本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法。
背景技術：
對于大多數鋼種來說，氮是有害元素，鋼中氮含量對鋼的機械性能影響較大，尤其是生產用于深沖條件下的低碳、超低碳鋼時，氮的不利影響特別明顯。鋼中氮含量增加，會使鋼的屈服極限、強度極限和硬度提高，塑性下降，沖擊韌性降低，并導致時效硬化。氮還會大幅度提高鋼的韌脆轉變溫度，而且還有可能使鋼產生低溫回火脆性，某些氮化物還會導致鋼的熱脆。因此，在冶煉具有高深沖性、高強度等高附加值產品，必須降低鋼中的氮含量，減少氮在鋼水中的危害程度，從而保證鋼材的深沖性能，減少時效性，消除了屈服點延伸現象，使鋼材表面光潔，成材率高。
半鋼煉鋼由于其碳質量百分數較一般鐵水低(3.4％～4.0％)，半鋼中硅、錳發熱成渣元素含量為痕跡，因此半鋼冶煉具有吹煉過程中酸性成渣物質少、渣系組元單一、并且熱量不足等特點，這使得半鋼煉鋼比鐵水煉鋼更加困難，同時根據鋼中氮含量的溶解度公式可知：w[N]＝0.044-0.01w[C]-0.0025w[Mn]-0.003w[Si]-0.0043w[P]-0.001w[S]+0.0069w[Cr]+0.013w[V]-0.001w[Ni]-0.01w[Al]+0.1w[Ti]+0.0015w[Mo]+0.0102w[Nb]-0.0004w[Cu]
鋼中含有V、Ti且Si、Mn含量少均可增加鋼水中氮含量的理論溶解度。因此，半鋼冶煉時鋼水中氮含量控制較一般鐵水要更困難。
轉爐冶煉是脫除鐵水中氮含量最有效的手段之一，在鋼水氮含量較高的情況下RH真空處理也能脫去部分氮含量，實踐證明當鋼水中氮含量小于35ppm時RH真空處理脫氮效果很差，往往還會因為真空裝置密封效果不好導致鋼液增氮。采用傳統冶煉方法轉爐終點鋼水氮含量能控制在30ppm以內，且波動大，而對氮含量要求較高的鋼種則需轉爐出鋼氮含量控制在15ppm以內，轉爐出鋼過程增氮控制較難，一般方法只能控制在8ppm以內。
本發明的發明人經過前期的研究，申請了公開號為“CN105648138A”，發明名稱為“一種降低轉爐半鋼煉鋼氮含量的方法”的中國發明專利申請，其主要是通過控制轉爐冶煉鐵水比，使鐵水比＞0.9；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的70～80％時，降低氧槍槍位，直至出鋼；出鋼至2/3時加入白云石，同時加入白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度＜60mm；出鋼結束后加入頂渣改質劑；維護出鋼口，保證出鋼鋼流不發散等步驟進行半鋼氮含量的控制。該方法雖然能有效將出鋼氮含量控制在15ppm以內，但是還是不能更好的控制轉爐半鋼冶煉過程中的增氮量，無法滿足對氮含量要求高的鋼種的生產。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法。
一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，包括以下步驟：
a、轉爐冶煉控制鐵水比≥0.9；
b、在轉爐吹煉后期加入7～10kg/t鋼的鐵礦石，控制吹氧的氧氣純度＞99.7％；
c、以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補吹出鋼；
d、出剛至2/3時加入4.5～5.5kg/t鋼的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣；
e、出剛結束后，加入1.5～2.5kg/t鋼的頂渣改質剤；
f、對轉爐出鋼口進行維護，保證出鋼鋼流圓整不發散；
g、出鋼過程中當出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為200～300ppm為準；
h、在LF入站后定氧，定氧后喂鋁線脫氧。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中a步驟中控制鐵水比為0.9～0.95。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中b步驟中所述鐵礦石中TFe含量≥62％。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中c步驟中優選降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m；更優選為降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中精煉用小粒白灰的加入量為5～5.1kg/t鋼。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中鋼液面上的頂渣層厚度＜60mm。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中e步驟中出鋼結束后，加入2～2.1kg/t鋼的頂渣改質剤。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中所述頂渣改質剤中CaO含量為48～55wt％，MgO含量為30～40wt％。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中h步驟中喂鋁線的量為10～15m/t鋼。
本發明一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，出鋼過程增氮可以穩定控制在2ppm以內，采用本發明方法后經濟效益可達500萬/年以上；而采用傳統冶煉方法轉爐終點鋼水氮含量高，出鋼過程增氮達5ppm以上，小平臺出站氮含量高達35ppm，而出鋼過程控制增氮較難，因而本發明控制轉爐出鋼增氮的方法具有較好的推廣前景和應用價值。
具體實施方式
