CN102719593A - 一种冶炼超低碳钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冶炼超低碳钢的方法,采用铁水脱硫-转炉-RH-连铸工艺,脱硫后铁水中硫为0.002%~0.006%;转炉冶炼控制吹氧时间、氧枪流量、底吹强度和冶炼周期,出钢[C]=0.06%~0.08%,温度T=1650~1680℃,钢水氧含量0.03%~0.05%,采用挡渣出钢;RH采用强制脱碳,最高真空度67~100Pa,脱碳时间为15~27min,钢水中碳含量为0.0010%~0.0020%;脱碳后钢水中溶解氧含量为0.025%~0.040%,加铝脱氧后钢水循环3~5min,再加入其它合金后钢水循环3~5min,钢水氮含量为0.0015%~0.0035%,温度为1590~1610℃,再镇静处理10~30min。本发明采用转炉高碳、低氧出钢,出钢过程可少用或不用炉渣改质剂,加快了生产节奏,钢水更加洁净,且降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域,涉及一种冶炼超低碳钢的方法,尤其在冶炼超低碳钢时对钢水碳、氧含量、钢水温度、钢水洁净度实现稳定控制的方法。
背景技术
超低碳钢是指钢中碳含量在0.010%以下的钢种。目前超低碳钢冶炼有两种常规工艺:一种是转炉吹炼-RH真空处理-连铸工艺,此工艺最大的难点是钢水洁净度控制,由于转炉出钢过程钢水溶解氧含量较高,炉渣氧化性较强,而转炉渣进入钢包又不可避免,因此在RH真空处理过程中,具有较高氧化性的顶渣必将对钢液持续氧化,造成钢水中氧化物夹杂增多,同时在浇铸过程中,此高氧化性顶渣也会随钢水流入中间包中,继续对钢水进行氧化,最终一方面氧化物夹杂会导致钢水在浇铸过程中水口蓄流,影响超低碳钢正常生产,另一方面使得钢水纯净度降低,影响冷轧板的表面质量。另一种是转炉吹炼-LF精炼-RH真空处理-连铸工艺,该工艺在LF进行脱氧造渣操作,在RH真空处理采用强制吹氧脱碳控制钢中的碳含量,此工艺路线复杂,生产成本较高,同时会造成资源的严重浪费。
中国专利200710159224.7公开了一种超低碳钢的冶炼方法,其冶炼工艺为:铁水预处理脱硫-转炉吹炼-LF精炼-RH真空处理-连铸,尤其是在RH真空脱碳前,经LF对钢液顶渣进行改性处理,使钢液顶渣中氧化铁含量≤2%。此专利介绍的属于第二种常规工艺,会造成资源的严重浪费。
中国专利200910084426.9公开了一种冶炼超低碳钢的方法,其冶炼工艺为:铁水预处理脱硫-转炉吹炼-钢包炉处理-RH真空处理-连铸,控制转炉出钢[C]=0.04%-0.05%,出钢温度1700-1720℃,出钢钢水氧活度600ppm-900ppm,出钢不脱氧采用挡渣操作,LF钢包炉处理对顶渣进行改质,出LF钢水温度在1640-1650℃,在RH真空处理过程中采用自然脱碳模式对钢水碳含量进行控制,可将钢中碳控制在0.0014%-0.0025%。按其介绍的工艺,在LF顶渣改质过程中,钢水溶解氧含量必将降低,而在RH仍采用自然脱碳将钢水中碳脱至小于0.0030%难度极大。
目前应用较多的是第-种常规工艺,尤其是高氧化性炉渣的改性过程受到关注,中国专利200810013374.1、中国专利200710158736.1、中国专利200510094825.5均公开了这方面的技术。但目前这方面的所有技术都存在一个问题,即降低炉渣氧化性的同时必将会导致钢水溶解氧的降低,这不利于后续的RH真空脱碳处理。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术所存在的缺陷,提供一种既能提高钢水纯净度、降低生产成本,又能提高钢水成分控制精度的冶炼超低碳钢的方法。
本发明采用的工艺路线为:铁水预处理脱硫-转炉冶炼-RH真空精炼-板坯连铸。各工序中的工艺参数控制如下:
(1)铁水预处理脱硫:采用喷吹镁粉+石灰粉脱硫,脱硫后进行扒渣操作,保证扒渣效果,脱硫后铁水中的硫含量为0.002%~0.006%(重量百分比)。
