CN105463316A

CN105463316A - 一种基于ftsc薄板坯连铸生产超低碳钢的方法

Info

Publication number: CN105463316A
Application number: CN201410454691.2A
Authority: CN
Inventors: 李梦英; 张洪波; 王兰玉; 田欣; 杨晓江; 王峰; 张大勇; 杨杰; 郝占全; 付建军; 张军国; 李京哲; 佟志新; 冯慧霄; 李波; 刘广涛
Original assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd Tangshan Branch
Current assignee: Tangshan Branch of HBIS Co Ltd
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2034-09-09
Also published as: CN105463316B

Abstract

本发明公开了一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其包括下述步骤：（1）铁水脱硫；（2）转炉冶炼；（3）RH真空处理；（4）FTSC薄板坯连铸；超低碳钢组成的质量百分比为：C≤0.010%；Mn0.06-0.35%；Si0.12-0.28%；P≤0.020%；S≤0.020%；Ti≤0.09%；N≤0.0050%；其余为铁和不可避免的杂质。本发明采用FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢，并且重新设计适合FTSC薄板坯连铸生产的超低碳钢的成分，通过严格控制炼钢各工序工艺参数来实现生产满足性能要求超低碳钢连铸坯。

Description

一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，尤其是一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法。

背景技术

超低碳钢主要用于有深冲压要求的结构件上，如结构形状复杂的汽车结构件和各种结构复杂的的其他元器件等。所有这些结构件一般以酸洗冷轧、退火后的平整或连退镀锌后交货，其应用范围广，要求具有高延伸率、高n值和r值。

目前生产超低碳钢主要有以下三种生产工艺。第一种：高炉→铁水脱硫→顶底复吹转炉→RH真空→常规板坯（铸坯厚度≥200mm）连铸；第二种：高炉→铁水脱硫→转炉冶炼→RH真空→LF精炼→CSP薄板坯连铸（也称为双联工艺）；第三种：高炉→铁水脱硫→转炉冶炼→RH真空→CSP薄板坯连铸。第一种工艺技术非常成熟，其生产工艺稳定，产品性能优良，但设备投资大，生产周期长，生产成本高。第二种工艺其钢水的碳、硅精准控制难度大，而且钢水经LF精炼后钢水中增碳、增硅明显，产品成分波动较大，命中率低，性能不稳定。第三种工艺生产的超低碳钢时，如果在RH处理工序不进行钙处理，在薄板坯上浇注时钢水可浇性差，造成水口堵塞，影响薄板坯连铸的多炉连浇，制约了超低碳钢在薄板坯流程的规模化生产。大量生产实践证明：薄板坯浇注超低碳钢，必须对钢水进行钙处理，而生产超低碳钢时，钢包顶渣氧化性强，钙处理控制难度大，效果也不稳定，控制不好容易发生长水口堵塞，导致非计划停浇，严重影响稳定生产，并且双联工艺生产周期长，温度损失大，大大增加了生产成本。

另外，上述的三种工艺生产超低碳钢，一般控制钢中Si≤0.03%，采用热浸镀锌时，钢基体中的硅含量对镀层的厚度及色泽成波浪式变化，即圣德林效应。热浸镀锌一般需要浸泡2-3分钟，而连续镀锌反应时间只有3-5秒，对于连续镀锌生产工艺硅含量对镀锌的影响需要重新评估。

发明内容

本发明提供一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，采用FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢，并且重新设计适合FTSC薄板坯连铸生产的超低碳钢的成分，增加钢中的Si含量，通过加入含钙硅铁带入钙，起到间接钙处理的作用，通过严格控制炼钢各工序工艺参数来实现生产满足性能要求超低碳钢连铸坯。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，包括下述步骤：

（1）铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，入炉铁水S≤0.003%；

（2）转炉冶炼：终渣碱度为3.5-4.0；钢水控制成分质量百分比为：C:0.03-0.06%，S≤0.010%，P≤0.012%；终点温度1680-1720℃，终点氧位:600-800ppm，终渣FeO质量百分比22%-28%，出钢时间5-6分钟；

（3）RH真空处理：进站温度1630-1650℃，进站氧位:500-700ppm，脱碳、脱氧和合金化；出站温度：1590-1610℃；每炉加含钙硅铁1.0-3.0公斤/吨钢；

