53-57.

Zhang　Yudi, Liu　Jianhua, He　Yang, Li　Wei, Lin　Junyu, Chen　Xiujun, Bi Sheng. Industrial Experimental Study on Removal of Inclusions in Steel by Nitrogen Addition and Release Method[J]. Special Steel, 2023, 44(6): 53-57.

参考文献

［1］刘建华，张杰，李康伟.气泡去除夹杂物技术研究现状及发展趋势［J］.炼钢，2017，33（2）：1-9+14.
［2］杨虎林，何平，翟玉春. 气泡尾流去除钢液中夹杂物机理的水模型研究［J］. 特殊钢， 2014， 35（1）： 15-18.
［3］赵晶晶，程树森.精炼时利用小气泡搅拌去除钢液中的氢和夹杂物［J］.特殊钢，2010，31（2）：29-32.
［4］刘建华，李巍，何杨，等.长水口吹氩生成微小气泡工业实验研究［J］.工程科学学报，2022，44（7）：1183-1191.
［5］程瑾琦，张立强，伏凯旋，等.钢包长水口吹氩自动控制系统研究与应用［J］.钢铁研究学报，2022，34（6）：562-570.
［6］ Zhang S， Liu J， He Y， et al. Bubble formation by argon injection through the down-leg snorkel with Ruhrstahl-Heraeus （RH） circulating flow［J］. Journal of Materials Processing Technology， 2022， 306：117647.
［7］ Arai M， Watanabe K， Okimoto S， et al. Production of clean steel by pressure elevating and reducing method［J］. Tetsu-to-Hagane， 1993， 79（9）：121-124.
［8］张裕嘉. 增压减压法净化低碳钢及镍基高温合金JG4246A的研究［D］.上海：上海大学，2019.
［9］ Li K.W， Liu J.H， Zhou J.B，et al. Micro non-metallic inclusion removal from molten steel with gas bubbles generated by the nitrogen absorbing and releasing method ［J］. Chinese Journal of Engineering， 2015， 37（9）： 1124-1129.
［10］ Zhang J E， Liu J H， Yu S J， et al. Production of Clean Steel Using the Nitrogen Elevating and Reducing Method［J］. Metals， 2018， 8（7）： 560-575.
［11］王晓峰，唐复平，李镇，等.反应诱发微小异相净化钢水技术［J］.钢铁，2014，49（10）：18-23.
［12］张杰. 溶气气浮技术去除钢中夹杂物研究［D］.北京：北京科技大学，2020.
［13］ Li K W， Liu J H， Zhang J， et al.Theoretical Analysis of bubble nucleation in molten steel supersaturated with nitrogen or hydrogen［J］. Metallurgical and materials Transactions B， 2017， 48（4）：2136-2146.
［14］张杰，刘建华，闫柏军，等.增氮析氮法去除硅锰脱氧钢中夹杂物的研究［J］.工程科学学报，2018，40（8）：937-944.
［15］郑禹，姜培扬，张豪臻，等.盾构机轴承套圈用钢42CrMo连续加热奥氏体晶粒长大模型［J］.特殊钢，2014，35（6）：57-59.
［16］刘鹏. 风电齿圈用钢F42CrMo4探伤缺陷分析和工艺改进［J］. 特殊钢， 2019， 40（4）： 16-18.
［17］金启邦，孙世平，王青海，等.控轧控冷和冷床保温工艺对42CrMo钢50 mm轧材力学性能的影响［J］.特殊钢，2021，42（5）：72-74.
［18］张越，吕泽安，马建祎，等.轻压下和拉速对42CrMo钢410 mm×530 mm铸坯轧成195 mm材的低倍和中心C偏析的影响［J］.特殊钢，2021，42（4）：35-38.
［19］邢建森.连铸增氮的影响因素与控制［J］.天津冶金，2017（S1）：24-26.
［20］左小坦，陈永峰，陶群南，等.高合金钢中氮含量控制分析［J］.工业加热，2019，48（4）：13-15+20.
［21］程礼梅，张立峰，沈平.钢铁冶金过程中的界面现象［J］.工程科学学报，2018，40（10）：1139-1157.
［22］杨虎林. 高品质特殊钢中微气泡快速过滤去除夹杂物技术研究［D］.沈阳：东北大学，2014.

[1]	倪卓文, 朱红春, 李花兵, 姜周华, 孙正鑫, 何志禹. H13模具钢电渣锭中夹杂物的类型以及分布规律分析[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 48-52.
[2]	王利, 刘成宝, 李浩秋, 王毅, 孙宗辉, 刘春伟, 杨超云, 付志豪. 稀土对20CrMnTi齿轮钢夹杂物和疲劳性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 117-124.
[3]	谢康, 莫金强, 张威, 王丽君. 稀土Ce对441铁素体不锈钢碳氮化物析出的影响与控制[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 1-7.
[4]	郑安民, 樊轩宇, 黄增鑫, 毛旺旺, 于彦冲, 张金玲, 王社斌. 稀土Ce对20MnTiB冷镦钢中夹杂物演变的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 37-47.
[5]	赵昊乾, 张育明, 马博, 巩延杰, 孟耀青. LF精炼结束后软吹时间对帘线钢LX82 A夹杂物控制的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 53-56.
[6]	袁麟, 胡小强, 刘洋, 李殿中, 谢晶, 陈伟. 稀土精炼与电渣重熔3%Cr轧辊钢对比分析[J]. 特殊钢, 2024, 45(5): 1-7.
[7]	杨建华, 巨银军, 杨俊. 帘线钢XLX72 A中氧化物夹杂的演变解析与去除[J]. 特殊钢, 2024, 45(5): 66-71.
[8]	刘泳, 张雲飞, 赵英利, 赵楠, 赵峥嵘, 樊明强, 田志强. 改善模具钢洁净度与抛光性能的冶炼工艺实践[J]. 特殊钢, 2024, 45(5): 47-52.
[9]	杨曙磊, 王曦伟, 田强, 王田田, 杨树峰. GH4742合金真空自耗铸锭中夹杂物分布特征[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 61-67.
[10]	孙中豪, 李强, 张明亮, 马程款, 夏志斌, 钟云波. 磁控电渣重熔对M2高速钢凝固组织及力学性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 68-76.
[11]	赵朋, 桂凯璇, 曲敬龙, 杨树峰. ϕ690 mm大尺寸GH4738合金真空自耗重熔数值模拟与工业实验[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 55-60.
[12]	任吉, 燕云, 田家龙, 王礼超, 蒋成钢, 王琳, 姜周华. La处理对H13热作模具钢中夹杂物的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 117-123.
[13]	高小勇, 张立峰. 三七渣电渣重熔对M50高温轴承钢中夹杂物的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 89-93.
[14]	董立阳, 游小刚, 董庚益, 王轶农, 谭毅. 电子束精炼FGH4096合金夹杂物冶金机制[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 47-54.
[15]	王冰杰, 王宇, 项淼苗, 施晓芳, 常立忠. 低频电渣重熔过程电流强度对电渣锭洁净度的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 77-82.

增氮析氮法去除钢中夹杂物工艺实践

Industrial Experimental Study on Removal of Inclusions in Steel by Nitrogen Addition and Release Method

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价