(2)转炉冶炼:将废钢装入转炉后兑入铁水,转炉冶炼吹氧时间控制在10~17min,氧枪吹氧流量控制在160~240m3/h·t,底吹强度控制在0.01~0.1m3/t·min;造渣料以石灰和轻烧白云石为主,石灰中硫含量要求≤0.03%(重量百分比);转炉冶炼周期控制在30~42min,对钢水进行脱碳、脱磷、升温和去除有害杂质操作。转炉出钢[C]=0.06%-0.08%(重量百分比),出钢温度T=1650℃~1680℃,出钢钢水氧含量0.03%~0.05%(重量百分比)。出钢不脱氧,采用挡渣操作,如出钢钢水氧含量大于0.04%(重量百分比),则出钢过程按照每吨钢水加入0.5kg~1.0kg炉渣改质剂,改质剂成分为:Al的质量百分含量为35%~45%,CaO的质量百分含量为15%~25%,SiO2的质量百分含量≤10%。
(3)RH真空精炼:采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制,同时进行化学升温。RH最高真空度控制在67~100Pa,提升气体流量为0.4~0.6m3/h·t,脱碳时间控制在20~27min,脱碳结束后将钢水中的碳控制在0.0010%~0.0020%(重量百分比),溶解氧含量为0.025%~0.040%(重量百分比)。采用铝脱氧,加入铝后钢水循环3~5min,此后进行合金化操作,加入合金后钢水循环3~5min,以保证合金充分溶解及Al2O3夹杂物的去除。RH处理结束钢水氮含量为0.0015%~0.0035%(重量百分比),钢水温度为1590~1610℃。真空结束后对钢水进行镇静处理,镇静时间10~30min。
(4)板坯连铸:浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣,防止浇铸过程增碳,连铸过程采用全保护浇铸,减少钢水增氮;浇铸过程根据板坯断面合理控制拉速。
本发明采用转炉高碳、低氧出钢,碳含量为0.06%~0.08%,出钢氧含量为0.03%~0.05%。与常规工艺出钢[C]=0.03%-0.05%,出钢氧含量为0.06%~0.10%相比,钢水碳含量增加,氧含量降低,由此会产生如下有益效果:
(1)出钢温度降低。降低出钢温度有利于降低对耐材的侵蚀,有利于加快生产节奏,降低生产成本。
(2)转炉终渣氧化性降低。本发明将钢水低碳区域的脱碳任务由转炉转移至RH,当钢水碳含量小于0.1%时,如果在转炉中继续脱碳,必将造成炉渣大量氧化,而在出钢过程中还要对高氧化性炉渣进行改质处理,改质过程钢水还要被部分脱氧,对于钢水和炉渣来讲,都存在先氧化-后还原的矛盾,既增加了生产成本,又会对钢水洁净度带来影响。因此,本发明转炉出钢过程可以少用或不用炉渣改质剂,同时,RH内的脱碳过程不会对顶渣进行氧化,因此虽略增加了RH的脱碳任务,但总体上降低了生产成本,且钢水更加洁净。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1:
冶炼超低碳IF钢,采用的工艺路线为:铁水预处理脱硫-260t转炉吹炼-RH真空精炼-板坯连铸。
铁水预处理脱硫:采用喷吹镁粉+石灰粉脱硫,脱硫后进行扒渣操作,保证扒渣效果,脱硫后铁水中的硫含量为0.0030%。
转炉冶炼:将废钢装入转炉后兑入铁水,转炉冶炼吹氧时间控制在13min,氧枪吹氧流量控制在40000~59000m3/h,前1~9min底吹强度控制在7~8m3/min,吹炼9min以后至吹炼终点底吹强度控制在8~12m3/min;控制转炉入炉石灰、轻烧白云石等造渣材料质量,石灰活性度≥300ml,石灰中硫的质量百分含量≤0.015%,满足快速成渣及脱磷要求。转炉出钢[C]=0.08%,出钢温度T=1660℃,出钢钢水氧含量0.035%。出钢不脱氧,采用挡渣操作,终渣FeO含量为12.3%。转炉冶炼周期为39min。
RH真空精炼:真空精炼采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制,脱碳终点钢水中碳含量为0.0018%,脱碳时间25min,RH最高真空度67Pa,提升气体流量为100~150m3/h,脱碳终点钢水氧含量为0.0310%。脱碳结束后加入铝脱氧,加入铝循环4min后加入其它合金再循环3min,处理结束后钢水温度为1603℃,RH处理周期为35min。真空结束后对钢水进行镇静,镇静时间15min。