一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，包括以下步驟：
a、轉爐冶煉控制鐵水比≥0.9，控制廢鋼加入過程中的增氮量；
b、為了增加渣的氧化性，需要在轉爐吹煉后期加入7～10kg/t鋼的鐵礦石，另外，在半鋼冶煉過程中，為了避免N2等其他氣體進入氧氣中，影響最終半鋼性能，需要控制吹氧的氧氣純度＞99.7％；本發明所述吹氧后期具體是指半鋼冶煉進度達到2/3的時候；
c、以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補吹出鋼，減少增氮；
d、出剛至2/3時加入4.5～5.5kg/t鋼的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，頂渣有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮；
e、出剛結束后，加入1.5～2.5kg/t鋼的頂渣改質剤，調渣，有效防止吸氮；
f、對轉爐出鋼口經常進行維護，保持好出鋼口狀態，保證出鋼鋼流圓整不發散，減少鋼水與空氣接觸面；
g、出鋼過程中當出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為200～300ppm為準；
h、在LF入站后定氧，定氧后喂鋁線脫氧。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中a步驟中控制鐵水比為0.9～0.95。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中b步驟中所述鐵礦石中TFe含量≥62％。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，為了更有效的防止出鋼過程中增氮，其中c步驟中優選降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m；更優選為降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中精煉用小粒白灰的加入量為5～5.1kg/t鋼。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中d步驟中鋼液面上的頂渣層厚度＜60mm。
進一步的，上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中e步驟中出鋼結束后，加入2～2.1kg/t鋼的頂渣改質剤。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中所述頂渣改質剤中CaO含量為48～55wt％，MgO含量為30～40wt％。
上述一種控制轉爐出鋼過程中增氮的方法，其中h步驟中喂鋁線的量為10～15m/t鋼。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
實施例1
某廠200t轉爐采用半鋼煉鋼，轉爐冶煉控制鐵水比，鐵水比0.9，在轉爐吹煉后期加入10kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.7％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.4m，避免補吹出鋼；出鋼至2/3時投入1000kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結束后加入400kg頂渣改質劑；對轉爐出鋼口要勤維護，保持好出鋼口狀態，保證出鋼鋼流圓整不發散；出鋼過程中當出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為251ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量為3000m。
在采用這些措施后，轉爐出鋼過程增氮可控制在1.8ppm。
實施例2
某廠200t轉爐采用半鋼煉鋼，轉爐冶煉控制鐵水比，鐵水比0.91，在轉爐吹煉后期加入7kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.8％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.35m，避免補吹出鋼；出鋼至2/3時投入1010kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結束后加入410kg頂渣改質劑；對轉爐出鋼口要勤維護，保持好出鋼口狀態，保證出鋼鋼流圓整不發散；出鋼過程中當出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為260ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量2000m。
在采用這些措施后，轉爐出鋼過程增氮可控制在1.9ppm。
實施例3
某廠200t轉爐采用半鋼煉鋼，轉爐冶煉控制鐵水比，鐵水比大于0.95，在轉爐吹煉后期加入8kg鐵礦石，控制氧氣純度，使其純度大于99.9％；在吹煉后期，采用低槍位操作：以轉爐吹氧量為基準，在吹氧量達到總氧量的75％時，降低氧槍槍位至鋼液面以上1～1.36m，避免補吹出鋼；出鋼至2/3時投入1020kg的精煉用小粒白灰，在鋼液面形成一層頂渣，渣層厚度小于60mm，有效地隔絕了空氣，而且保證了鋼水有一定的氧含量，防止吸氮，出鋼結束后加入420kg頂渣改質劑；對轉爐出鋼口要勤維護，保持好出鋼口狀態，保證出鋼鋼流圓整不發散；出鋼過程中當出鋼到2/3時添加鋁鐵，鋁鐵添加量控制為保證小平臺入站鋼水的氧活度為210ppm，然后在LF入站后定氧后為鋁線脫氧，鋁線喂入量2400m。
在采用這些措施后，轉爐出鋼過程增氮可控制在1.5ppm。