CN102719593B

CN102719593B - 一种冶炼超低碳钢的方法

Info

Publication number: CN102719593B
Application number: CN201110077865.4A
Authority: CN
Inventors: 赵成林; 李广帮; 廖相巍; 张维维; 王丽娟
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: CN102719593A

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

一种冶炼超低碳钢的方法

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：

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

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；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。

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。