炼钢过程氮是有害元素之一，它会使钢的塑性和冲击韧性降低，引起钢的冷脆；同时氮还会与钢中的钛、铝等元素形成氮化物夹杂，恶化钢的表面质量，降低成材率[1−3]。
1. 存在问题
对转炉冶炼企标N质量分数≤35×10−6钢种时的钢包氮跟踪调查和109炉数据统计可知，钢包氮质量分数均值为19×10−6，标准差为13×10−6，氮的控制不稳定且偏差较大，具体如图1所示（图中的正态分布曲线包含了负值，其并不意味钢包N含量为负值，而是由于钢包N含量极低，为了将正态曲线画完整所致；密度为横坐标范围内出现的次数）。对此问题，本钢炼钢厂成立攻关小组进行转炉冶炼控氮原因分析并制定工艺优化措施，以解决转炉控氮不稳定问题。
2. 低氮钢控制技术
2.1 氮的来源
根据转炉冶炼过程可知，钢中氮主要来源于铁水、废钢、辅原料、顶底复吹的气体介质、合金、与钢水发生接触的空气等。
2.2 增氮的热力学分析
氮在钢液中的溶解反应可表示为：
式中，[%N]为氮在钢中溶解度，pN2�N2为氮分压，p⊖�⊖为标准蒸气压，KN为氮的平衡常数，ƒN为[N]的活度系数。
模型采用Fujio等人测定的KN值：lgKN= −518/T−1.063[4]。
根据热力学分析钢水中N的溶解度随温度（T）的升高、氮分压的增加而增大。战东平等[5]研究表明：钢中Al、Cr、Mn、Mo可提高氮在钢中的溶解度，C、Si、Ni降低氮在钢中的溶解度。赵长亮等[6]研究表明：转炉炼钢钢水氮含量的控制是包括氧气纯度、氩气纯度、过程化渣、铁水硫含量、转炉终点控制、后吹、渣量等多因素控制的。张钟铮等[7]研究表明：废钢种类、铁水比、底吹气体、转炉补吹、出钢口状态、脱氧方式影响转炉终点氮的控制。
2.3 转炉脱氮机理
复吹转炉的脱氮机理如下：一，在碳氧反应区产生了2600 °C左右的温度，高温使表面活性元素氧、硫对氮的影响消失，而氧化生成的CO气泡以及底吹入的Ar气泡相当于许多小的真空脱气室降低了界面的氮分压，转炉中形成的良好泡沫渣能够为氮的脱除提供充足的反应界面积，为转炉强脱氮创造了有利的条件。二，在吹炼中后期前转炉生成的气体使转炉内部保证了一定的正压力，降低了外界空气进入转炉的几率，且气体与钢渣接触面保持较高的氧势，阻碍了气液界面的吸氮作用，进而使得转炉冶炼中后期之前的过程是强脱氮过程。
综上论述，由于转炉在吹炼中后期之前具有强脱氮作用，作者认为在吹炼中后期之前的增氮因素都不能够成为控制钢包氮的主要因素，因此本文针对以下几方面对转炉吹炼中后期的增氮因素进行研究。
2.3.1 过程化渣情况
转炉冶炼过程中生成的性能良好的泡沫渣不仅具有较强的脱磷能力，而且对于氮的去除有一定的作用，主要是因为泡沫渣能够将钢水液面覆盖住，有效的避免了转炉内进入的空气与之相接触，进而防止钢液表面的增氮。针对过程化渣情况，本文跟踪统计了转炉冶炼过程化渣良好的炉次与其他炉次共22炉进行钢包氮比对，具体如图2，可以得出化渣良好炉次相对其他炉次钢包N控制效果好。