出站化学成分质量百分比为：C≤0.0096%，Mn0.06-0.35%、S≤0.018%、P≤0.018%、Si：0.12-0.26%、Als0.025-0.060%、Ti≤0.09%；

（4）FTSC薄板坯连铸：中间包钢水温度1562-1576℃；中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1250-1280℃，烘烤时间4-4.5小时；

超低碳钢组成的质量百分比为：C≤0.010%；Mn0.06-0.35%；Si0.12-0.28%；P≤0.020%；S≤0.020%；Ti≤0.09%；N≤0.0050%；其余为铁和不可避免的杂质。

优选的技术方案为：转炉冶炼、RH真空处理和FTSC薄板坯连铸，中包钢水氧、氮含量控制为[O]≤40ppm、[N]≤40ppm。

步骤（2）中采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；高碳锰铁配锰；高碳锰铁加入量为1.0-1.1Kg/吨钢；石灰加入量：1.5-2.0公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

步骤（4）中钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水。

步骤（4）中，中间包使用无碳镁-铝质干式料,无碳铝质塞棒和整体浸入式水口。

步骤（4）中二次冷却采用强冷却方式，拉矫温度850-950℃。

步骤（4）中薄板坯连铸的拉速为4.0-4.5m/min。

在FTSC薄板坯连铸机生产超低碳钢，必须要连铸工艺顺行，对转炉终点控制、RH处理模式、整个过程温度控制以及连铸耐材等工艺精准控制，才能生产出满足要求的无缺陷连铸坯。

含钙硅铁是市售产品，其中Si:74.0-80.0%、Ca:0.8-1.2%，对于硅铁而言，其中钙是杂质元素，本发明通过加入含钙硅铁增加钢中的Si含量，同时含钙硅铁带入钙，利用杂质元素钙起到间接钙处理的作用。

本发明根据FTSC薄板坯连铸连轧后续的连续镀锌生产工艺的特点，重新设计超低碳钢的成分，通过加入含钙硅铁增加钢中的Si含量，间接进行钙处理，并且严格控制炼钢各工序工艺参数来生产满足性能要求的超低碳钢连铸坯。

利用现有的顶底复吹转炉、RH真空处理、在FTSC薄板坯连铸机生产满足标准要求的低成本高品质的超低碳钢。

双联工艺生产周期长，温度损失大，生产成本高，本发明为一种薄板坯单联（只经RH真空处理）工艺，流程短、成本低，通过提高钢中Si含量，用含钙硅铁带入钙，间接起到钙处理的作用，提高钢水的可浇性。实际生产中，控制钢中Si:0.20%，钢中Ca含量可以达到15ppm，有效地解决超低碳钢水口堵塞问题，连铸生产工艺稳定，得到的镀锌板的产品质量与双联工艺含Si≤0.03%的产品质量相当。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明采用FTSC薄板坯连铸工艺，重新设计超低碳钢的成分，提高钢中Si含量，用含钙硅铁带入钙，间接进行钙处理，并且严格控制各工序参数来生产超低碳钢连铸坯，流程短、成本低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

以下实施例中，转炉150t，RH精炼150t，FTSC薄板坯连铸：连铸坯宽1000-1600mm，铸坯厚70mm，生产钢种为超低碳钢。

转炉冶炼、RH真空处理和FTSC薄板坯连铸，中包钢水氧、氮含量控制为[O]≤40ppm、[N]≤40ppm。

实施例1

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

b.吹炼过程以脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升；

c.终渣碱度为3.85，钢水成分（质量百分比）C：0.05%，S：0.010%，P：0.008%；终点温度：1680℃，终点氧位:700ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比22%；

f.出钢时间5.8分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.0Kg/吨钢；石灰加入量：1.7公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1638℃，氧位：562ppm；取样分析成分；

b.开启真空泵，循环至26分钟，真空度达到130Pa，测温取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁1.2公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1590℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1562℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1250℃，烘烤时间4小时。

b.中间包使用无碳镁-铝质干式料,无碳铝质上水口和塞棒，使用无碳高碱度覆盖剂；

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.0m/min；拉矫温度850℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2。

