生產實踐證明,RH處理過程中絎磨管水溫度對絎磨管水中[N]含量影響非常小,但真空度對絎磨管水[N]含量影響很大。真空處理時真空度對脫氮影響很大,但是,由于各種條件的限制,要想達到理想的真空度很困難,并且其他因素很大程度上也限制了絎磨管水真空脫氮效果。
在絎磨管水中,由于w[O]和[S]是表面活性物質,當其含量超過一定值時,氣-液界面的化學反應(2[N]=N2)會變成脫氮的限制性環節。
實驗證明,如果絎磨管水中[S]含量在10ppm左右,RH處理絎磨管水時間為10min,那么脫氮率最高可以達到50%,當絎磨管水中原始[S]在100ppm以上時,整個過程的脫氮率非常低,最高只能到30%甚至以下;在同樣的試驗條件下,RH處理時間延長為20min時,絎磨管水中初始[S]含量對脫氮率的影響也是相似的。所以,降低RH處理前絎磨管水[S]含量顯得尤為重要。LF必須充分脫硫。這也是選擇工藝路線時,需要考慮的。
很多高強度和高韌性絎磨管往往需要很低的[N]和[S]含量,但是根據國內許多絎磨管廠包括一線絎磨管廠的轉爐冶煉條件,經過轉爐冶煉的絎磨管水[S]含量一般在150ppm左右,有時甚至更高。為了達到絎磨管水含硫低的目的,往往需要經過LF加入石灰、螢石等深度脫硫,甚至在有些絎磨管廠需要通過噴粉功能實現深度脫硫的目的,在這一過程中絎磨管水增[N]一般在40ppm以上,因此,經過LF深度脫硫的絎磨管水氮含量很高,一般需要經過RH脫氮。
在相同的真空度和真空時間下,絎磨管液的初始[N]含量將影響絎磨管中的最終[N]含量,并且只有絎磨管液中[N]含量大于40ppm時,絎磨管水在真空狀態下才有明顯的脫氮作用。例如絎磨管水原始[N]含量110ppm時,真空度小于1mbar,處理時間25min,在不加入合金的情況下,絎磨管水[N]含量降至45ppm左右;如果絎磨管液中[N]含量40ppm,在相同的條件下處理25min,脫氮效果不是很明顯。
另外,合金元素的加入,也會影響脫氮的效果。由于碳粉有很高的氮含量,加入碳粉使絎磨管水增氮非常明顯;由于氮能和許多元素形成氮化物,例如Ti和V等,能和氮形成較穩定的化合物,使得脫氮很難進行,并且還能增氮。
冶煉超低氮絎磨管時,必須控制絎磨管水硫含量,絎磨管水硫含量越低,真空脫氮率越高。使用低氮碳粉,防止增碳時增氮。保證絎磨管鐵料、脫氧劑和造渣料處于干燥狀態,依靠降低爐氣中的PH2O分壓以減少初煉絎磨管水中的氣體含量。