板坯连铸:浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣,防止浇铸过程增碳,增碳量为0.0002%,连铸过程采用全保护浇铸,减少钢水增氮,增氮量为0.0001%。
经此工艺成品主要元素成分控制如下:(按重量百分比:%)
C | P | S | N | T[O] |
0.0020 | 0.008 | 0.007 | 0.0032 | 0.0017 |
实施例2:
冶炼超低碳IF钢,采用的工艺路线为:铁水预处理脱硫-260t转炉吹炼-RH真空精炼-板坯连铸。
铁水预处理脱硫:采用喷吹镁粉+石灰粉脱硫,脱硫后进行扒渣操作,脱硫后铁水中的硫含量为0.0026%。
转炉冶炼:将废钢装入转炉后兑入铁水,转炉冶炼吹氧时间控制在13min,氧枪吹氧流量控制在40000~59000m3/h,前1-9min底吹强度控制在7~8m3/min,吹炼9min以后至吹炼终点底吹强度控制在8~12m3/min;控制转炉入炉石灰、轻烧白云石等造渣材料质量,石灰活性度≥300ml,石灰中硫的质量百分含量≤0.015%,满足快速成渣及脱磷要求。转炉出钢[C]=0.06%,出钢温度T=1678℃,出钢钢水氧含量0.047%。出钢采用挡渣操作,出钢后加入150kg改质剂对炉渣进行改质处理,改质剂成分为:Al的质量百分含量为35%~45%,CaO的质量百分含量为15%~25%,SiO2的质量百分含量≤10%。改质后终渣FeO含量为10.5%。转炉冶炼周期为40min。
RH真空精炼:真空精炼采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制,脱碳终点钢水中碳含量为0.0015%,脱碳时间21min,RH最高真空度67Pa,提升气体流量为100~150m3/h,脱碳终点钢水氧含量为0.0290%。脱碳结束后加入铝脱氧,加入铝循环4min后加入其它合金再循环3min,处理结束后钢水温度为1605℃,RH处理周期为31min。真空结束后对钢水进行镇静,镇静时间15min。
板坯连铸:浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣,防止浇铸过程增碳,增碳量为0.0003%,连铸过程采用全保护浇铸,减少钢水增氮,增氮量为0.0001%。
经此工艺成品主要元素成分控制如下:(按重量百分比:%)
C | P | S | N | T[O] |
0.0018 | 0.008 | 0.007 | 0.0030 | 0.0019 |
Claims (5)
1.一种冶炼超低碳钢的方法,采用铁水预处理脱硫-转炉冶炼-RH真空精炼-板坯连铸工艺,其特征在于脱硫后铁水中硫含量为0.002%~0.006%;所述转炉冶炼吹氧时间为10~17min,氧枪吹氧流量为160~240m3/h·t,底吹强度为0.01~0.1m3/t·min,冶炼周期30~42min,出钢[C]=0.06%~0.08%,温度T=1650~1680℃,钢水氧含量为0.03%~0.05%,采用挡渣出钢;所述RH真空精炼采用强制脱碳,最高真空度为67~100Pa,提升气体流量为0.4~0.6m3/h·t,脱碳时间为15~27min,脱碳结束钢水中碳含量控制在0.0010%~0.0020%,溶解氧含量为0.025%~0.040%;采用铝脱氧,加铝后钢水循环3~5min,然后合金化,加入合金后钢水循环3~5min,RH处理后钢水氮含量为0.0015%~0.0035%,温度为1590~1610℃,再镇静处理10~30min;以上百分比均为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的冶炼超低碳钢的方法,其特征在于所述铁水预处理脱硫采用喷吹镁粉+石灰粉,脱硫后进行扒渣操作。
3.根据权利要求1所述的冶炼超低碳钢的方法,其特征在于所述转炉冶炼造渣料以石灰和轻烧白云石为主,石灰中硫重量百分比含量≤0.03%;转炉出钢过程视钢水氧含量加入炉渣改质剂。
4.根据权利要求1所述的冶炼超低碳钢的方法,其特征在于所述RH真空精炼时进行化学升温。
5.根据权利要求1所述的冶炼超低碳钢的方法,其特征在于所述板坯连铸过程采用无碳覆盖剂、无碳保护渣和全程保护浇铸。
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