实施例2

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

c.终渣碱度为3.5，钢水成分（质量百分比）C：0.06%，S：0.009%，P：0.010%；终点温度：1700℃，终点氧位：800ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比23%；

f.出钢时间6分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.1Kg/吨钢；石灰加入量：2.0公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1630℃，氧位：550ppm；取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁2.2公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1600℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1568℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1260℃，烘烤时间4.5小时。

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.5m/min；拉矫温度950℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2

实施例3

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

c.终渣碱度为4.0，钢水成分（质量百分比）C：0.05%，S：0.007%，P：0.011%；终点温度：1720℃，终点氧位:600ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比28%；

f.出钢时间5分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.05Kg/吨钢；石灰加入量：1.8公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1650℃，氧位：500ppm；取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁3.0公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1610℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1570℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1270℃，烘烤时间4.2小时。

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.3m/min；拉矫温度880℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2

实施例4

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

c.终渣碱度为3.7，钢水成分（质量百分比）C：0.03%，S：0.008%，P：0.012%；终点温度：1690℃，终点氧位:650ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比26%；

f.出钢时间5.5分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.0Kg/吨钢；石灰加入量：1.5公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1640℃，氧位：700ppm；取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁1.8公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1595℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1576℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1280℃，烘烤时间4.5小时。

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.4m/min；拉矫温度860℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2

实施例5

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

c.终渣碱度为3.91，钢水成分（质量百分比）C：0.04%，S：0.005%，P：0.007%；终点温度：1710℃，终点氧位:730ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比24%；

f.出钢时间6分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.1Kg/吨钢；石灰加入量：1.6公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1645℃，氧位：650ppm；取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁1.0公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1605℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1574℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1265℃，烘烤时间4.3小时。

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.2m/min；拉矫温度920℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2

实施例6

（2）转炉冶炼：

a.铁水温度1350℃、S=0.003%、P=0.120%；

c.终渣碱度为3.85，钢水成分（质量百分比）C：0.04%，S：0.004%，P：0.005%；终点温度：1700℃，终点氧位:750ppm；

d.出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包；

e.采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；终渣FeO质量百分比25%；

f.出钢时间5分钟，钢流圆整。

g.高碳锰铁加入量为1.03Kg/吨钢；石灰加入量：1.9公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

（3）RH真空处理：

a.钢包进站，测温定氧，温度1643℃，氧位：670ppm；取样分析成分；

c.在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁2.7公斤/吨钢,循环2分钟测温取样出站，出站温度为：1602℃；

RH出站化学成分见表1。

（4）FTSC薄板坯连铸：

a.中间包钢水温度1572℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度1275℃，烘烤时间4.4小时。

c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。

d.连铸拉速为4.1m/min；拉矫温度950℃。

e．二冷冷却采用强冷却方式。

按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2。

表1RH出站化学成分（%）

表2超低碳钢产品化学成份（%）

本发明各实施例生产连铸坯低倍检验没有出现中心裂纹、中心疏松和中心偏析等缺陷，铸坯表面及皮下没有夹渣缺陷；热轧板卷表面质量优良。

Claims

1.一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于其包括下述步骤：

所述超低碳钢组成的质量百分比为：C≤0.010%；Mn0.06-0.35%；Si0.12-0.28%；P≤0.020%；S≤0.020%；Ti≤0.09%；N≤0.0050%；其余为铁和不可避免的杂质。

2.根据权利要求１所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述转炉冶炼、RH真空处理和FTSC薄板坯连铸，中包钢水氧、氮含量控制为[O]≤40ppm、[N]≤40ppm。

3.根据权利要求１或2所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述步骤（2）中采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm；高碳锰铁配锰；高碳锰铁加入量为1.0-1.1Kg/吨钢；石灰加入量：1.5-2.0公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。

4.根据权利要求１或2所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述步骤（4）中钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水。

5.根据权利要求4所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述步骤（4）中，中间包使用无碳镁-铝质干式料,无碳铝质塞棒和整体浸入式水口。

6.根据权利要求5所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述步骤（4）中二次冷却采用强冷却方式，拉矫温度850-950℃。

7.根据权利要求6所述的一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，其特征在于所述步骤（4）中薄板坯连铸的拉速为4.0-4.5m/min。